李逸梵
瑞安市瓯飞开发建设管理委员会 温州瑞安 325200
摘要：海堤是防御风暴潮水袭击的重要工程设施，其作用是减少风暴、潮水造成的灾害。但是因为其修建在软基上，水闸与海堤连接段极其容易发生不均匀沉降。这种沉降超过限度时，海堤上部结构和地基承载力容易出现裂缝或者滑坡现象，海水和雨水肆意进入对海堤造成侵蚀，致使海堤变形严重产生渗（漏）水，危及到海堤的安全，使其抗灾减灾的功能被削弱。所以，预防水闸与海堤连接段不均匀沉降的方案就显得非常重要。本文以研究结果可以为预防水闸与海堤连接段不均匀沉降方案的制定提供有价值的参考。
关键词：水闸；海堤；连接段不均匀沉降；预防方案
修建在软基上的水闸与海堤连接段的不均匀沉降容易导致严重的病害。因此需要切实探讨和仔细研究水闸与海堤连接段不均匀沉降的原因，制定相应的预防方案，笔者通过对浙江东部沿海水闸与海堤连接段不均匀沉降的现状调查，提出了切实可行的预防方案，尽最大努力减轻不均匀沉降导致的不安全隐患。
1.水闸与海堤连接段不均匀沉降现状
浙江东部沿海人口密度相对集中，生产要素集聚，是浙江乃至我国经济发达地区之一，是国家级保税区。浙江东部海堤北起上虞夏盖山以东，南达苍南县马站乡夏村，全长1824km。保护着舟山、台州、温州、宁波四个地区的三十多个县市，保护万亩以上农田和重要乡镇、经开区、基建设施的重要海堤有1138km。特以选择浙东沿海地区的水闸为调查研究对象，结果显示：在水闸与海堤连接段海堤的不均匀沉降量上大于水闸的不均匀沉降量，换言之，水闸与海堤连接段都存在不均匀沉降状况。其中地质条件、地基处理方式和海堤横断面的面积大小是直接影响水闸与海堤连接段不均匀沉降的主要原因和直接影响沉降程度。
不均匀沉降的危害主要表现在闸室或闸堤与上下游翼墙连接段产生堤身脱开和断裂或者刺墙、裂缝和错位，止水拉裂，防渗失效，最终致使出现闸机渗透或者侧向绕渗破坏，内核侧渗流出逸处有浑水出现，闸两侧堤身随之出现跌窝，闸室上部结构出现裂缝。海堤及水闸出现病害，一旦台风来袭，灾害会如影随形。
2.水闸与海堤连接段不均匀沉降的原因探究
在考察的浙江东部海堤的地基分为两种：一种是以粉砂、粉土类为主要建筑材料的砂性土地基，表层由一直三米厚粉砂和粉土等混合而成，上部以粉土为主夹粉细砂层，属于中等压缩性；另一种是淤泥质土和淤泥为主的软土地基，细化为淤泥、淤泥质黏土、淤泥质亚黏土三类，厚度在十五至三十米，含水量一般在一半左右，只有个别部分大于五分之四，厚度大约大于三十米。第一种水闸与海堤连接段的地基主要分布于上虞到慈溪部分；第二种水闸与海堤连接段的地基主要分布在慈溪北部至苍南。天然含水量高、孔隙大、压缩性大、沉降量大、透水性比低、排水固结缓慢、抗剪强度低、承载力相对低这些都是台州、温州两地沿海海滨海区厚度大约在三十米的淤泥、淤泥质黏土的水闸与海堤连接段的显著特征。据现场调查研究结果显示无论哪一种地基，水闸与海堤连接段都会出现不均匀沉降，同等条件下，第二种地基产生的不均匀沉降的状况会相对明显。
对于淤泥质软土地基，当下水闸与海堤连接段多应用现浇混凝土灌注桩及塑料排水板处理。对于粉土类和砂土类地基，水闸与海堤连接段的设计符合要求，地基承载力大，沉降量就相对小。反之亦然。
综上所述，水闸与海堤连接段出现不均匀沉降的原因是：不均匀沉降量的差异随着通过处理后的水闸地基和海堤地基承载力的差异而改变。
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3.水闸与海堤连接段出现不均匀沉降预防方案
