溫州市甌飛一期圍墾工程地基處理施工工藝分析

蘇 容

（溫州市甌飛開發(fā)建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

水利工程建設(shè)場(chǎng)地多為淤泥、軟土等土層較厚的區(qū)域，這類土體的主要特征是承載力較低，難以直接作為基礎(chǔ)持力層，針對(duì)這種情況往往需要采取地基處理措施，提高土層承載力[1～3]。在水利工程中，常見的地基加固處理方法包括：墊層法[4]、粉噴樁[5]、真空預(yù)壓法[6]等。除了地基處理方案設(shè)計(jì)外，施工質(zhì)量也是工程建設(shè)質(zhì)量的重要影響因素，水上工程建設(shè)受環(huán)境、施工工藝影響較大，選擇科學(xué)、合理的施工工藝是十分重要的[7～9]。本文結(jié)合溫州市甌飛一期圍墾工程對(duì)水上施工地基處理工程進(jìn)行分析。

1 工程概況

溫州市甌飛一期圍墾工程位于甌江之濱至飛云江畔，南、北側(cè)邊境界分別是飛云江及甌江河口邊界的外延線，主堤大致與龍灣二期工程的堤線平行。工程圍墾面積約13.28 萬畝，等級(jí)為1等工程，主要建筑物為海緹工程及水閘工程，均為1 級(jí)建筑物。

工程堤線總長約36.66 km，其中北堤4.30 km，東堤28.85 km，南堤3.51 km；水閘6 座，建安投資176.3 億。目前為國內(nèi)獲批的單位面積最大的圍墾工程，根據(jù)國家海洋局批準(zhǔn)意見及軍方重要專項(xiàng)設(shè)施項(xiàng)目等因素制約，甌飛一期圍墾工程（北區(qū)）先行實(shí)施建設(shè)，主要包括北堤、東堤北段、1#、2#隔堤、北1#閘、北2#閘、東1#閘，見圖1。

2 地基處理方案

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，基礎(chǔ)處理采用50 kN/m 有紡?fù)凉げ肌?00 cm厚碎排水碎石墊層、C 型塑料排水板及TG200PP 土工格柵（1#隔堤120 kN/m 有紡?fù)凉げ迹┫嘟Y(jié)合的地基處理方法。先鋪設(shè)一層50 kN/m 有紡?fù)凉げ迹黉佋O(shè)厚100 cm 的排水碎石墊層，然后進(jìn)行C 型塑料排水板插設(shè)，插設(shè)間距為1.2 m 正方形布置，最后在碎石墊層頂面鋪設(shè)一層TG200PP 土工格柵/120 kN/m有紡?fù)凉げ迹?#隔堤120 kN/m 有紡?fù)凉げ迹?/p>

圖1 工程平面圖

3 土工布鋪設(shè)施工工藝

3.1 人工侯潮露灘鋪設(shè)工藝

在場(chǎng)外進(jìn)行土工布拼接，退潮時(shí)利用船只運(yùn)輸至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)后，沿著垂直壩體軸向的方向展開，平鋪后使用長為1.5 m～2 m的竹樁進(jìn)行固定。竹樁間距周邊兩排按1m/根間距梅花形錯(cuò)開布置插設(shè)，使整張土工布保證周邊緊密貼緊涂面，中間部位毛竹樁按2.5 m/根間距布置，毛竹頂端采用50 cm 橫桿固定，必要時(shí)毛竹相互間采用尼龍繩連接，確保鋪設(shè)后的土工布緊貼涂面，局部地區(qū)采用壓碎石包鎮(zhèn)壓防止漂浮。

對(duì)于TG200/PP 土工格柵或120 kN/m 有紡?fù)凉げ迹瑑?nèi)外兩側(cè)（即排水碎石墊層以外區(qū)域）采用毛竹固定，排水碎石墊層以內(nèi)部位由于碎石已拋填，毛竹難以打設(shè)，擬采用碎石袋壓載，碎石袋重40 kg～50 kg，間距2 m 梅花形布置壓載。土工布搭接寬度不小于50 cm，TG200/PP 土工格柵扣接寬度10 cm～15 cm。

