洋山港三期驳岸回填施工及位移影响分析

章琦，刘耘东

（1.广州南华工程管理有限公司，广东 广州 510230；2.中交第一航务工程局有限公司，天津 300461）

1 工程概况

1.1 总体情况

上海国际航运中心洋山深水港区位于杭州湾口东北部、上海浦东新区芦潮港东南的崎岖列岛海区小洋山一侧。目前小洋山港区已建成一至三期码头工程并连成一体，岸线总长一期工程1 600 m、二期工程1 400 m、三期工程2 600 m。

码头设计为5万～15万吨级集装箱专用泊位。一至三期水工结构总体上一致，均由码头和接岸结构两大部分组成，码头与接岸承台用简支板连接。

1.2 驳岸结构

码头后方填海区填方高度26 m左右，淤泥厚度最厚处有20多m，接岸结构采用斜顶桩、板桩、支承桩和承台组成独立的岸壁作为挡土结构。基桩采用直径2 000 mm打入式钢管斜顶桩、直径1 900 mm板桩钢管直桩和直径1 500 mm支撑桩。一些区段承台桩为嵌岩，包括采用斜嵌岩桩[1]。

图1 洋山三期工程驳岸断面图Fig.1 Cross-section of the revetment phase III Yangshan Port project

三期工程水工码头和驳岸结构断面图见图1。

驳岸工程监理的范围为承台结构、承台后方的挡土墙、抛石棱体及内侧倒滤层结构。倒滤层结构由土工布排体+混合倒滤层构成，并在其外侧覆盖袋装砂保护。

2 驳岸回填施工情况及质量控制

承台功能为阻隔后方高填土产生的地基变形，避免因后方加载对码头结构的影响。后方回填采取的质量控制措施主要有以下几点。

2.1 沉降位移监测

承台后方回填范围地基土为淤泥，在承台内侧设置了监测管和平台，回填加载时对承台和地基土的沉降位移进行监测。监测内容有土体表面沉降、分层沉降、分层土体位移和孔隙水压力等，间距350 m左右。每个承台端部设置4个沉降位移观测点，在回填期间对承台进行观测[2]。

2.2 棱体和堤心石抛填

1）抛填采用水上抛填方式。抛填时，监理工程师督促施工单位分层控制抛填速率。

2）为防止抛石和理坡破坏支承桩防腐涂层，抛填前对钢管桩表面包裹土工布和竹篱笆保护。

2.3 铺设碎石倒滤层

按验收标准对倒滤层的厚度进行控制，并在验收后及时覆盖土工布，防止受到破坏。

2.4 铺设土工布

1）土工布进场前，施工单位按每1万m2取1个样品检验，监理按10%比例进行平行抽检。

2） 土工布分两层施工：碎石垫层上铺第一层、抛填倒滤层，之后铺第二层土工布。

3） 施工时，需检查铺布船上土工布铺设情况、记录铺设位置。铺布船为专业船，施工效率高。

4）土工布先在铺布船上铺开，用砂冲填土工布上的沙肋，然后放至碎石垫层或倒滤层上。铺设宽度比设计多5 m，以适应碎石面不平整、布收缩和安放位置误差，保证土工布铺设的搭接宽度。

5）土工布验收采用对照施工记录（含有每1幅布4个角点实际测量的坐标）的方法，并对土工布的压紧和搭接宽度进行30%的水下抽检。

6）上层土工布铺设后，铺筑袋装砂，防止后方吹填砂对土工布和倒滤层造成破坏，见图2。

2.5 监测反馈

在驳岸交付吹填后，驳岸施工单位继续负责承台和地基的监测，并将结果反馈给有关单位。

图2 土工布铺设图Fig.2 Paving of geotextile

2.6 施工中出现的问题

压上袋装砂后，后方开始吹填砂，但未出水面。因吹填海域后方的导堤连接后，使吹填海域完全封闭，倒滤层受到破坏。原因是水域封闭后，涨潮时，由于水域面积较大且底质为淤泥、透水性差，回填区内水位上涨缓慢，与水域外形成较高的水头差，水流从倒滤层顶部下泻冲刷倒滤层、部分袋装砂被冲垮。处理措施为：将封闭的水域挖开一道口子，使涨潮时水流能快速进入回填区，避免内外水头差过大。

2.7 承台和码头结构位移情况

1）洋山三期一阶段Ⅰ标段和二阶段Ⅳ标段承台和码头结构位移统计见表1。

表1 承台和码头结构位移统计表Table1 Statistical table of the structural displacementsof capsand wharfs mm

2）一阶段Ⅰ标段码头部分结构段先于后方回填砂施工，回填开始后位移较大；二阶段Ⅳ标段码头回填砂完成后施工，故总体位移量较小。

3）二阶段Ⅳ标段承台位移在Ⅳ标段吹填砂基本结束时，由于临近的Ⅲ标段承台位移更大，故采取以下处理措施：后方暂停吹填；改进位移监测方法，测量控制点每周用GPS测量方法复核；建设单位每周召开监测会议，协调对护岸位移有影响的各施工单位的施工安排，一旦位移超出控制要求，则暂缓有关单位的施工。

