2024年06月26日 星期三
软弱地基围堤施工几点思考
尹家春

    近年来,公司在软弱地基基础上建设围堤项目已有一定的体量。由于软弱地基不够坚固,为防止建设后地基下沉拉裂或围堤内外压力差造成围堤结构不稳定等事故,需要对软弱地基进行处理,使其沉降变得足够坚固,提高软弱地基的固结度和稳定性至设计的要求。但由于软弱地基基础的特殊性,在进行围堤加高以及围区内吹填时,控制加载的速率和沉降位移变化更显得尤为重要。

    软土地基常用处理方法有排水固结法、加筋法、换填法、挤淤法、置换法等,本文主要针对公司常用袋装砂斜坡堤+排水板的围堤型式谈一谈自己的几点想法和思考。

    一、总体管理思路。为便于理解,按施工顺序简单可以概括成:一“快”、二“慢”、三“平”、四“调整”。

    一“快”:指的是,在围堤堤身出水之前施工速度一定要快。出水之前,堤身对地基的压载还不是很大;且因为水浮力作用,堤身同样加高一米,对地基的加载速率相对较小(约7千牛每立方米,浮容重)。此时尽快完成基础处理及水下部分的堤身施工,为后面出水后的堤身加载“慢”赢得充分的施工时间。

    二“慢”:出水后,堤身加高施工速度要慢。由于经排水固结法处理的地基还处于固结阶段,地基土强度有限,而此时缺少水浮力作用,堤身荷载相对较大(加高一米约17千牛每立方米,天然容重)。若施工过快,可能引起对软弱地基的破坏,甚至会因不均匀沉降或位移造成堤身断裂和滑移。

    三“平”:这里的“平”指的是两层涵义,一是指沿着堤身轴线方向上要水平加载。每次施工,在垂直方向上宜单层加载,砂袋的厚度以不超过0.8米为宜;且垂直方向上相邻两层砂袋加载的时间相隔要满足设计要求(可以根据现场监测结果进行适度调整);二是指垂直于轴线方向上的堤身包括堤脚、护坡(面)结构“同水平”加高。按照老版的水利规范,软弱地基上建筑物施工顺序的要求是“先两侧后中间”加载。考虑到软弱地基堤身基础相对较宽,如乐清工程最宽处达到220米,可以不完全按照先两侧后中间的要求,但在堤身加高的同时,至少要做到堤身两边的压脚、护坡(面)结构也同步抬高。软基施工中,压脚部分不但起到保护作用,还起到反压效果。在堤身加高时,平行抬高压脚高度,保护已施工的护底结构的同时,也避免集中沉降而造成的成本损失。

    四“调整”:在软弱地基施工中,特别是堤身出水后(包括堤身加高及后期吹填施工)一定要注重堤身沉降和水平位移监测,根据监测数据进行分析,及时调整施工方案。特别是吹填期的吹填施工控制和围堤监测尤为重要,吹填期围堤稳定性容易被忽视,且失稳后损失和影响更大。很多软基工程的事故,均可以在事发之前找到监测数据变化的“蛛丝马迹”,一旦麻痹大意,地基的变形很有可能就完成从量变到质变的转化。

    二、几点施工注意事项:1.基础施工要不折不扣

    这里说的基础施工主要包括砂被、排水板和通长砂袋施工。砂被作为排水板的水平排水通道。不是非常软弱的地基,正常情况下,只要保持有足够的排水通道厚度就可以了。但像以前实施的乐清工程和即将施工的罗源湾工程,地基上层土质的含水量达到50%以上,这时以施工两层砂被为宜,因为底层砂被基本上被沉降或被淤泥进入,失去大部分排水通道的功能。

    作为软弱地基加固的主要工序——排水板施工,是软弱地基围堤基础施工的关键,一定要不折不扣的完成。软弱地基排水板施工要解决的两大难点问题:排水板打设深度和回带问题。由于软弱地

    基一般为深厚软土为主,这就意味着排水板的打设深度较深,市面上的插板船或打设桩架有的打设深度不够,需在施工前了解社会上现有设备情况并做好改装或新造的准备。排水板回带是常见现象,由于造成回带的原因不同,采取的措施也不一样。一般可以分成两大原因,一种原因是泥土进入导管增加拔管时的上拖力而造成的回带,正常处理思路就是阻止泥土进入导管,这在厦门机场和小洋山项目上都有较好的处理措施;另外一种原因是含水率高的淤泥土粘聚力低使得“握紧力”不够而造成的回带。软弱地基的回带现象基本上都是由这个原因造成的,也是软弱地基排水板施工的一大难题。正常处理思路就是改变桩靴和插销的形状和配重。但像乐清或罗源湾项目的地基基础有可能最简便也是最有效的方法就是多插设一定深度来抵消回带的长度。

    上层的通长砂袋主要起到保护砂被的排水通道不被潮水淘刷,主要的注意事项就是要及时覆盖。

    在进行软弱地基基础施工时,还要注意施工流水节拍的安排。由于软弱基础较宽,堤身断面上的排水板根数较多。三大基础工序中,往往排水板施工的进尺决定基础施工的进度,在进行施工力量投入时,要统筹考虑施工能力的配备和流水节拍的协调安排。

    2.重视监测断面的选择与监控数据分析

    软弱地基上围堤施工,全过程深层沉降和位移监测非常重要,这在前面已经有所描述。这里说的监测断面指的是两种断面的选择:一是设计要求的常规监测断面,注意安装的时间和监测的频率;另外一种就是关键监测断面,有的是设计给出的,有的是设计没有给出的,需要项目部在施工前根据地基的地质资料和要施工的断面综合分析得出。通常有地基泥层变化处、两种断面结构交接处的薄弱断面堤段,还有堤轴线圆弧处,这些都是要项目部在安排监测时重点关注的断面。

    监测断面的仪器安装要越早越好,一是为整个围堤的沉降规律和趋势积累数据,另一方面也是施工加载速率控制的实际依据。设计给的控制要求是根据规范计算,相对普遍要求的数据。而在施工中,有经验时可进行一定量的调整并需密切关注数据的趋势,特别是像乐清和罗源湾这样的地基,若完全按照规范要求控制,有可能造成无法继续施工。

    圈围工程在进行龙口合龙后,一般库区中形成相对固定的水位,随着库区外涨落潮,围堤内外就形成一定的水位差,这是也是围堤最危险的时段之一。随着围区内的吹填泥面高程越来越高,堤身将承受越来越大的压力差,这时项目部一定要关注监控数据的变化,尤其是低平潮时的数据。发现异常,及时调整施工安排,直至暂停施工。

    以上是对软弱地基围堤施工的几点经验和思考,仅供类似工程施工时借鉴。