七姓涂围海工程软基处理施工要点浅析

郑 刚

(浙江东洲建设监理咨询有限公司,浙江 杭州 310002)

1 问题的提出

2011年,党中央、国务院从经济社会发展的战略高度,发出了 “关于加快水利改革发展的决定”的1号文件。随着经济建设的发展,土地资源越来越成为制约各地经济发展的重要瓶颈,而沿海地区滩涂资源十分丰富,为解决土地紧缺问题,拓展经济发展空间,围海工程越来越受到关注。海堤是围海工程的主体,而软土地基处理是海堤施工的关键,处理好软基,是保证工程建设质量的根本。本文结合宁波市北仑区梅山七姓涂围涂工程,就软土地基的施工要点提出几点浅析。

2 工程概况

宁波市北仑区梅山七姓涂围涂工程位于北仑区梅山乡南部海域,象山港口门区,距北仑城区约30 km,交通便利;围区西起创业,向南延伸至分水礁北面,转折向东至梅山盐塘。

七姓涂围区面积 900 hm2(1.35万亩),海堤长 10.5 km,施工隔堤长1.8 km,排涝横河1条,长1.395 km,沿堤水闸3座。

海堤分为2段:西大堤、南大堤。西大堤平面桩号为0+000～3+500m,长3 500m,堤线自创业至乌龟礁后折向分水礁,堤线基本顺着梅山港呈东北—西南走向,堤线处涂面高程为-0.5～-2.0 m(黄海高程,下同)。南大堤平面桩号为3+500～10+503m,长7 003m,堤线基本呈西偏南—东偏北走向,堤线处涂面高程为0.5～-2.7m。

3 施工要点及质量控制

本工程围区为淤泥质软土地基。地质情况:高程-3.0～1.0m为淤泥粉质黏土层,Q sik=12 kPa;-3.0～-11.0m为淤泥黏土层,Q isk=12 kPa;-11.0～-20.50m为淤泥粉质黏土层,Q isk=20 kPa;-20.50～-40.80 m为黏土层,Q isk=20 kPa,Q pk=400 kPa。

地基处理采用塑料排水板结合土工材料的方案,施工顺序:铺设土工布—铺设碎石垫层—插排水板。

3.1 土工布铺设及 “翻布”现象处理

铺设土工布施工要点是做到土工布铺平,布与布搭接充分。“翻布”处理是保证土工布铺设质量的重点[1].。

涂面上先铺1层土工布,主要起隔土作用。土工布铺设,利用甲板驳改造完成的专用水下土工布铺设船,七姓涂围涂工程土工布铺设见图1。

图1 土工布铺设示意图

根据七姓涂围涂工程土工布铺设的经验,需做好以下几点:

(1)在铺设船上用吊机将整筒土工布从吊臂上垂直下沉 (注意调整好土工布筒的方向位置)直至涂面上。用卷扬机将滚筒吊索拉紧,以利碎石包抛压。

(2)在离土工布起始边约10m处抛下地锚,移动船舶并收紧绳索固定起始边。

(3)有2根船上的钢丝绳通过两边滑轮分别吊在土工布筒的滚轴上,此时铺设船垂直于坝轴线方向徐徐后退。随着钢丝绳的牵引,滚筒上的土工布逐步展开。

(4)土工布一边展开,一边就将船上准备好的碎石包抛向土工布,横向间隔2m抛下1排,纵向间隔2 m抛下1排,依靠这些压载将土工布暂时固定。

由于在抛填过程中,有些碎石不一定能准确的抛在土工布上,未有抛石或少量抛石压住的土工布在潮水的作用下,容易产生翻布现象。

在退潮后,挖机对铺设的土工布进行检查并及时对翻布的区域进行补强处理,碎石不够的区域及时补抛。

3.2 碎石垫层铺设及 “鼓包”处理

土工布上铺碎石垫层,碎石垫层主要起排水通道的作用。施工要点主要是控制铺填厚度不应小于设计值,含泥量不能太大,顶面要整平[1].。“鼓包” 的处理是保证碎石垫层铺设质量的重点。

3.2.1 碎石垫层的铺设

由于围海工程水下施工受潮水影响较大,故采用船抛石料。船抛采用300m3驳船,其具有吃水浅、装卸料快、工效高等优点,适合本围涂工程的石料抛填施工。根据七姓涂围涂工程上铺碎石垫层施工的经验,需做好以下几点:

