廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院 廣東廣州

摘要：分析湛江灣軟土海岸地區(qū)特殊地理環(huán)境對施工控制點標(biāo)志的影響，探討該類地區(qū)測量控制點的設(shè)計、選點和造埋，采用“土”字結(jié)構(gòu)設(shè)計并加大其深度的方法，以增強(qiáng)控制點標(biāo)志的穩(wěn)定性和減小沉降。通過對湛江灣跨海盾構(gòu)隧道施工控制點標(biāo)志的檢測和應(yīng)用，較好地解決了在軟土海岸地區(qū)布設(shè)施工控制網(wǎng)的難題，顯著提高了控制點標(biāo)志的穩(wěn)固性，延長施工控制網(wǎng)的使用期。

關(guān)鍵詞：軟土海岸地理環(huán)境；觀測墩；水準(zhǔn)點；地面沉降；跨海盾構(gòu)隧道

1 引 言

在軟土海岸地區(qū)埋設(shè)高等級施工控制點一直是工程技術(shù)人員較難解決的難題。因為這類地區(qū)穩(wěn)固性差，控制點容易產(chǎn)生下沉和位移，造成測量精度難以保證。因此，通常在布設(shè)施工控制網(wǎng)時，都盡量避開在這類地區(qū)。近年，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，上述特殊地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)的日益增多，一些大型水利工程、跨海遂道、橋梁建設(shè)要建立高精度的施工控制網(wǎng)則無法避開上述特殊地區(qū)。本文結(jié)合湛江灣跨海盾構(gòu)隧道施工控制網(wǎng)的實踐，對軟土海岸地區(qū)觀測墩、水準(zhǔn)點的造埋進(jìn)行探討，為在軟土海岸地區(qū)建立高等級施工控制網(wǎng)提供一些參考。

2 軟土海岸地理環(huán)境及其對測量的影響

2.1 軟土海岸地理環(huán)境

南三島和東海島位于湛江市的東南部，以臺地與平地為主，屬于軟土海岸地理環(huán)境。它是海沙沉積形成的島嶼，靠海岸地區(qū)全是沙地，屬軟土海岸地區(qū)，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點，因而土質(zhì)特別松軟。

2.2 軟土海岸對測量的影響

軟土海岸地貌會使點位標(biāo)志發(fā)生偏移、沉降，且易受天氣驟變和潮汐變化的影響，從而導(dǎo)致在測量過程產(chǎn)生誤差，影響測量精度。

3 湛江灣跨海盾構(gòu)隧道控制點的設(shè)立

3.1工程概況

鑒江供水樞紐工程是一宗以供水為主的大型跨流域調(diào)水工程，是目前我省在建的最大水利工程。湛江灣跨海盾構(gòu)隧道是鑒江供水樞紐工程輸水工程的重要組成部分，位于南三島和東海島之間海峽，這里水深流急，是進(jìn)出湛江港的咽喉，航道非常繁忙。工程在海平面以下60米深處用盾構(gòu)機(jī)打通一條長2.75公里的海底隧道，是國內(nèi)目前最深的跨海盾構(gòu)隧道，建設(shè)難度極大。為確保隧道順利貫通，需在南三島、東海島兩地建立高精度的施工控制網(wǎng)。

3.2 觀測墩建造

觀測墩主要用于大、中型施工控制網(wǎng)，建筑物的變形監(jiān)測，測量儀器的常規(guī)檢驗場地等。一直以來，強(qiáng)制對中觀測墩的應(yīng)用，很受測量界人士的關(guān)注，它不僅提高觀測精度，降低外業(yè)測量勞動強(qiáng)度，而且便于使用和保護(hù)。（觀測墩立體圖見圖1）

圖1

觀測平臺主要用于觀測人員操作儀器、記錄、計算，一般為正方形平臺，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本次造埋的觀測平臺為150cm×150cm×30cm。

觀測墩建造主要包括樁基開挖、鋼筋切割、捆扎、立模、混凝土澆筑及整飾等工序，屬于土建項目，需要有建筑專業(yè)知識及專業(yè)技能的施工隊伍承建。

3.2.1 查勘選點

根據(jù)圖上布設(shè)的觀測墩進(jìn)行實地初選，選點時，觀察各相關(guān)觀測墩之間是否通視，是否便于施工放樣的位置，如不便于施工放樣的觀測墩位置需進(jìn)行調(diào)整和處理。應(yīng)盡量選擇地形變化相對緩慢的地方設(shè)點，盡量避免在劇烈的淤積沖刷地域設(shè)點。還應(yīng)考慮點位的穩(wěn)定、可靠、精確及經(jīng)濟(jì)等各方面綜合因素。

基于上述原則和本項目技術(shù)設(shè)計書的要求，結(jié)合實地情況，在南三島（接收井）和東海島（始發(fā)井）附近各設(shè)立三座平面觀測墩（II01、II02、II03、II04、II05、II06）；并在各觀測墩平臺上設(shè)置水準(zhǔn)點標(biāo)志，方便施工放樣使用。

3.2.2 地質(zhì)資料

圖2

地質(zhì)單位提供的地質(zhì)勘探資料顯示，湛江灣跨海隧道兩岸為淤泥質(zhì)細(xì)砂、中砂，含礫粗砂，沙層厚度超過80米。不均勻系數(shù)為2.15～2.55，最大孔隙比為0.920，最小孔隙比為0.638，標(biāo)貫擊數(shù)為5～13擊。地下水資源豐富，地質(zhì)條件較差，承載力較低。地基在支撐上部結(jié)構(gòu)的荷載及自重方面缺乏必需的抗剪強(qiáng)度，對觀測墩的穩(wěn)定性影響較大，建議對地基進(jìn)行換填處理。（見圖2）

3.2.3 觀測墩埋設(shè)

為保證點位穩(wěn)定可靠，盡量將觀測墩埋設(shè)在基巖上，對于沙土層和碎石層較厚的區(qū)域需進(jìn)行基礎(chǔ)處理，觀測墩的埋設(shè)通常有如下方法：

（1）深埋：即采用鉆研孔樁，樁基到基巖，樁基穩(wěn)定，沉降量小。但生產(chǎn)成本高，工期長，灌樁時容易出現(xiàn)斷裂。

（2）淺埋：即采用人工挖樁，其優(yōu)點是可以就地取材、價格便宜、施工工藝比較簡單，適用于軟土埋深較淺，開挖方量不太大的場地。

3.2.4 樁基開挖及夯實

圖3

（1）通過方案比選，分析了人工挖樁和鉆孔樁兩者之間的優(yōu)點和缺點。由于該地區(qū)沙層厚、交通困難、施工場地窄等情況，本項目采用人工挖樁。為防止開挖過程發(fā)生土方坍塌事故，樁基開挖應(yīng)以漏斗形開挖。根據(jù)壓強(qiáng)公式：P=F/S（壓強(qiáng)=壓力÷受力面積），受力面積越大，壓強(qiáng)越小的原理，開挖底面積為220cm