七姓涂圍海工程軟基處理施工要點淺析

鄭 剛

(浙江東洲建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司,浙江 杭州 310002)

1 問題的提出

2011年,黨中央、國務(wù)院從經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略高度,發(fā)出了 “關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定”的1號文件。隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,土地資源越來越成為制約各地經(jīng)濟發(fā)展的重要瓶頸,而沿海地區(qū)灘涂資源十分豐富,為解決土地緊缺問題,拓展經(jīng)濟發(fā)展空間,圍海工程越來越受到關(guān)注。海堤是圍海工程的主體,而軟土地基處理是海堤施工的關(guān)鍵,處理好軟基,是保證工程建設(shè)質(zhì)量的根本。本文結(jié)合寧波市北侖區(qū)梅山七姓涂圍涂工程,就軟土地基的施工要點提出幾點淺析。

2 工程概況

寧波市北侖區(qū)梅山七姓涂圍涂工程位于北侖區(qū)梅山鄉(xiāng)南部海域,象山港口門區(qū),距北侖城區(qū)約30 km,交通便利;圍區(qū)西起創(chuàng)業(yè),向南延伸至分水礁北面,轉(zhuǎn)折向東至梅山鹽塘。

七姓涂圍區(qū)面積 900 hm2(1.35萬畝),海堤長 10.5 km,施工隔堤長1.8 km,排澇橫河1條,長1.395 km,沿堤水閘3座。

海堤分為2段:西大堤、南大堤。西大堤平面樁號為0+000～3+500m,長3 500m,堤線自創(chuàng)業(yè)至烏龜礁后折向分水礁,堤線基本順著梅山港呈東北—西南走向,堤線處涂面高程為-0.5～-2.0 m(黃海高程,下同)。南大堤平面樁號為3+500～10+503m,長7 003m,堤線基本呈西偏南—東偏北走向,堤線處涂面高程為0.5～-2.7m。

3 施工要點及質(zhì)量控制

本工程圍區(qū)為淤泥質(zhì)軟土地基。地質(zhì)情況:高程-3.0～1.0m為淤泥粉質(zhì)黏土層,Q sik=12 kPa;-3.0～-11.0m為淤泥黏土層,Q isk=12 kPa;-11.0～-20.50m為淤泥粉質(zhì)黏土層,Q isk=20 kPa;-20.50～-40.80 m為黏土層,Q isk=20 kPa,Q pk=400 kPa。

地基處理采用塑料排水板結(jié)合土工材料的方案,施工順序:鋪設(shè)土工布—鋪設(shè)碎石墊層—插排水板。

3.1 土工布鋪設(shè)及 “翻布”現(xiàn)象處理

鋪設(shè)土工布施工要點是做到土工布鋪平,布與布搭接充分。“翻布”處理是保證土工布鋪設(shè)質(zhì)量的重點[1].。

涂面上先鋪1層土工布,主要起隔土作用。土工布鋪設(shè),利用甲板駁改造完成的專用水下土工布鋪設(shè)船,七姓涂圍涂工程土工布鋪設(shè)見圖1。

圖1 土工布鋪設(shè)示意圖

根據(jù)七姓涂圍涂工程土工布鋪設(shè)的經(jīng)驗,需做好以下幾點:

(1)在鋪設(shè)船上用吊機將整筒土工布從吊臂上垂直下沉 (注意調(diào)整好土工布筒的方向位置)直至涂面上。用卷揚機將滾筒吊索拉緊,以利碎石包拋壓。

(2)在離土工布起始邊約10m處拋下地錨,移動船舶并收緊繩索固定起始邊。

(3)有2根船上的鋼絲繩通過兩邊滑輪分別吊在土工布筒的滾軸上,此時鋪設(shè)船垂直于壩軸線方向徐徐后退。隨著鋼絲繩的牽引,滾筒上的土工布逐步展開。

(4)土工布一邊展開,一邊就將船上準備好的碎石包拋向土工布,橫向間隔2m拋下1排,縱向間隔2 m拋下1排,依靠這些壓載將土工布暫時固定。

由于在拋填過程中,有些碎石不一定能準確的拋在土工布上,未有拋石或少量拋石壓住的土工布在潮水的作用下,容易產(chǎn)生翻布現(xiàn)象。

在退潮后,挖機對鋪設(shè)的土工布進行檢查并及時對翻布的區(qū)域進行補強處理,碎石不夠的區(qū)域及時補拋。

3.2 碎石墊層鋪設(shè)及 “鼓包”處理

土工布上鋪碎石墊層,碎石墊層主要起排水通道的作用。施工要點主要是控制鋪填厚度不應(yīng)小于設(shè)計值,含泥量不能太大,頂面要整平[1].?！肮陌?的處理是保證碎石墊層鋪設(shè)質(zhì)量的重點。

3.2.1 碎石墊層的鋪設(shè)

由于圍海工程水下施工受潮水影響較大,故采用船拋石料。船拋采用300m3駁船,其具有吃水淺、裝卸料快、工效高等優(yōu)點,適合本圍涂工程的石料拋填施工。根據(jù)七姓涂圍涂工程上鋪碎石墊層施工的經(jīng)驗,需做好以下幾點:

(1)控制拋投過于集中。碎石墊層較薄,設(shè)計為1m,為控制拋投過于集中,厚薄不均,要通過每船方量及尺寸來確定拋填區(qū)域及拋填面積。

(2)用GPS定位,做好拋填記錄。用GPS定位準確后,拋填的過程要做好拋填記錄,記錄拋填位置的編號及方量。

(3)拋后平整。為解決拋填厚度不均勻的問題,在退潮后用登陸艇運送挖機至碎石平臺,對過厚或過薄的區(qū)域進行平整。

3.2.2 “鼓包”的處理

“鼓包”是碎石墊層鋪設(shè)施工中易出現(xiàn)的問題,根據(jù)七姓涂圍涂工程施工的情況,“鼓包”主要與碎石墊層鋪填太薄及受臺風(fēng)影響有關(guān)。在2008年7號臺風(fēng)過后,海堤出現(xiàn)了“鼓包”現(xiàn)象。其中正面受臺風(fēng)影響的南大堤,“鼓包”數(shù)量多,嚴重的 “鼓包”直接擠破土工布,沖出墊層;而未正面受臺風(fēng)影響的西大堤,出現(xiàn)的“鼓包”數(shù)量明顯減少,究其原因,出現(xiàn)“鼓包”現(xiàn)象主要是因為碎石墊層較薄。

“鼓包”致使該范圍內(nèi)的排水板無法將地基水排出碎石層,影響排水效果;其次是造成鋪設(shè)的土工布變形破壞,特別是被擠破的土工布,影響土工布的整體性。針對“鼓包”現(xiàn)象,施工中采取以下措施加以解決:

(1)在“鼓包” 擠破處,挖除“鼓包” 后,采取在上面重新覆蓋土工布,再按設(shè)計厚度要求重新鋪設(shè)碎石并重新打設(shè)排水板;

(2)對未擠破的“鼓包”,采取在上面補拋碎石,保證碎石層的厚度。

3.3 排水板施工

排水板施工中應(yīng)重點把握廢井補打、“回帶”處理、出水冒泥、排水板扭結(jié)等環(huán)節(jié)。

排水板的作用是在上面加荷后使地基土受壓把擠出的水分就近排入排水板,并通過排水板毛細孔吸附作用向上排水至碎石墊層。因此要注意插設(shè)深度、間距、垂直度等達到設(shè)計要求,頂端露出碎石墊層20 cm以上,并有精確的定位裝置[2].。

排水板施工采用船打和陸打2種。船打要求具有精確的定位系統(tǒng),確保每個施工區(qū)域及每根排水板施工插設(shè)位置都有準確的定位。陸打插板機由履帶式液壓挖掘機改裝而成,施打方式為液壓馬達帶動鏈條傳動,靠靜力壓入或振動貫入。

以七姓涂圍涂工程為例,本工程排水板為梅花樁布置,間距1.5m,長17～21m,排水板插設(shè)質(zhì)量主要是通過糾正在插設(shè)過程中出現(xiàn)的偏差如回帶、垂直度超標等問題加以控制 (見表1)。

表1 排水板插設(shè)質(zhì)量控制措施表

在七姓涂圍涂工程施工中,對廢井補打、回帶處理、出水冒泥、排水板扭結(jié)等施工重點環(huán)節(jié)進行了以下處理:

3.3.1 廢井補打

凡發(fā)生扭結(jié)、撕裂、濾膜損壞、板芯撕裂、回帶長度超過500mm等現(xiàn)象,一律作為廢井處理并應(yīng)重新在該板位置附近補打,作好記錄。

3.3.2 “回帶”處理

插板時套管連同排水板向下打設(shè)至設(shè)計高程后,在套管向上拔起的過程中,會出現(xiàn)一定數(shù)量的排水板由于板頭部分沒有被土體完全錨固,在排水板與套管間存在的慣性和相互摩擦力的作用下,套管拔起時帶動排水板向上回升了一段距離后,才被土體錨固在土層中,這個現(xiàn)象即為“回帶”,排水板跟套管上升的距離稱為“回帶長度”。采用以下3種方法解決回帶問題:采用往套管內(nèi)注水,排除套掛底部管內(nèi)與排水板之間的泥土,消除排水板與套管間的摩擦力;更換合理外形的樁須,增加板頭的錨固力;在排水板打設(shè)至設(shè)計高程后,在拔管前開動震動錘,邊慢拔管,邊振錘,以減輕排水板與套管間的摩擦力 (僅適用于振動插板機和部分改裝的液壓振動組合機)。

3.3.3 出水冒泥

插板后會出現(xiàn)冒出自由水,應(yīng)及時挖溝將水排出場外,冒泥時應(yīng)采用土工布鋪設(shè)等措施。拔套管時帶出的泥土,及時清出墊層以外,以免堵塞排水通道。

3.3.4 排水板扭結(jié)

對扭結(jié)部分的排水板采取割斷并重新理順,將新接排水板的一頭剪成尖角并與原排水板采取板芯對接的方式,之后將新老排水板的濾膜和板芯釘在一起完成聯(lián)接。

4 結(jié) 語

軟基處理是整個海堤的關(guān)鍵工程,做好軟土地基的土工布平整、碎石墊層鋪設(shè)和排水板施工,對整個海堤工程質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用。本文提出的鋪設(shè)土工布布與布搭接應(yīng)充分處理“翻布”現(xiàn)象,鋪碎石墊層必須控制鋪填厚度以解決“鼓包”問題及排水板施工中廢井補打、“回帶” 處理、出水冒泥、排水板扭結(jié)等施工難點及解決辦法,對類似工程的基礎(chǔ)施工具有借鑒意義。

[1].陶松壘.軟基海堤快速施工法在舟山東港工程的應(yīng)用[J]..浙江水利科技,1996(1):50-57.

[2].張峰.塑料排水板堆載預(yù)壓法處理深厚軟基 [J]..建筑科學(xué),1997(2):26-29,33.