采取措施后，尽管后方仍有项目施工，但施工速度受到限制，护岸位移曲线大大趋缓，至工程竣工和使用后一直没有发生护岸失稳事故。

3 承台位移原因分析

一阶段Ⅰ标段承台位移总体正常，在设计允许的范围内。但二阶段Ⅳ标段承台位移量明显增大，主要原因分析如下：

1）二阶段Ⅳ标段驳岸施工期间赶工。驳岸结构完成后，后方抛石棱体、倒滤层和吹填砂施工基本没有停止过，从抛石开始至回填砂结束最长时间仅8个月，抛石棱体地基加固没有必要的排水固结时间，使板桩墙承受抛石棱体的土压力过大。

2）护岸后方有深达20 m的淤泥，大范围吹填砂引起深层土体位移，导致板桩底部位移。从设计计算模式看，如底部不动，顶部护岸的过大位移将导致桩基塑性变形，但事实上承台结构自发现发生过大位移至工程竣工，一直是稳定的，因此反推桩底部有位移的结论可以成立。

3）由表1可知，承台和码头位移主要发生在棱体后方吹填砂阶段，但护岸结构和后方吹填有各自的施工监理单位，在工程协调和控制方面有一定的难度，建设单位忽略了此方面的综合协调，在观测报警后，没有引起有关单位足够重视。

一阶段Ⅰ标段码头在后方地基处理期间位移较大，经分析有如下原因：

1）发生较大位移的码头部位为第1结构段，该段基桩采用直径为1 800 mm的钢管直桩，排架间距10 m，每排架桩8根，全直桩结构对土体位移产生的水平力抵抗较差，故位移大一些。

2）第1结构段后方进行过强夯地基处理及高压旋喷桩施工，对淤泥扰动大，因土体位移带动桩基产生了较大位移并具有滞后性，地基处理及高压旋喷桩施工后，码头1、2分段轨道即出现了25 mm左右的错牙，此后继续发展，最大达到41 mm。码头第1结构段对应的后方1号、2号承台向海侧位移也增加了46 mm和40 mm。

4 结语

洋山港水工码头工程驳岸结构质量控制良好，但也有因回填失控导致承台和码头位移过大的教训，总结有以下几方面：

1）一次回填厚度及每层间隔时间应按设计要求、地基土性质和监测结果加以控制[3]。此为回填的关键控制环节，当监测结果显示码头和护岸的沉降位移超过控制标准时，应指令暂停回填或调整回填方案。当采用陆上回填方式时，如果回填高度超过允许的层厚要求，则必须先水上抛填至必要的标高，之后再陆上回填。

2）回填时必须进行监测。当回填区域较大且为软土地基时，应注意布置的监测控制点在回填区范围内是否稳定，每次监测前，应对控制点进行校核。监理工程师对监测方法要预先审核并对监测过程予以检查。

3）软基上后方大范围的吹填砂对护岸结构影响很大，应当把吹填砂的施工纳入总体控制范围内。吹填砂也必须按层厚和时间间隔要求施工。如果后方吹填砂由其它施工单位和监理单位负责，则应及时将监测结果通报各有关单位，通过建设单位协调后，方可进行吹填砂的施工。

在建的洋山四期驳岸工程，由建设单位建立监测数据平台，观测单位将数据发布于该平台，各有关单位均可第一时间进行查询，设计和监理单位在平台上发布控制意见，施工单位根据报警情况控制施工，避免了位移过大问题的再次发生。

4）软基上的驳岸后方应避免采用引起深层扰动的施工方法，如强夯、高压旋喷，以防止驳岸和码头发生过大位移。

5）由于后方回填和吹填砂对码头区域土体位移有影响，为避免码头发生较大位移、影响轨道布置，码头沉桩或桩帽浇注宜在后方回填基本完成后进行。

[1] 吴鹏程，朱明有.洋山深水港区一期工程水工码头C标段驳岸施工技术[C]//港口工程分会技术交流文集.北京：中国土木工程学会，2005：396-402.WUPeng-cheng，ZHUMing-you.Revetment construction technology in C section of phase I Yangshan deepwater port hydraulic wharf project[C]//Technical communication proceedings of harbor engineering branch.Beijing：China Civil Engineering Society，2005：396-402.

[2]戴炳坤，尹海卿.洋山港一期工程水工码头AB标驳岸及码头的沉降和位移[J].港工技术与管理，2005（4）：3-9.DAI Bing-kun，YIN Hai-qing.Settlements and displacements of the revetment and wharf in AB section of phase I Yangshan Port hydraulic wharf project[J].Technology＆Management of Port＆Harbor Engineering，2005（4）：3-9.

[3]王现中.上海洋山深水港三期工程变形监测与分析[J/OL].城市建设理论研究，2013（4）.http：//www.qikan.com.cn/article/csjl/csjl201304/csjl2013042517.html.WANG Xian-zhong.Deformation monitoring and analysis of the phase IIIYangshan deepwater port project in Shanghai[J/OL].Urban Construction Theory Research，2013（4）.http：//www.qikan.com.cn/article/csjl/csjl201304/csjl2013042517.html.