3.2 水下船只鋪設(shè)工藝

土工布水下鋪設(shè)的主要施工工藝如下：

（1）將土工布沿著起始邊展開，在吊環(huán)上系好長為10 m 的繩索，繩索與錨連接，在距離起始邊10 m 處將與繩索連接的錨拋入水中，通過移動(dòng)滾筒，收緊繩索，利用錨將起始邊準(zhǔn)確定位；（2）在鋪設(shè)船上調(diào)整好土工布筒方向，利用吊機(jī)將土工布垂直下沉至涂面，使用卷揚(yáng)機(jī)拉緊滾筒吊索，以便于碎石包拋壓；（3）將船上的鋼絲繩繞過滑輪與土工布滾筒連接后，船只可沿著垂直堤軸方向后退，利用鋼絲繩的牽引作用，逐漸展開滾筒上的土工布；（4）隨著土工布的展開同時(shí)拋填碎石土，碎石土利用甲板運(yùn)輸，在鋪設(shè)土工布之前，甲板緊鄰?fù)凉げ即?，隨鋪布進(jìn)度拋灑碎石，拋投碎石料時(shí)應(yīng)預(yù)留土工布搭接距離；（5）土工布完全鋪設(shè)后，可吊起滾軸進(jìn)行下一場(chǎng)地施工；（6）土工布采用自然搭接，寬度應(yīng)大于1.0 m。

4 碎石墊層施工工藝

4.1 排水碎石墊層施工方法

碎石墊層鋪設(shè)方法主要有：①小噸位液壓對(duì)開駁GPS 定點(diǎn)拋投；②大噸位平板駁拋投，露灘平整。本工程不具備陸運(yùn)交通條件，料場(chǎng)至工地現(xiàn)場(chǎng)海運(yùn)距離遠(yuǎn)（20 km），采用小噸位液壓對(duì)開駁造價(jià)高，且存在安全隱患，選用大噸位平板駁運(yùn)輸碎石，另外，主堤涂面基本處于-3.30 m 以下，無法露灘，碎石無法候潮露灘整平，為控制碎石鋪設(shè)施工質(zhì)量，平板駁拋投時(shí)采用開式泥駁定位和裝量控制鋪設(shè)施工。

4.2 船運(yùn)拋填施工工藝

排水墊層碎石料均從業(yè)主指定霓嶼山料場(chǎng)由料場(chǎng)承包方采用自卸車裝料上船，直接卸至甲板駁中，甲板駁上由船載挖掘機(jī)集料堆載。一條1500 T 甲板駁滿載可載900 m3的碎石，開到拋投區(qū)域后，利用船載GPS 系統(tǒng)精確定位拋填。

（1）土工布鋪設(shè)時(shí)壓布碎石拋填

土工布鋪設(shè)時(shí)，碎石拋填僅滿足臨時(shí)鎮(zhèn)壓土工布的效果。碎石墊層拋填施工需在土工布施工完成后進(jìn)行補(bǔ)拋。

（2）碎石補(bǔ)拋

因碎石拋填跟不上土工布鋪設(shè)進(jìn)度，鋪設(shè)時(shí)拋填的碎石只能滿足土工布鋪設(shè)時(shí)的臨時(shí)壓重，無法滿足碎石墊層設(shè)計(jì)厚度要求，故碎石墊層拋填施工需進(jìn)行補(bǔ)拋。

