浙江省围海建设集团股份有限公司 浙江宁波 315040
摘要：针对淤泥软基上筑抛石斜坡堤稳定性差的问题，采用通长砂袋基础的方法，通过土工织物的加筋作用提高了抛石斜坡堤整体稳定性，同时缩小了抛石斜坡堤断面，节省了造价。以宁波大榭招商国际集装箱码头陆域形成工程为例，介绍通长砂袋基础抛石斜坡堤在淤泥软基筑堤工程中的设计方法、特点及在本工程应用时相对于传统斜坡堤的技术经济优势。
关键词：抛石促淤；堤上筑堤；基础处理；方案选择
1前言
以往筑堤技术应用最为广泛的可谓传统的抛石筑堤，其筑堤材料主要是石料，在众多城市防洪大堤、围堤、防波堤等工程中均随处可见。但对于在厚度较大的淤泥软基上筑堤，传统抛石堤有稳定性差、沉降变形大、经济性差等缺点，而20世纪80年代兴起的土工织物砂袋筑堤技术，具有能有效适应地基变形、整体性较好、并兼具加筋体功能等优点，近二十年来广泛应用于我国水利大堤、港口护岸、围堤及防波堤等工程。本文以宁波大榭招商国际集装箱码头陆域形成工程为工程实例，重点介绍通长砂袋基础抛石斜坡堤在淤泥软基工程中的应用情况，并通过实践效果，阐明通长砂袋基础抛石斜坡堤在本工程应用时比传统抛石堤具有整体稳定性好、工程造价低等优势，具有一定的创新意义和实用参考价。
2工程概述
宁波大榭招商国际集装箱港区所在地大榭岛地处宁波市北仑区东北部，金塘水道的东口段，陆域形成总面积约130万m2。整个围堤工程是大榭国际集装箱码头工程的重要组成部分，围堤工程按浙江省二级海塘标准进行设计，设计重现期为百年一遇。工程围堤总长度2939m，围滩形成陆域面积112.7万m2。正堤堤顶前沿线落在-3到-2m等深线之间，距码头后沿线105m围堤采用抛石斜坡堤结构，基础采用通长砂袋，地基采用塑料排水板排水固结处理。
本工程于2004年开工建设，工程施工时，国内袋装砂筑堤技术尚处于摸索阶段，没有大型工程项目的成功经验参照，设计和施工经验都比较缺乏。同时，该时期国内的土工织物编织袋强度普遍偏低，对工程实际施工过程也带来一定的影响。
3建设条件及特点
1）工程区风浪条件差。工程区位于外海，不受掩护，风浪条件差，可施工作业天数约180d，设计波浪要素为：水域的平均水深d=8.7m，H1%=3.43m，H5%=2.88m，H13%=2.46m、波浪周期T=6.00s、波长L=46.5m。
2）地基表层软土指标差。地质条件较差，泥面下约20m范围内为淤泥、淤泥质土粉质劲土，再往下为淤泥质黏土、黏土；由表1可知，地基土层压缩性高、含水量大，物理力学指标差，需进行地基处理。
3）滩面情况复杂。围堤两端接山体，岩基埋深浅，东区围堤轴线附近滩面有一陡坡，最大自然坡度<1：3，堤轴线外100m处最大水深约15.0m，在如此陡峭且靠近岩基的滩面上筑堤，围堤整体安全稳定性是设计需要重点考虑的问题。
4）石料供应充足。工程附近多山少砂，石料供应比较充足，石料价格要略低于海砂价格，从经济合理性出发，堤身应尽量使用石料。
4围堤结构设计
4.1设计思路
1）围堤抗风浪稳定性好。工程所在区域每年有1-2次热带风暴及台风影响，N向水域开阔，外海风浪可直接传入，设计有效波高2.1m，要求围堤护面结构和筑堤材料具有较强的抗浪稳定性，以满足施工期稳定要求，减少工程施工损失。
2）围堤整体稳定性好。堤基表层为高压缩性、低强度的软弱淤泥，且厚度大，滩面坡度大，围堤加载后地基变形大，势必要求围堤结构应具有很强适应地基变形和不均匀沉降的能力，整体稳定性好，以满足围堤施工期安全稳定需要。
3）围堤应选用经济的材料。工程区域附近石料供应充足，其供应较有保障、价格较低，围堤结构应优先考虑抛石作为堤心材料，以确保主材供应有保障，并减少工程投资。
