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围垦软基工程施工难点及方案优化的探究

浏览133次时间：2013年12月10日 10:11

周国平

（舟山市水利水务围垦局浙江 316000）

【摘要】本文笔者主要就围区表层有留泥层分布、涂面高程低等场地特性进行详细地阐述，并通过比较择出最佳该工程深涂面软基处理方案，最后得出塑料排水板法在经济上、技术上均具备显著的优越性这一结论。

【关键词】海堤；围垦；软基处理；排水板法

一、工程概况

某围垦工程位于舟山地区，海堤总长32.4km，围垦面积1.08万hm2，总投资约6.5 亿元。工程主要由海堤、水闸及围区配套工程组成。工程场地主要土层结构自上而下为淤泥、淤泥夹粉土、粉砂泥、淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土、粉质粘土与粉土互层、淤泥质粘土、粉质粘土，勘探孔控制最大深度80m。堤身填筑料有抛石、碎石、闭气土方，涂面高程是-4.0 米，堤顶高程有8 米，填筑高度为12 米。在这么大的上部荷载作用的影响之下，地基承载力实在是不能达标。为此，需要针对堤基实施加固处理，从而把工后沉降控制好，确保堤身的稳定性能。除此之外，海堤沿线滩涂表层有0.5 至0.8 米厚的流泥分布，这无疑会让本工程地基处理的方案设计变得愈加地繁杂，甚至还会加大施工的难度系数。

二、围垦工程深涂面软基处理方案优选

1. 工程地质条件

海堤地基30m 以浅土层由流泥、淤泥、淤泥夹粉砂、粉土、粉砂泥、淤泥质勃土组成。滩涂表部有流泥分布，厚约0.50—0.80m，随潮流变化有所变化，其含水量高，孔隙比大，性质极差。该层以下主要为高含水量、高压缩性、高灵敏度、低强度的淤泥和淤泥质土，工程地质条件差，是堤基沉降和稳定的主要控制层。各土层物理力学指标建议值详见表1。

表1 各土层物理力学指标建议值

2. 拟定深涂面软基处理方案

在对本工程海堤进行设计的时候，碰到的技术难题主要体现在深涂面软基处理上。事实上，深涂面软基处理的建设成本在总造价成本中占据着极大的比重，同时，它也会给海堤的稳定与安全造成巨大的影响。在对地基处理方案进行选择的时候，应当就不同堤基的设计要求、地质条件的承载力提升幅度，在诸多方案中作比较再择出并确定下最佳方案。

2.1 塑料排水插板法

塑料排水插板法是在软土地基中垂直插入特制塑料排水板，地表铺设排水碎石垫层，借水平排水和垂直排水的联合作用，缩短排水途径，加速地基土排水固结，使地基强度在较短的时问内获得增长，并使地基的大部分沉降在施工期完成。该法已在海堤工程中广泛应用，技术可靠成熟，目前在施工设备上加以改进，能满足深涂面高程施工要求。但为了适应堤身堤基强度的增长，需要分级加载，历时较长，为了满足稳定要求，堤身断面要求较大。根据稳定计算，排水板问距1.2m，排水板插入涂面以下25m。

2.2 爆炸挤淤置换法

爆炸置换法是在淤泥质软基中埋放药包群，起爆瞬问在淤泥中形成空腔，随即抛石体充填坍塌空腔，达到置换淤泥的目的。该法工后沉降小，施工进度快，地基处理效果好。爆炸挤淤置换法的石方用量通常是塑料排水插板法的3 倍左右。本工程堤线较长、石方用量巨大、料场较远，采用爆炸挤淤置换法的主要制约因素是石料无法及时供应。另外本工程涂面较深，爆炸挤淤置换法施工难度大。