针对水闸与海堤连接段出现不均匀沉降，在预防方案设计阶段应该从地质勘查工作，或者是从提高水闸与海堤连接段地基的承载力，或者减少海堤地基上的荷载作用等三方面着手，以准确掌控海堤地质状况为设计着力点，选择有效的还低结构护面形式和地基加固处理方式，对海底断面设计进行优化，在填筑材料的选取上，用轻质堤身填筑材料取代土石填筑材料。
3.1优化地质勘查工作
在着手设计预防方案前对水闸和海堤的地基状况进行严谨、求实的勘查。这是选择地基处理方法的先决条件和首要问题，也是科学合理地减少水闸与海堤连接段出现不均匀沉降的有效举措。一些水闸与海堤连接段不均匀沉降的情况复杂，所产生的结果恶劣，与之前的地质勘查工作有着不可推诿的因果关系。
3.2水闸与海堤连接段的地基处理方法
水闸与海堤连接段采用的科学、妥善的地基处理方法能够有效阻止不均匀沉降状况的出现频次，达到减少自然灾害的目的。针对不同的地基性质，采用的科学处理方法也不尽相同。
对于以粉砂、粉土类为主要建筑材料的砂性土地基，开挖到符合设计要求的特力层上，它的沉降量能够满足现行的标准要求，海堤地基如果处理就要采用铺土工隔栅、碎石垫层和土工布处理，要么就不作处理。所以，设计方案时要地质的实际情况选择换填法、振冲挤密法处理水闸与海堤连接段的地基，用以加强其承载力，确保减少不均匀沉降的情况产生。
对于淤泥质土和淤泥为主的软土地基，当下水闸的基础普遍采用现浇混凝土灌注桩，海堤地基采用塑料排水板加堆载预压处理。方法迥异的地基处理和不同的荷载，致使两种地基成型后的沉降量存在不同差额。为了减少这种差额，设计方案之前一定要突出对水闸与海堤连接段的地基勘察及处理地重视。实事求是地依据具体状况，选用高压旋喷桩、碎石桩、水凝土搅拌等不同的地基处理方式。
3.3想方设法优化断面设计
海堤断面设计，在确定海堤保护类型与规模后，确定设计防潮标准，计算出防浪墙及堤顶高程，依据设计规范初拟断面尺寸，再通过比选确定海堤断面结构形式，在沉降和稳定分析计算后最终确定断面结构形式。
优化断面设计是指科学选择与软基加固处理相适应的堤身结构形式。根据当地风、潮、浪、地形、地质，堤的重要程度、筑底材料、施工条件、运行管理要求、工程造价、工期等条件，以及参照每种堤型的特点，选择海堤断面形式。遵循就地取材、因地制宜的事务处理原则，在“安全第一”的方针指导下，通过缜密的科学计算和技术经济综合比较后确定。堤线相对长，且沿线较深，地质地形、潮汐风浪、筑堤材料等自然条件变化较大时，应该针对不同的堤型做好分段设计。堤身施工及工后预留沉降值也同样需要根据工程具体地址和施工过程中的原位观测情况确定，一个适量的取值能尽量延期产生不均匀沉降的影响。
根据海堤设计标准和工程特点，对I-III级工程还可以通过室内模型试验或者数值模型计算分析科学准确地确定断面形式，在餍足稳定和我越浪的前提下，最大限度地减少断面尺寸，达到减少海堤沉降量的目的，助力减少水闸与海堤连接段的不均匀沉降。
结论：
在水闸与海堤连接段，海堤沉降量总是大于水闸沉降量。经过处理后的水闸地基和海堤地基的承载量大小以及荷载力差异，地质条件、地基处理方式和海堤横断面的大小都是影响水闸与海堤连接段不均匀沉降的主要原因。通过实地勘测与理论研究，在设计水闸与海堤连接段不均匀沉降预防方案时要夯实地质勘查的质量，应用效果显著的地基加固处理方式和海堤护面形式，优化海堤设计断面，选用轻质筑堤材料，能够有效减少水闸与海堤连接段不均匀沉降。
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论文作者:李逸梵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/7
标签：海堤论文; 水闸论文; 地基论文; 不均匀论文; 断面论文; 淤泥论文; 方案论文; 《防护工程》2018年第9期论文;