4.2围堤基础及地基处理
结合工程区特点和堤身结构特性，对软土地基常用的3种地基处理方案进行比选（表2）。
通过表2比较，按照成熟、经济、方便施工的原则，本工程采用软土地基上常用的施打塑料排水板加固的方法进行地基处理。排水板间距1.0一1.2m，正方形布置，采用C型排水板，长度根据需加固软土层厚度确定，西区围堤板长20-25m，东区围堤板长25-30m。
考虑到堤线外侧为斜坡，为了确保斜坡段围堤的整体稳定性，设计采用铺设通长砂袋基础作为加筋层来提高围堤的整体稳定性，减少堤身的不均匀沉降，通长砂袋布体采用200g/m2编织布，袋体纵向抗拉强度40kN/m，通长砂袋根据各堤段稳定计算情况设置2-4层。
通过最不利工况条件下围堤整体稳定性计算，相同断面尺度，经通长袋加筋后围堤稳定系数1.252；不加筋稳定围堤系数1.064，采用通长砂袋后平均提高安全系数0.2左右，幅度较大；不加筋情况下，外侧镇脚需加宽30m以上围堤可达到稳定系数1.255，经测算采用通长砂袋基础斜坡堤比传统抛石斜坡堤节省约20%造价。
4.3堤身结构
考虑到场区大量开山石需处理、石料价格低等因素，设计在满足安全可靠的前提下优先考虑采用抛石堤心。
围堤基础采用2-4层袋装砂通长袋及砂肋软体排作加筋垫层、水抛镇脚棱体，陆抛开山石堤心，单坡1：2的斜坡堤结构，防浪墙顶设计高程为6.7m，竣工验收高程为7.3m，堤身内侧回填海砂、塘渣。
4.4护面及防浪墙结构
根据本工程波浪特点，围堤外坡护面采用具有消浪效果好、适应地基变形能力较强、施工速度快的2t扭王字块护面，下面设置垫层石，水下护面采用大块石。防浪墙采用L型组合形式，墙体采用浆砌块石，下部设置混凝土底板，迎浪侧设置混凝土面板，高3.9m，每延米质量约18t。
4.5施工顺序
本工程具有堤身高、地质条件差等特点，整个施工顺序必须在确保围堤稳定的前提下合理有序、便于施工，并能满足整个施工期整体稳定的需要。设计考虑在进行地基处理同时在堤前设置抛石镇脚棱体，形成反压提高围堤稳定性，然后再进行堤身分级加载及护面施工。通过多工段施工、关键节点控制，整个工期压缩在12个月以内，满足业主要求。
5结束语：
1）本工程己竣工验收并安全运行12年，经历了多次风暴潮的考验，整个围堤完好无损。在工程施工期间，围堤亦未出现任何安全事故，堤身沉降变形一直处于受控状态，这充分说明通长砂袋基础抛石斜坡堤在本工程的应用是成功的。
2）本工程采用的通长砂袋基础抛石斜坡堤，通过土工织物加筋基础提高了围堤的整体稳定性，控制了沉降变形，相对于同尺寸抛石斜坡堤整体稳定安全系数提高0.2左右，基础加筋作用明显。
3）在满足整体稳定安全的前提下，通长砂袋基础抛石斜坡堤外侧镇脚宽度较传统抛石斜坡堤缩短30m以上，节省约20%造价，体现了良好的经济性。
4）本工程通长砂袋基础抛石斜坡堤结合了抛石单价低、通长砂袋结构整体性好的优点，在淤泥软基筑堤工程中并不多见，其成功实施将为今后类似工程的设计和施工积累一定的实践经验。
参考文献：
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[4]中交天津港湾工程研究院有限公司.港口工程地基规范：TJ1471-2010[S].北京：人民交通出版社，2010
论文作者:江紫期
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：工程论文; 斜坡论文; 地基论文; 基础论文; 淤泥论文; 稳定论文; 稳定性论文; 《基层建设》2018年第13期论文;