【摘 要】 在深厚淤泥層上大型綜合型海堤的建設(shè)施工過程中,其中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是地基的處理,對于整個(gè)海堤的建設(shè)質(zhì)量都具有非常重要的影響,在實(shí)際的地基處理過程中,能夠進(jìn)行深厚淤泥地基施工的方法是多種多樣的,但是不同的地質(zhì)條件下,所能夠選擇的處理方法存在一定的差別,本文就將某深厚淤泥層上大型綜合型海堤地基處理作為實(shí)例來進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】 深厚淤泥層;大型綜合型海堤;地基處理
由于深厚淤泥層地層特性的特殊性,在大型綜合型海堤的地基處理過程中需要綜合的考慮各方面的因素,這主要是因?yàn)樘幱谲浲恋鼗系闹探?jīng)過了長時(shí)間的地基沉降,其變形過程非常的復(fù)雜,當(dāng)?shù)躺斫ㄖ揭欢ǖ母叨戎螅坏┢溆矚邮艿狡茐?,就會?dǎo)致堤下地基土體的內(nèi)應(yīng)力重新分布,增加了沉降的不均勻性,依據(jù)工程特點(diǎn),制定出科學(xué)的地基處理方案,保證地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與施工質(zhì)量是非常必要的。
一、某深厚淤泥層上大型綜合型海堤地基處理工程概況
某大型圍墾工程位于浙江沿海,其堤線的總長大致為37千米,計(jì)算堤頂?shù)母叱讨禐?.4~7.8米,涂面高程值為-4米,在其建設(shè)沿線設(shè)置有多座的水閘及其他相關(guān)的多種配套建筑物,總體上可以將其堤線的布局劃分為東堤、南堤與北堤,其中東堤的設(shè)計(jì)防潮標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,而南、北海堤的防潮標(biāo)準(zhǔn)為100年。通過對勘探資料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),圍墾灘涂的表面分布有一定的流泥,并且其厚度值為0.5米到0.8米不等,隨著其潮流變化,其孔隙比較大,并且具有很高的含水量,性質(zhì)比較差,隨著與海岸線距離的增大,其厚度值會逐漸變厚,在勘探過程中,勘探孔控制的最大深度值為121米,并且在勘探深度范圍中也沒有見到可以作為樁基持力層的密實(shí)砂層、基巖與粉土層等,其海堤的地基30米以內(nèi)主要為強(qiáng)度比較低、靈敏度、壓縮性及含水量比較高的淤泥質(zhì)土與淤泥,總體上來講其工程地質(zhì)條件非常的差,是工程施工過程中地基沉降與穩(wěn)定的主要控制層。
二、基于軟土特性的堤段劃分
在實(shí)際的軟土層施工過程中,由于不同位置的軟土特性存在一定的差異性,這很容易導(dǎo)致海堤出現(xiàn)不均勻沉降,因此為了保證地基處理的合理性,在開展施工的過程中需要依據(jù)不同位置的軟土特性來進(jìn)行堤段的劃分,在堤段劃分過程中,將各個(gè)層的土體物理力學(xué)性能、堤線地層結(jié)構(gòu)特征、圍墾海域的軟土特性作為主要的劃分指標(biāo),主要將其劃分為五個(gè)區(qū)段:(1)南堤段的河口沉積區(qū),該堤段的砂性土與淺層粉粒的含量比較高,主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,一些堤段的深部分表現(xiàn)為粉質(zhì)粘土、粉土與粉砂互層,淺部地層具有河口沉積物的特征;(2)東堤南段為濱海沉積區(qū),該堤段的淺層砂性土的含量與東堤北段相比比較低,但是稍高于東堤的中段。底部粉質(zhì)粘土上部普遍覆蓋有淤泥質(zhì)粘土,并且其土層具有靜水環(huán)境下的濱海沉積的特點(diǎn);(3)東堤中段為濱海沉積區(qū),該堤段的淺層砂性土的含量比較少,主要為性質(zhì)相對比較差的淤泥,并且其底部的淤泥質(zhì)粘土缺失,粉質(zhì)黏土層頂板相對比較高,其淺層土層具有以靜水環(huán)境下的濱海沉積特征;(4)東堤北段為濱海與河口交互沉積區(qū)域,該堤段的淺層砂性土顆粒相對來講是比較細(xì)的,主要為夾粉性土,并且在其底部粉質(zhì)粘土的上部普遍覆蓋有淤泥質(zhì)粘土,其淺層土層具有以靜水環(huán)境下濱海與河口交互沉積的特點(diǎn);(5)北堤段為河口沉積區(qū),該堤段的砂性土與淺層粉粒的含量比較高,主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,滿足河口沉積區(qū)的特征。
三、深厚淤泥層上大型綜合型海堤地基處理設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)
在海堤建設(shè)之前,深厚淤泥層的土體在長期的運(yùn)行過程中,處于先期載荷的作用下,在對其變形進(jìn)行分析的過程中主要是考慮其固結(jié)性質(zhì)與非線性特性,但是在工程建設(shè)的過程中,一旦其土體處于后期的載荷作用之下,在對其變形進(jìn)行分析時(shí),就需要對其線性特性予以綜合的考慮,該特性對于沉降控制具有非常好的作用。