(1)控制抛投过于集中。碎石垫层较薄,设计为1m,为控制抛投过于集中,厚薄不均,要通过每船方量及尺寸来确定抛填区域及抛填面积。

(2)用GPS定位,做好抛填记录。用GPS定位准确后,抛填的过程要做好抛填记录,记录抛填位置的编号及方量。

(3)抛后平整。为解决抛填厚度不均匀的问题,在退潮后用登陆艇运送挖机至碎石平台,对过厚或过薄的区域进行平整。

3.2.2 “鼓包”的处理

“鼓包”是碎石垫层铺设施工中易出现的问题,根据七姓涂围涂工程施工的情况,“鼓包”主要与碎石垫层铺填太薄及受台风影响有关。在2008年7号台风过后,海堤出现了“鼓包”现象。其中正面受台风影响的南大堤,“鼓包”数量多,严重的 “鼓包”直接挤破土工布,冲出垫层;而未正面受台风影响的西大堤,出现的“鼓包”数量明显减少,究其原因,出现“鼓包”现象主要是因为碎石垫层较薄。

“鼓包”致使该范围内的排水板无法将地基水排出碎石层,影响排水效果;其次是造成铺设的土工布变形破坏,特别是被挤破的土工布,影响土工布的整体性。针对“鼓包”现象,施工中采取以下措施加以解决:

(1)在“鼓包” 挤破处,挖除“鼓包” 后,采取在上面重新覆盖土工布,再按设计厚度要求重新铺设碎石并重新打设排水板;

(2)对未挤破的“鼓包”,采取在上面补抛碎石,保证碎石层的厚度。

3.3 排水板施工

排水板施工中应重点把握废井补打、“回带”处理、出水冒泥、排水板扭结等环节。

排水板的作用是在上面加荷后使地基土受压把挤出的水分就近排入排水板,并通过排水板毛细孔吸附作用向上排水至碎石垫层。因此要注意插设深度、间距、垂直度等达到设计要求,顶端露出碎石垫层20 cm以上,并有精确的定位装置[2].。

排水板施工采用船打和陆打2种。船打要求具有精确的定位系统,确保每个施工区域及每根排水板施工插设位置都有准确的定位。陆打插板机由履带式液压挖掘机改装而成,施打方式为液压马达带动链条传动,靠静力压入或振动贯入。

以七姓涂围涂工程为例,本工程排水板为梅花桩布置,间距1.5m,长17～21m,排水板插设质量主要是通过纠正在插设过程中出现的偏差如回带、垂直度超标等问题加以控制 (见表1)。

表1 排水板插设质量控制措施表

在七姓涂围涂工程施工中,对废井补打、回带处理、出水冒泥、排水板扭结等施工重点环节进行了以下处理:

3.3.1 废井补打

凡发生扭结、撕裂、滤膜损坏、板芯撕裂、回带长度超过500mm等现象,一律作为废井处理并应重新在该板位置附近补打,作好记录。

3.3.2 “回带”处理

插板时套管连同排水板向下打设至设计高程后,在套管向上拔起的过程中,会出现一定数量的排水板由于板头部分没有被土体完全锚固,在排水板与套管间存在的惯性和相互摩擦力的作用下,套管拔起时带动排水板向上回升了一段距离后,才被土体锚固在土层中,这个现象即为“回带”,排水板跟套管上升的距离称为“回带长度”。采用以下3种方法解决回带问题:采用往套管内注水,排除套挂底部管内与排水板之间的泥土,消除排水板与套管间的摩擦力;更换合理外形的桩须,增加板头的锚固力;在排水板打设至设计高程后,在拔管前开动震动锤,边慢拔管,边振锤,以减轻排水板与套管间的摩擦力 (仅适用于振动插板机和部分改装的液压振动组合机)。

3.3.3 出水冒泥

插板后会出现冒出自由水,应及时挖沟将水排出场外,冒泥时应采用土工布铺设等措施。拔套管时带出的泥土,及时清出垫层以外,以免堵塞排水通道。

3.3.4 排水板扭结

对扭结部分的排水板采取割断并重新理顺,将新接排水板的一头剪成尖角并与原排水板采取板芯对接的方式,之后将新老排水板的滤膜和板芯钉在一起完成联接。

4 结 语

软基处理是整个海堤的关键工程,做好软土地基的土工布平整、碎石垫层铺设和排水板施工,对整个海堤工程质量起着关键性的作用。本文提出的铺设土工布布与布搭接应充分处理“翻布”现象,铺碎石垫层必须控制铺填厚度以解决“鼓包”问题及排水板施工中废井补打、“回带” 处理、出水冒泥、排水板扭结等施工难点及解决办法,对类似工程的基础施工具有借鉴意义。

[1].陶松垒.软基海堤快速施工法在舟山东港工程的应用[J]..浙江水利科技,1996(1):50-57.

[2].张峰.塑料排水板堆载预压法处理深厚软基 [J]..建筑科学,1997(2):26-29,33.