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摘 要:在水工建筑工程中,防波堤建筑工程在施工期间经常发生不均匀沉降,施工现场的管理部门往往采取各种技术措施加以调控,最大程度地避免影响使用及表观质量的沉降产生。文章是作者对各种防波堤的不均匀沉降原因进行了总结汇总,并简单分析了原因,提出了一些技术处理措施,以供参考。
关键词:水工工程;防波堤;沉降;原因分析;技术处理
0前言
在实际的工作中,常见的防波堤均为开敞式结构,由石料、混凝土结构、土工织物等组成防波堤的主体结构。除阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳外,一般防波堤建筑工程还要兼做舾装码头、景观护岸等作用,也可兼做船舶入港的引导区域。后者对不均匀沉降以及表观质量的要求均比较高。作者在公司的技术质量部门工作多年,各式防波堤均有一定的了解文章对一些常见的防波堤不均匀沉降的原因进行了简单的分析,以及针对这个原因进行了技术处理。
一、防波堤常见不均匀沉降的原因分析
虽然在水工建筑工程中各种防波堤形态各异、主体结构复杂多样,但是,归根结底无非分为直立式和斜坡式两大类。在这两种结构当中,其主要分部分项工程划分大致相同,即均有:基础、堤身、护面、上部结构等四个部分,还有一些防波堤根据功能需要设置一些附属设施及后方道路堆场等等。防波堤不均匀沉降的结构影响主要发生在基础和堤身两个部分,其他因工序组织安排不合理,造成的质量事故不在自然不均匀的沉降之列。
1.1基础处理不当引起的不均匀沉降
在水工建筑结构中,基础部分的处理至关重要,往往工程后期引发的各种建筑工程质量隐患均为基础处理不当所造成的。因此,因基础工程处理不当引起的不均匀沉降往往在水工建筑工程施工中占相当大的比重。在建设施工中,基础部分处理一般分为基槽开挖及换填、水下挤淤、土工合成材料加筋垫层、振冲碎石桩加固等措施。在建设施工中,把控这些措施往往是掌握工程质量的关键。
(1)基槽开挖及换填
因为防波堤工程大部分为回填工程,也就是说将承载力较弱的基底土质进行开挖后换填成其他承载力比较好的材料,是一个换填的过程(比如将淤泥换成石块、将淤泥换成土工织物、袋装砂等)。在施工过程中,如果出现个别施工人员质量意识淡薄,就会导致基槽开挖不彻底,在回填后形成一个流动的淤泥层(或压缩的淤泥层),随着堤身部分的加载,这部分淤泥层可压缩性比较大,往往是引起后期不均匀沉降的主要原因。
(2)水下挤淤
目前我国的水工建筑工程中,水下挤淤一般可采用抛石挤淤、爆破挤淤等等各种方法(可兼作堤身)。这许多种方法的主要原理相同,即利用外力(石料自身重力、爆破冲击力)将流动性较大的淤泥挤出,在挤出的空腔中换填进石料等承载力较大的材料。在挤淤和爆破挤淤施工中,设计方预留的沉降量均比较大。但是在施工过程中,由于人为因素、机械因素、材料因素、施工方法等不一样,极易造成不均匀沉降,往往相邻段沉降量较大,对最终成堤的表观质量影响较大。
(3)土工合成材料加筋垫层
土工合成材料加筋垫层施工,往往采用土工格栅、土工布、土工网、土工加筋带、土工织物等改善土的力学性能,提高土的强度和稳定性的一种技术措施。如果施工的时候,基底部分图纸连续性比较差,往往会发生不均匀沉降;其次,在土工材料接头部分,如果未按照设计及规范要求施工,极易在主体结构上产生不均匀沉降现象。
(4)振冲碎石桩加固基础
振冲碎石桩加固松软土地基,形成符合地基或复合土体,以提高其承载力、增强稳定性、减少沉降量的一种方式,近年来在水工工程施工中应用的比较广泛。振冲碎石桩关键是密实电流值、成孔振冲水压和填料用量。如果施工中不均匀控制,就会导致施工区域密实度不一,极易造成不均匀沉降;另外,在施工中土层地质变化较大的情况下,很难做到桩径一致,成桩后基本是变径桩,这也是导致不均匀沉降的原因之一,在施工中应该严格控制。
