某圍涂工程海堤斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

柴文琦 殷學(xué)成

摘 ?要：圍涂工程不僅能有效地保護(hù)國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，也為城市建設(shè)發(fā)展提供了寶貴的土地資源。海堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是海堤工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。以舟山市定海區(qū)金塘北部區(qū)域開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目圍涂工程為例，對(duì)海堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并結(jié)合工程實(shí)際情況擇優(yōu)選擇合適的斷面結(jié)構(gòu)方案。

關(guān)鍵詞：海堤;海堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);地基處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TV314 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）32-0101-03

Abstract： On the one hand， seawall engineering can effectively protect the lives and property safety of the country and people; on the other hand， it also provides valuable land resources for the development of urban construction. The design of seawall structure is an important part of seawall engineering. Taking the reclamation project of the northern Jintang development and construction project in Dinghai District of Zhoushan City as an example， this paper makes a technical and economic comparison of several schemes for the structural design of seawall， and selects the appropriate cross-section structural scheme based on the actual situation of the project.

Keywords： seawall; seawall structure design; seepage control structure

1 工程背景

本工程圍涂面積10065畝，其中東片圍區(qū)5346畝，西片圍區(qū)4719畝;東片圍區(qū)建設(shè)D1、D2、D3、D4共4條圍堤，其中D1圍堤系在建的瀝港漁港擴(kuò)建工程?hào)|防波堤基礎(chǔ)上加高而成，堤線(xiàn)布置同東防波堤，自金塘島炮打巖至小髫果山，堤長(zhǎng)2196m，D2圍堤由小髫果山直連魚(yú)龍山，堤長(zhǎng)116m，D3圍堤自魚(yú)龍山直連橫檔山，堤長(zhǎng)1964m，海堤北端近魚(yú)龍山段距外側(cè)深槽150m布置，D4圍堤自橫檔山直連金塘島，堤長(zhǎng)409m。西片圍區(qū)建設(shè)X1、X2、X3共三條圍堤，X1圍堤是在瀝港漁港擴(kuò)建工程西防波堤的基礎(chǔ)上進(jìn)行加高，堤線(xiàn)布置同西防波堤，自大鵬山北部直連大髫果山，堤長(zhǎng)2224m，X2圍堤自大髫果山至甘池山，弧狀線(xiàn)布置，堤長(zhǎng)1917m，X3圍堤自甘池山至大鵬山，堤線(xiàn)呈外凸弧狀，堤長(zhǎng)456m。海堤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

本工程地勘成果顯示除島嶼間的峽口的地基（即D2、D4、X3三條圍堤）表現(xiàn)為基巖外，其他堤壩場(chǎng)址地基土層均為較為深厚的軟弱土層，天然強(qiáng)度低，沉降變形大。峽口處海堤斷面結(jié)構(gòu)型式較為簡(jiǎn)單，另D1、X1結(jié)構(gòu)型式為按原堤防結(jié)構(gòu)加高。

因此，本處僅選擇建于現(xiàn)狀軟土地基上的D3、X2圍堤進(jìn)行堤型方案比選。

D3、X2圍堤均建于現(xiàn)狀涂面上，涂面高程較低，地基為深厚軟土地基，堤前波要素較大，堤身高度較高，海堤結(jié)構(gòu)型式對(duì)工程造價(jià)和施工難易程度都影響較大，且與地基處理方式息息相關(guān)。根據(jù)浙江省圍涂工程經(jīng)驗(yàn)，海堤地基處理方式主要有塑料排水板結(jié)合高強(qiáng)土工織物、爆炸擠淤（控制加載爆炸擠淤置換）等方法，海堤高度較高時(shí)堤型結(jié)構(gòu)一般為復(fù)合式堤型結(jié)構(gòu)。以D3圍堤為例，選擇以下三方案進(jìn)行堤型結(jié)構(gòu)方案比選[1]：

2 軟土地基上海堤斷面型式比較

2.1 復(fù)合式斷面，地基采用塑料排水板結(jié)合土工格柵處理（方案1）

本方案中海堤斷面為復(fù)合式結(jié)構(gòu)，海堤堤頂高程6.50m，防浪墻頂高程7.50m，外海側(cè)設(shè)置三級(jí)平臺(tái)，高程4.00m第一級(jí)平臺(tái)為寬5.0m厚80cmC20砼灌砌塊石護(hù)面，平臺(tái)與塘頂之間為高2.50mC20砼灌砌塊石擋墻。高程1.0m第二級(jí)平臺(tái)為寬10.0m砼灌砌塊石與干砌塊石條帶護(hù)面，該平臺(tái)處設(shè)高3.0m砼灌砌塊石擋墻與高程4.0m平臺(tái)相接，平臺(tái)外側(cè)設(shè)置斜坡至三級(jí)平臺(tái)處，坡比為1：2.5，同時(shí)在坡面上堆放重4T的扭王字塊消浪。高程-2.0m第三級(jí)平臺(tái)，表層拋塊石單塊重800kg以上大塊石。海堤外坡腳設(shè)置拋石棱體。海堤背側(cè)設(shè)置防滲土方及拋石子堤，防滲土方頂高程為3.70m，其上為寬5.0m干砌塊石平臺(tái)，平臺(tái)高程4.5m，平臺(tái)至堤頂采用1：1.5斜坡過(guò)渡，坡面采用干砌塊石護(hù)坡，以防越頂水體破壞。拋石子堤頂高程2.50m，與規(guī)劃地坪高程齊平。

