摘要:本文结合工作实践,简要介绍了在淤泥地质条件下堤防加固施工的一点经验,对几种加固方案进行了比较与选择,以期为类似工程提供借鉴参考。
关键词:淤泥地基;塌方修复;方案比选
1、概述
沙福河堤段位于深圳市宝安区沙井街道西南部,属于西部沿海区域入海河流。场地地貌属于深圳市西部的冲积海积平原地貌小区,总体地势东高西低,河道沿线堤岸地面高程一般1.88m~32.65m,河道堤内地形平坦、略有起伏。
场地堤基地层自上而下分别为:第四系人工填土层(Q4s),第四系海陆交互相沉积层(Q4mc),第四系冲洪积层(Q4al+pl),残积层(Qel)和加里东期黑云母花岗岩(ηγO1)。
堤岸岩土层由上至下依次为:①素填土,厚度2~3m,为堤身填土,成份以粉、砂质粘土为主,松散状;②-0新近堆积物,分布于现状河床内,成份较杂乱,主要以松散状淤泥质砂及流塑状浮泥为主,含较多生活垃圾;②-1淤泥,流塑状,具臭味,局部含少量细砂,偶夹贝壳碎片,厚度3.2~6.5m;③-1粘土,两岸及河床内连续分布,层位较稳定,可塑状,土质较均匀,厚度3.0~4.4m;③-2中粗砂,松散-稍密状,饱和,岩芯不成形,分选性中等,厚度在2.8~3.3m;其下为④残积土,可塑-硬塑状,为砂质粘性土。具体详见工程地质剖面图。
该堤段A段(桩号0+600~1+300)位于水闸下游海左岸,海河面平均宽度约130m,河床底平均高程约-0.1m,局部冲坑河床底高程约-0.5m。该堤防设计堤顶
高程4.5m,海平均低潮位为-1.0m,100年一遇设计潮水位为2.79m。
2016年 8月13日该堤防出现塌方,最终分析塌方原因是:该堤段位于海河道弯段受冲面,经过近几年风暴潮水流冲刷,深槽更加迫岸,同时堤基为较厚的淤泥层,承载力很差,加上连夜降雨,堤身含水量加大,遇上天文低潮,潮水顶托力减少。
2、塌方修复处理方案
塌方发生后,为了尽快修复塌方堤段,保护围内人民的生命财产安全,设计单位在第一时间内给出了几个修复方案:
(1)外江抛石反压,堤线内移,堤基不做任何处理。
(2)外江抛石反压,堤线适当内移,堤基采用排水板处理。
(3)外江抛石反压,堤线适当内移,堤基采用松木桩处理。
堤防断面稳定计算选取塌方段河槽底高程最低的断面0+820 进行计算,0+820 断面见图1
下面分别详细介绍各方案具体处理方法:
(1)外江抛石反压,堤线内移,堤基不做任何处理
由于受堤内移民征地的影响,堤轴线最多只能向内移动约10.5m,堤顶宽6m,迎水坡采用1:2.5的六角块护坡至1.50m高程浆砌石矮墙,下接1.00m高程宽6m的干砌石护面,外江分2级进行抛石,第一级抛石平台高程-1.00m,宽20m,第二级抛石平台高程-3.00m,宽5m。修复断面图见图2。
此方案稳定计算施工期抗滑稳定安全系数达到1.15 基本满足规范规定的要求,其抗滑稳定计算简图简图3。
按照此方案进行修复每米需进行抛石约93m3。
按照此方案进行修复的优点:施工简便,施工期短。
缺点:抛石量太大,不经济,第一级抛石高程太高,影响航道运输。
(2)外江抛石反压,堤线适当内移,堤基采用排水板处理。
堤轴线向内移10.5m,堤顶宽6.0m,迎水坡采用1:2.5的六角块护坡至1.50m高程浆砌石矮墙,下接1.00m高程宽6m的干砌石护面,外江分一级抛石,抛石高程为-2.50m,宽度为8.0m,堤基17m宽度范围打塑料排水板穿透淤泥层,每条排水板长19m,排水板间隔1m,修复断面见图4。
此方案稳定计算施工期抗滑稳定安全系数达到1.15基本满足规范规定的要求,其抗滑稳定计算简图简图5。
按照此方案进行修复每米需进行抛石约30m3,打塑料排水板342m。
按照此方案进行修复的优点:抛石量少经济,抛石高程较低对航运影响小。
缺点:施工期长,沉降量大。
(3)外江抛石反压,堤线适当内移,堤基采用松木桩处理。
堤轴线向内移10.5m,堤顶宽6.0m,迎水坡采用1:2.5的六角块护坡至1.50m高程浆砌石矮墙,下接1.00m高程宽6m的干砌石护面,外江分一级抛石,抛石高程为-1.50m,宽度为15.0m,堤基17m宽度范围打尾径φ100松木桩,每条松木桩长5m,松木桩间隔0.8m*0.8m,修复断面见图6。
此方案稳定计算施工期抗滑稳定安全系数达到1.18 基本满足规范规定的要求,其抗滑稳定计算简图简图7。
按照此方案进行修复每米需进行抛石约60m3,打尾径φ100的松木桩22根。
按照此方案进行修复的优点:施工工期短。
缺点:抛石量比较大,松木桩不能穿透淤泥层,对抗滑稳定影响不是很大,松木桩比较贵,不经济。
经过综合的分析比较,会城今古洲茶坑段(桩号0+600~1+300)塌方修复最终采用第2种方案(外江抛石,堤轴线适当内移,堤基采用塑料排水板处理)进行修复。目前该段塌方已经修复完毕,没有发现任何滑坡塌方现象,证明该修复方案确实可行。
3、总结
淤泥质地基堤防加固修复方案比较多,最常用的有:外江抛石、堤轴线内移、松木桩处理堤基、塑料排水板处理堤基等等。
(1)外江抛石
优点:施工方便,施工工期短。
缺点:一般抛石量比较大,不经济,且水下抛石不容易控制。
(2)堤线内移
优点:经济、方便、施工工期短。
缺点:扩大征地范围,征地补偿手续麻烦。
(3)松木桩堤基处理
优点:施工方便,施工工期短。
缺点:对于淤泥层太厚的由于松木桩长度有限不能穿透淤泥层,对于深层滑动效果不好,不经济。
(4)塑料排水板堤基处理
塑料排水板堤基处理的原理是通过打塑料排水板加速淤泥地基的固结,从而提高淤泥堤基的承载力和抗剪强度。
优点:经济(塑料排水板一般比较便宜)、对于淤泥层厚的堤基同样适用
缺点:施工期长(需要预压)、堤基沉降量大。
各种处理方法都有其优缺点,应根据不同的地形地质条件合理选用,有时也采用多种方法结合,取其各种方法的优点。
参考文献:
[1]麦家煊.水工建筑物.清华大学出版社,2005.
[2]毛昶熙,段祥宝,毛佩郁等.堤防渗流与防冲,中国水利水电出版社,2003.
[3]GB50286—98,堤防工程设计规范.
论文作者:王成东
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/16
标签:高程论文; 淤泥论文; 方案论文; 堤防论文; 施工期论文; 稳定论文; 简图论文; 《基层建设》2017年第16期论文;