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1.2堤身结构引起的不均匀沉降
堤身结构如果采用预制构件的方式,如果基础处理的比较好,一般可以避免不均匀沉降;如果采用的是堤心石抛填、土工织物填充袋作为堤身,则很难避免不均匀沉降。
(1)堤心石抛填
堤心石抛填施工的时候,一般抛填量巨大,水上大多采用开体驳施工,陆上大多采用自卸车施工,但是在抛填过程中很难控制回填料的质量。由于抛填石料的材质、含泥量等不一致,导致最终成堤的时候沉降量不一致的现象时有发生。
(2)土工织物填充袋筑堤
土工织物填充袋筑堤的时候,由于填充料的土质及颗粒级配按进场批次抽样检测,但是在实际操作过程中,因检验不及时或检验批取样不准确,导致填充袋中充填入含泥量较大的土质,容易引起不均匀沉降;另外,土工织物的批次及各项技术指标应严格按照规范要求的时间及标准进行检验。
1.3施工过程操作不当引起的不均匀沉降
防波堤建筑工程施工中,施工时间节点的把握和下一道施工工序的介入时间非常重要,往往是解决后期不均匀沉降问题的关键。防波堤堤身结构施工完成后,一般应该预留一定的沉降时间,沉降时间过后再施工上部结构。这样的工序安排有余力底部基础及堤身的沉降区域缓和,便于整体表观质量及不均匀沉降的控制。部分斜坡堤施工的时候,部分施工单位为了节省资金投入,不按照招投标要求的水上水下施工的分项工程进行施工建设,直接采用陆上回填的方式,导致一次性回填标高过大,基础底部回淤明显,不均匀沉降较大,沉降期较长。在施工过程中,建设单位、监理单位、施工单位应该严格控制施工的工序,避免留下不必要的工程隐患。
二、防波堤常见不均匀沉降的技术处理
施工单位在执行合同的过程中,严格按照国家规范及设计文件执行,监理单位按照相关规定进行监理,除基础部分存在较大变化,地勘时未完全查勘到以外,理论上应该不会出现较大的不均匀沉降(在基础分部施工时,如果地质与设计地质不符,将由数方协助解决),但是在实际施工过程中,未及时采取相应的各种解决措施,往往会导致部分不均匀沉降发生,因此,在技术处理应该从源头上控制不均匀沉降的发生,以“防患”为主,以“亡羊补牢”为辅。
2.1严格按图施工
施工图是施工的准则,必须严格按图进行施工。如果在施工中发现与原设计图纸不符合的地方,应该尽快协助勘察、设计部门解决。对影响较大的分部分项工程应严格按质量监督部门下发的划分意见分项、分层施工,杜绝偷工减料现象。
2.2加强原材料的检验
由上述分析可知,原材料检验在防波堤施工中对不均匀沉降的产生影响较大,因此,应该加强原材料的检验。在重点部位、重点分项应该加强检验批密度,监理单位也应加强平行检验的频次。
2.3留足沉降期
合理安排施工工序,杜绝建设单位任意压缩工期,根据防波堤工程的重要性,尽量将主体部分留足沉降的时间。也可以根据实际工程需要,采取各种方式的提前加载,在沉降位移曲线趋于稳定后再施工后续工序。
三、结束语
综上所述,在建设施工过程中,合理组织材料,妥善安排施工方法及施工工序,严格按照图纸施工能很大程度避免不均匀沉降发生,是事前控制:合理安排工期,留足沉降时间,能将前期已经发生的不均匀沉降处理在萌芽阶段,是事中控制。事前控制和事中控制能够避免事后沉降的发生,进而保证施工的质量。
参考文献:
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[3]王小利,宋倩倩 浅析防波堤施工中不均匀沉降的控制[J] 中国水利工程,2014,23(09):223-225
论文作者:许鹏
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期
论文发表时间:2016/3/10
标签:防波堤论文; 不均匀论文; 土工论文; 基础论文; 工程论文; 水工论文; 较大论文; 《基层建设》2015年25期论文;