焉浩
中交海洋建设开发有限公司 天津 300000
摘要：本文结合黄骅港综合港区起步工程北围堰地基加固施工，较详细地介绍了水上围堰地基加固中排水板与土工织物铺设施工工艺。
关键词：地基加固；水上排水板打设；水上土工织物铺设；施工工艺
一、.工程概况
围堰为斜坡式结构，地基加固处理方式为：抛填1.0m厚砂垫层后打设塑料排水板，再依次铺设土工格栅、土工布。
二、塑料排水板施工
1.施工工艺的确定
水上作业，采用专用排水板打设船施工。大部分作业区天然水深较浅，船舶作业时间受潮水制约，施工效率低，而排水板量大、工期紧，因此在施工区内展开多个工作面，多条打设船同步作业。
2.作业特点及对设备要求：
2.1船体有足够的浮性和稳定性，使导管插入与拔出对工作平台稳定无影响，打设架移动时不造成倾斜或颠覆；整机重心低，稳定性好，有足够的抗风抗浪性。
2.2水上作业，不能直接放样确定桩位，船体定位必须准确可靠。
2.3作业时间受潮水制约，尽量减少移船定位的时间和次数，每定位一次打设的排水板根数尽量多，提高工作效率。
3.排水板施工设备
排水板打设船由自航驳船改装而成，排水量约800t，型深4m，工作吃水2.0m；首尾共配卧式电动起锚机和霍尔锚各4个，作为船只移位装置。
插设装置为门架式立柱打设机，动力采用20KW震动锤，套管采用Φ127无缝钢管，长为25m（可根据最大深度要求调整），底端加工成楔形收口，最大打设深度为：套管长-水位+原地面标高-船舶型深+工作吃水。
打设机布置在甲板的两侧，数量根据工程量、工作效率、排水板打设间距及船体尺寸确定。本工程每侧布置4台打设机，间距8m，每台打设机可通过船上的轨道沿船首尾方向移动8m。船舷外侧设置带护拦的工作平台，平台与船体间留有约30cm宽开孔，作为套管下沉的开孔。
4.主要工序施工工艺
4.1.1施工准备
施工前，按各区段作业宽度放出施工边界控制桩，便于施工船舶进行粗定位。
4.1.2排水板剪裁
按照剪裁长度=入土深度+外露长度+砂垫层厚度，将排水板剪裁成不等的单根板段，然后单根打卷，端部用铁丝制的卡扣固定，有序的摆放在船上。
4.1.3船体定位
船体垂直于围堰轴线方向驻位。先根据施工边界控制桩粗定位，再通过GPS基准站、船上GPS接收机及与其相连的船载电脑专用软件结合，进行精确定位。
施工前，根据施工控制点的坐标用CAD绘制出施工区域平面图，图内根据排水板的纵横向间距绘出网格。
然后将平面图、控制点坐标导入船载电脑，移动站测杆提供的信息，显示有效工作空间；根据有效工作空间进行船位划分，当有效工作空间与划分的船位重合时，说明船舶已准确就位。潮位涨落时，根据屏幕显示船位情况，复核船体位置，确保定位准确。
4.1.3打设机定位
在轨道上按排水板间距标出刻度；移动插设机，当工作台下部的定位指针与轨道上刻度重合时，说明定位准确；完成一次打设后，移动机器对准下一刻度。
4.1.4排水板穿入套管
①将端部带有挂钩的连接绳从套管顶部送入，从套管底口伸出，施工时用绳子上的挂钩钩住排水板端部的卡扣，然后将排水板拉入套管内部，底部外露约20cm。
②弯曲套管下端外露部分排水板，使其端头深入套管内，将板靴套在弯曲部分，使板靴固定在套管端部的凹槽中，封住套管底口。
4.1.5排水板打设
①施工前在套管上标出刻度线，施工过程中每10分钟测定一次水深，调整一次导管入水深度，确保套管入土深度达标。按照：套管入水深度＝即时水位－设计板底标高-外露长度，计算出套管入水深度，将数值标示在明显位置，便于各操作手随时确认套管应入水深度。
②通过调整打设架俯仰角调整套管垂直度；然后开动震动锤，随套管下沉同步递送排水板，过程中注意保持套管的垂直度；当发现套管下沉速度突然减缓或过量弯曲等现象时，应立即停止沉管，检查水下障碍情况；遇到石头等硬物，避开障碍在临近处重新打设。
③当套管打到预定标高时，立即放松连接排水板连接绳，上拔套管，使排水板与绳子脱离。过程中观察排水板的回带情况，超过50cm，在原位置20cm范围进行补打。
4.1.6回带的检测
①上拔套管时，位于套管顶端外侧部分绳子上的持力点与套管顶端接触前，绳子应该相对静止，若绳子发生上移现象，即出现了回带，上移距离即为回带长度。
②通过肉眼观察排水板在水中是否有较长的漂浮。
③辅以潜水探摸检查。
4.1.7移船定位
一个船位打设完毕后，移到下一船位。移船时用4台锚机绞动船舶，通过观察电脑屏幕上显示的船舶有效工作空间是否与划分的船位重合判断船舶是否准确就位。
4.2专用板靴的基本结构及工作原理
施工区土层软弱，地基土对排水板的摩擦握裹力较小，应尽量减小人为破坏土层握裹力而产生回带；工程量大，板靴必须安装方便、快捷，可重复利用。