工程選用大噸位平板駁運(yùn)輸碎石拋投，考慮本標(biāo)段工程主堤涂面基本處于-3.30 m 以下，無法露灘，碎石無法候潮露灘整平，為控制拋投過于集中，厚薄不均，碎石拋投時(shí)利用120 m3底開式泥駁作為定位船和裝量控制裝置，將泥駁與甲板駁用纜繩捆扎一起，將甲板駁上的碎石先鏟入泥駁中，通過泥駁來定位和控制拋投范圍的碎石方量，然后打開泥駁底部的艙門，將碎石拋投至事先定位的范圍內(nèi)。通過試拋確定施工參數(shù)，如移動(dòng)范圍、移動(dòng)速度以及潮水對(duì)碎石墊層拋填質(zhì)量的影響；為了精準(zhǔn)拋填，將施工范圍內(nèi)劃分為10 m×10 m 的大網(wǎng)格，并將大網(wǎng)格分為2 m×2 m 的小網(wǎng)格；根據(jù)網(wǎng)格大小，確定底開式泥駁一次投拋的方量，并劃線標(biāo)記，每次裝料均需裝到標(biāo)記線；通過GPS 定位到達(dá)拋填位置后，甲板駁緩慢靠近泥駁，靠泊后用繩索將兩駁綁緊，利用甲板駁上的機(jī)械將碎石填入泥駁，達(dá)到裝填量后，打開閘門將碎石拋填至定點(diǎn)位；由于施工過程中潮汐、流速均為不確定的因素，因此，合理超拋是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，超拋量控制在15%左右。

5 塑料排水板插設(shè)施工工藝

塑料排水板插設(shè)主要施工工藝如下：

（1）作業(yè)船定位。利用GPS 進(jìn)行定位，并配備專員進(jìn)行監(jiān)控，使用船頭、尾的八字錨進(jìn)行固定，拋錨系纜應(yīng)結(jié)合施工時(shí)的風(fēng)浪、水流等因素進(jìn)行綜合確定，絞錨機(jī)進(jìn)行船體調(diào)整修正；（2）排水板樁位定位。根據(jù)排水板的間距對(duì)作業(yè)區(qū)的排水板樁位進(jìn)行劃分，在船體平臺(tái)走軌標(biāo)記插板樁位置并添加標(biāo)記，根據(jù)標(biāo)記移動(dòng)樁機(jī)位置，每30 min 需要根據(jù)潮水位變化對(duì)船體位置進(jìn)行復(fù)核、調(diào)整，船位偏差應(yīng)小于±50 mm。（3）調(diào)整剪板機(jī)高度。排水板的留帶長度由剪板機(jī)高度決定，為了保證工程施工質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)要求，需要根據(jù)潮位和涂面高程情況對(duì)剪板機(jī)高度進(jìn)行調(diào)整；（4）排水板插設(shè)。利用震動(dòng)錘振動(dòng)沉管插入基礎(chǔ)土中，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高程。在沉管樁尖設(shè)置裝靴，剪斷排水板后，裝靴可壓住帶頭并關(guān)閉帶頭保護(hù)裝置，當(dāng)排水板達(dá)到預(yù)定高程后，裝靴可自動(dòng)打開保護(hù)門，帶頭在泥阻作用下留在泥涂中；（5）剪板。利用水下液壓剪在水下完成自動(dòng)剪板，液壓剪安裝在導(dǎo)向架底端，套管打入預(yù)定高程后，在拔出的過程中，利用液壓剪在距離碎石面0.3 m 處將排水板剪斷；（6）排水板拼接。排水板搭接長度不應(yīng)小于0.2 m，將板頭濾膜剝開后進(jìn)行搭接，使用鉚釘釘牢保證搭接平順，當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)可適當(dāng)增大搭接長度。

6 結(jié)論

溫州甌飛一期圍墾工程地基處理施工難度高，場(chǎng)地環(huán)境復(fù)雜。為了保證工程建設(shè)質(zhì)量，結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境分析了人工侯潮露灘鋪設(shè)和水下船只鋪設(shè)土工布兩種環(huán)境下的土工布鋪設(shè)施工工藝，利用船只滾筒完成水下土工布鋪設(shè)；通過前期試驗(yàn)確定碎石墊層拋填施工參數(shù)，使用網(wǎng)格劃分施工工藝和適當(dāng)超拋以保證拋填厚度?？蔀轭愃乒こ淌┕ぬ峁﹨⒖?。