2.3 钢筋混凝土薄壁筒桩法

钢筋混凝土简桩法是将桩基打入地基以下一定深度，同时在涂面上抛填级配良好的块石，作为镇压体，以改善表层地基条件，增加结构体抗弯性能。钢筋混凝土薄壁简桩法下部设置两排C30 钢筋混凝土简桩，桩径1.5m，壁厚20cm，排距7.2m，间距5.0mo 桩问放置充砂管袋，内外两侧抛填石料有效阻止简桩发生水平位移。上部承台顶高程为1.50m，由纵梁、横梁等组成，采用现浇混凝土整体式结构。前排简桩外侧打C30 防渗板桩，厚30cm，水力插板和薄壁简桩桩顶高程-0.30m，两者上部与承台固接连接。承台上部采用现浇钢筋混凝土框架结构，外海侧设50cm 厚的C30 混凝土挡浪板，堤顶采用40cm 厚C25 混凝土面板。该结构具有断面小，土地利用率高，石方用量少，对环境影响小的特点，但工程投资较大，后期维护费用较高，特别是针对本工程深涂面施工技术还未完全成熟，不确定因素较多。

4. 深涂面软基处理方案优选

海堤基础处理方案优缺点及每延米投资比较见表2。表2 处理方案优缺点分析通过对表2 的分析可知，尽管在控制工后沉降与施工进度方面爆炸挤淤置换法具备一定的优越性，但是由于其石方用量大，而本工程的石料场和工程场地之间相隔甚远，因此与该方案的要求不相符；再看钢筋混凝土薄壁简桩法，虽然其石方用量少、断面小、给环境产生的影响小，但是工程后期维护成本高昂、资金投入较大、对技术有着很高的要求，鉴于深涂面施工技术不够成熟这种情况不建议采用钢筋混凝土薄壁简桩法；塑料排水板插法既节省投资，又不会给附近环境带来太大的影响，加上设备投入与技术的发展能有效推动施工进度以及其在材料来源、工程造价、施工能力及经验、工期等上有着很大的优势，故推荐该工程深涂面海堤基础处理方案选定并运用塑料排水插板法。

三、深涂面软基处理施工要点

采用塑料排水插板法处理本工程深涂面海堤基础，按50kN/m有纺土工布、基础碎石垫层、塑料排水板和纺土工布依次进行。（1）结合土工布铺设与排水碎石垫层抛投相结合，凭借着铺设船定位抛投甲板驳。当土工布铺至一定距离的时候，甲板驳会逐渐靠前并可同时着手于抛投碎石的工作。甲板驳首先与土工布铺设船靠近，再往土工布铺设的方向相反的方向移动，在移动的同时抛投。（2）鉴于滩涂表层以及深涂面高程施工有大概50 至80cm 厚的性质特别差的流泥等分布，因此在垫层施工前应将一层有纺土工布铺设在深涂面之上，从而避免回淤将排水板的出水通道堵住，进而有利于排水板的效果得以充分发挥出来。在铺设有纺土工布时，可选择作业船实施。第一步要选取吊机在铺设船之上把整个简土工布自吊臂上往垂直方向下沉一直到涂面之上；第二步，把钢妊绳流经两边滑轮分门别类地吊于土工布简的滚轴之上，在这个时候铺设船与堤轴线方向相垂直慢慢往后退。在钢绳的牵引之下，滚简上的土工布慢慢展开，同时把船上备好的碎石包投入到土工布之上，把土工布临时性紧固于深涂面之上。待土工布展开好之后铺设船将滚轴吊起，移动船转到下个位置上。（3）塑料排水板需要选取插板船进行施工，并配备自动记录仪将打入深度记录下来。在施工过程中当排水板在上拔时务必要维持使其维持在平直状态，从而防止出现断裂、牛街、回带、卷曲、撕裂等情况。与此同时，在施工过程中要保证塑料排水板的设计插入深度以及塑料排水板外露长超过0.3 米。此外，塑料排水板垂直度要确保垂直偏差低于2%，插设间距误差大约是0.15 米，回带长度少于0.5 米，插进地基土内的排水板以整带为宜，建议不进行搭接。