海堤地基處理采用塑料排水板進(jìn)行處理，視堤身荷載大小不同處理深度不同，荷載最大處排水板插入涂面下18m，底高程為-24.0m。鎮(zhèn)壓層荷載稍小，排水板插入涂面下14.50m，底高程-20.5m。內(nèi)側(cè)拋石子堤采用涂面上鋪設(shè)高強(qiáng)土工格柵進(jìn)行地基處理（子堤高度超過(guò)5m時(shí)采用排水板處理）（見(jiàn)圖1）。

2.2 復(fù)合式斷面，地基采用控制加載爆炸擠淤置換法處理（方案2）

本方案中海堤斷面結(jié)構(gòu)與方案1相似，由于地基采用控制加載爆炸擠淤置換法處理，海堤外海側(cè)寬度大大縮窄，約為方案1外海側(cè)結(jié)構(gòu)寬度的1/2。自堤頂至堤腳結(jié)構(gòu)為：高2.50m砼灌砌塊石擋墻、寬5.0m高程3.0m砼灌砌塊石平臺(tái)、高3.50m砼灌砌塊石擋墻、預(yù)制扭王字塊消浪結(jié)構(gòu)等，堤腳設(shè)置拋石護(hù)坦，底寬5.0m。海堤背側(cè)設(shè)置防滲土方及拋石子堤，防滲土方與方案1相同，拋石子堤頂高程同規(guī)劃地坪高程。

海堤地基采用控制加載爆炸擠淤置換法處理，爆炸處理深度為涂面下17m，爆填堤芯石底寬33.22m，最大腰寬53.04m，混合過(guò)渡層厚1.5m，底高程為-21.5m。拋石子堤坐落于爆炸產(chǎn)生的淤泥包上，高度較小，采用在淤泥包上鋪設(shè)高強(qiáng)土工格柵進(jìn)行地基處理（見(jiàn)圖2）。

2.3 鋼筋砼梁板輕型結(jié)構(gòu)，地基采用薄壁筒樁（方案3）

本方案中，堤身上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼梁板式輕型結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為薄壁筒樁。薄壁筒樁樁徑1.50m，設(shè)內(nèi)外兩排樁，樁距5.50m，樁長(zhǎng)26.3m，樁頂高程-1.70m，底高程-28.0m，外排樁為密排樁，內(nèi)排樁按樁間距5.10m等間距布置。筒樁樁頂縱梁高1.0m，梁頂高程1.50m，樁頂嵌入梁中20cm。樁頂縱梁以橫梁連接，其上接立柱，內(nèi)外排立柱均按5.10m中心距布置，外排立柱間為鋼筋砼防浪板，立柱頂為上部橫梁及砼面板組成的海堤堤頂面，堤頂設(shè)鋼筋砼防浪墻，高度為1.0m，頂高程7.50m。海堤背側(cè)設(shè)置防滲土方及拋石子堤，結(jié)構(gòu)與方案1相同（見(jiàn)圖3）。

2.4 各方案比較

對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，具體見(jiàn)表1。

經(jīng)以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦D3圍堤堤型采用方案2：復(fù)合式斷面，地基采用控制加載爆炸擠淤置換法處理;推薦X2圍堤堤型采用方案1：復(fù)合式斷面，地基采用塑料排水板結(jié)合土工格柵處理。

3 結(jié)束語(yǔ)

海堤斷面結(jié)構(gòu)的選擇直接影響了防洪功能、生態(tài)功能，合適的斷面結(jié)構(gòu)能保證海堤發(fā)揮出最大經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能間接為當(dāng)?shù)卦黾勇糜钨Y源。本工程海堤采用的斷面結(jié)構(gòu)型式在沿海及周邊地區(qū)圍墾工程中得到了廣泛的應(yīng)用并且也取得了較好的效果[2-3]。

參考文獻(xiàn)：

[1]方子杰，吳一禾，陳青青.浙東沿海圍墾工程軟基處理及海堤結(jié)構(gòu)的方案優(yōu)選[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2010（02）：68-71.

[2]王路軍，李銳，葉源新.水力吹填堤壩危險(xiǎn)水力條件和防滲墻受力分析[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（04）：426-431.

[3]丁春梅，汪來(lái)寶，王恒國(guó).海塘防沖工程簡(jiǎn)介[J].浙江水利科技，2000（04）：50-51.