针对上述特点，施工中采用的板靴由圆钢制成。在套管侧面离端部约10cm位置和板靴的一端各焊接一个拉环，板靴与套管通过铁链连接，铁链长度约为30cm。当打设到设计标高后，套管上拔时，排水板前端由板靴拉住；当套管继续上拔到一定高度时，通过铁链将板靴带回，排水板保留在土层中。
三.土工织物铺设
1.施工工艺的确定
1.1水上铺设，结合水深情况选择自航平板驳船定位、铺设。
1.2土工织物铺设过程中受水流和浮力作用影响大，定位、铺设困难；因此，将土工布在土工格栅上展开、二者叠加绑扎成复合体进行铺设，铺设工作量减半、速度加快、成本大幅降低，而且硬度的增加减小了土工布在水流作用下的褶皱，使两者结合更加紧密，铺设后上下层之间不会产生位置偏差。
2.铺设施工设备
施工中每3条船为一个铺设工作组：两条300t自航平板驳船定位、铺设，另配一条自航驳船配挖掘机进行铺设过程中的压载作业。
每艘定位船安装四台绞车：钢索绞车外加系缆滚筒。钢索绞车用于调整锚缆，系缆滚筒用于调整土工织物铺设块上。船体一侧甲板边缘焊接由钢管加工成的护栏，其长度根据铺设块宽度确定，比铺设块宽度稍大，用于铺设时对土工织物进行限位。
3.土工织物加工
3.1单片宽度和铺设块拼接宽度的选定
土工织物的拼接在陆上临时加工场进行。铺设块的拼接宽度，主要根据铺设船铺设能力和原材单片宽度而定；宽度不宜太小，因为同样的施工范围，宽度越小、铺设块数量越多、水下搭接的数量越大，材料的成本将增加。
土工织物最常见的单片宽度主要为：2.5m，3m两种；条件允许时，宜选择较宽规格，减少拼接量。
3.2土工格栅拼接
若干单片拼成一块：先将成卷的单片土工格栅展开，然后用尼龙绳或细铁丝每0.3m～0.5m设一道进行接缝绑扎，搭接量为四个孔格。
3.3土工布拼接
土工布拼接可采取两中方式：委托生产厂家按指定拼接宽度加工；在现场加工，采用工业缝纫机缝制，拼缝采用“包缝”。
3.4土工布、土工格栅加工成整体
将土工布拼接块展开于土工格栅拼接块上，用铁丝每1m一道将二者绑扎叠加为整体。
在铺设块两端各设2个拉环，布设2根尼龙绳，绳头留于卷口处，便于铺设展开。
4.主要工序施工工艺
4.1 工艺流程
4.2施工方法
4.2.1测量布线
施工前，按各区段的断面宽度放出施工边界控制桩。
4.2.2 施工材料准备、装船
铺设块和碎石袋，由两艘定位船装运；压载碎石及挖掘机由另一艘自航驳船运至现场。
4.2.3船舶定位
①粗定位：
定位船沿围堰轴线向驻位，在铺设边线外，按铺放3张铺设块的距离交叉投放四个锚。
②精确定位
在GPS移动站的的指引下，通过调整锚缆，使定位船的甲板边缘与铺设边线对齐、钢管护栏的一端与铺设的起始位置对齐。
4.2.4土工织物铺设
①土工织物铺设时，海流容易使其产生褶皱、增加定位难度，最好在平潮等海流相对较小的时段进行。
②首先将土工织物卷靠近船边护栏放置，端部与横向起始位置对齐，将末端两条控制绳连接到系缆滚筒上；松开土工织物卷的起始边，将起始端朝向另一条定位船，将其两条控制绳的端部系到另一条定位船两个系缆滚筒上。启动滚筒，拉紧绳索，缓慢展开。
③土工织物全部展开后，在土工织物的两端顶面上按横向间距0.5m挂载1排碎石袋，以增加土工织物下沉时的配重。
④两定位船同时启动滚筒，放松绳索，使土工织物两端缓慢下沉，同时按2m间距向临近的土工织物顶面压载碎石袋；方驳装载挖掘机顺海流方向，向土工织物中间部位抛撒碎石，进行同步压载，防止土工织物产生褶皱。直至整块土工织物缓慢地沉入海底，初步就位。
4.2.5铺设位置检测
①土工织物铺设前，在4个边角及两侧中间位置设浮漂，初步铺设就位后，通过浮漂，用GPS确定土水下实际位置。
②保留浮漂，辅助下一土工织物铺设定位，控制土工织物搭接量。
4.2.6压载稳固
确定水下位置符合要求后，方驳转载挖掘机在顶面全范围内抛撒碎石层，压载稳固。
四.结语
①排水板施工中采用改进的板靴，其尺寸小、安装方便、快捷、可重复利用，有效地减少排水板的回带现象，提高了工作效率，节约了成本。
②土工织物铺设施工中，将土工布和土工格栅整体绑扎、双船定位、同时铺设，取得较好的效果：土工织物褶皱少、定位较准确、铺设效率高，节约成本。
参考文献：
[1]彭第，潘殿琦，李海礁，张坤.地基处理新技术及发展趋势[J].长春工翟学院学报（自然科学版）2011.（3）：81-83.
[2]建筑地基处理技术规范[S].JBJ7-89.北京：中国建筑工业出
论文作者:焉浩
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/25
标签：土工论文; 套管论文; 织物论文; 排水板论文; 宽度论文; 船体论文; 船位论文; 《防护工程》2018年第13期论文;