同時(shí)對該軟土工程進(jìn)行系統(tǒng)性的分析發(fā)現(xiàn),含水量與孔隙比之間存在明顯的線性關(guān)系,并且在壓縮模量與天然孔隙比及天然含量水量之間都存在比較好的線性關(guān)系,隨著深度的增加,軟土的粘聚力會逐漸增加,并且二者之間存在線性關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,對軟土深度對于軟土強(qiáng)度的影響、圖的壓縮性參數(shù)、物理指標(biāo)等與軟土的孔隙比、含水量及壓縮參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行估算,發(fā)現(xiàn)其能夠與勘探資料的實(shí)測值保持一致,由此可見,本區(qū)域中的軟土特性具有非常好的確定性,對海堤基礎(chǔ)的穩(wěn)定性與沉降進(jìn)行綜合的考慮,并結(jié)合相應(yīng)的軟土物理力學(xué)指標(biāo),可以得到下列的處理要點(diǎn):(1)由于地基土層中含有較多的粉土混淤泥、粉砂等,并且為透鏡體狀在北堤分布,其相對來講分布范圍比較小,厚度值為1.3米左右,比較松散,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的基數(shù)通常為1到3擊,其含泥量為19.65%,因此可以判斷,該透鏡體為液化土,依據(jù)相關(guān)的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),該工程的級別應(yīng)為1級,對工程整體的抗滑穩(wěn)定性予以綜合的分析,得到其正常運(yùn)行條件下的安全系數(shù)為1.2,非正常運(yùn)行條件下的安全系數(shù)為1.3,因此依據(jù)相關(guān)的水工建筑物的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,應(yīng)該在本工程的局部位置應(yīng)用適當(dāng)?shù)目挂夯胧?;?)由于該工程中海堤的填筑高度比較大,而各個(gè)地基各層的強(qiáng)度值比較低,再加上其海堤的地基淺部夾雜有薄層砂性土,對于工程排水有利,因此,在本次工程施工過程中應(yīng)用爆炸擠域法或者是塑料排水板插板法來對地基進(jìn)行處理;(3)由于該工程的地基為很容易被淘刷的淤泥,因此在其地基處理過程中,建議設(shè)計(jì)對堤防修建之后潮流與水流淘刷堤段做必須要采取的消浪防沖措施;(4)工程建設(shè)過程中的物理性指標(biāo)主要是通過算數(shù)平均值所取得,其剪切指標(biāo)應(yīng)該以小值平均值為基準(zhǔn)來進(jìn)行取值,并要結(jié)合圖的分布特點(diǎn)、形狀及周邊的工程經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;(5)依據(jù)相關(guān)規(guī)范中的要求來開展海堤的十字板的測試,并對其開展單孔及綜合回歸統(tǒng)計(jì),由于在計(jì)算過程中所取的十字板的強(qiáng)度值為峰值強(qiáng)度與平均值,因此在開展相關(guān)設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)該在進(jìn)行折減之后開展穩(wěn)定計(jì)算;(6)地基開始施工加載之后,由于其地基表層的性質(zhì)為非常差的淤泥與流泥,并且地基表層的具備容易出現(xiàn)隆起與剪切等破壞,因此在開展施工的過程中,應(yīng)該對其加載速率進(jìn)行有效控制,并要加強(qiáng)施工過程中的觀測與測試工作,在條件允許的情況下,可以選擇一部分的堤段作為試驗(yàn)堤,并要對土體的強(qiáng)度歲這填筑高度、插板間距及固結(jié)時(shí)間的長短的變化適時(shí)綜合性的分析,以便于保證整個(gè)工程施工的高效、安全的開展。
四、深厚淤泥層上大型綜合型海堤基礎(chǔ)方案的比選
結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)勘察報(bào)告,由于該地區(qū)的海堤的淤泥的強(qiáng)度比較低、靈敏度比較高、壓縮性比較高,并且具有較高的含水量,其總體的工程地質(zhì)條件是比較差的,為了保證海堤自身的穩(wěn)定性與施工完成之后的沉降控制,需要對地基進(jìn)行有效的處理,目前常用的海堤地基處理方法有:爆炸擠淤法、碎石樁法、塑料排水板法、鋼筋砼薄壁筒樁法等幾種,在實(shí)際的應(yīng)用中不管是何種地基處理方法都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn),要想其在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的應(yīng)用效果,就需要結(jié)合其實(shí)際的地質(zhì)情況及經(jīng)濟(jì)性因素合理選用,常用幾種海堤地基處理的優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示:
鋼筋砼薄壁筒樁法和碎石樁法成本太高,爆炸擠淤法在施工進(jìn)度和工后沉降的控制上有一定的優(yōu)勢,地基處理效果好,但石方用量大,而且本工程石料場距工程地較遠(yuǎn);塑料排水板法通過在深厚淤泥地基中垂直插入特制塑料排水板,縮短排水途徑,加速地基土排水固結(jié),使地基強(qiáng)度在較短的時(shí)間得增長,對周圍環(huán)境的影響較小,投資省,技術(shù)成熟,施工進(jìn)度快:綜合比較,選擇采用塑料排水板法進(jìn)行基礎(chǔ)處理。
五、結(jié)束語
在深厚淤泥層上大型綜合型海堤的地基處理過程中,不僅要對上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性予以足夠的重視,還需要對后期的固結(jié)沉降與不均勻沉降予以綜合的考慮,本文就主要以某深厚淤泥層上大型綜合型海堤地基的處理為例,對相關(guān)的地基處理方案進(jìn)行了簡單分析,對于實(shí)際的海堤地基處理具有一定的參考價(jià)值。
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