码头回填堆场软基处治及安全稳定性分析论文_周文军

码头回填堆场软基处治及安全稳定性分析论文_周文军

湖南百舸水利建设股份有限公司 湖南长沙 410007

摘要:为清楚了解水中填土的性状及工程效果,研究其稳定性与沉降规律,为将来同类工程积累经验,对某码头回填堆场软基处治技术、以及岸坡稳定性分析及安全性评价进行研究,提出对于宜昌港某码头回填堆场填筑施工中压实度的控制标准可调整为90%来加以控制,最佳填筑含水量最好控制在大于最佳含水量约3~5%。

关键词:回填堆场;软基处治;沉降计算;稳定性分析

1 前言

随着国家经济持续增长,综合国力不断增强,国家的港口建设也日新月异,大量的堆场码头也建成投入使用。堆场码头其中最为明显的特征是在软土上及水中填筑造陆域,可见其工程环境是十分复杂的。如何合理选取软基处理的方案,增强回填堆场的稳定性、缩短施工日期、减少经济投入、降低环境破坏甚至改善环境,是建设码头堆场至关重要的内容。

2 回填堆场工程特性研究

2.1 水中填土的静力特性试验

根据工程实际,本试验不做湖底土的固结试验,试验目的是测定土样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力,或孔隙比与压力的关系,以便计算土的压缩系数as,压缩模量Es等。一般情况下,压缩系数越大,压缩性越高。压缩模量为土在完全侧限的条件下竖向应力增量与相应的应变增量的比值。经计算码头堆场填土的压缩系数as=0.352MPa-1,压缩模量Es= 5.43MPa。

渗透测试是一个重要的土力学指标将被用来分析地基、大坝和码头岸坡的渗流稳定,以确定大坝,码头的部分,并计算了大坝渗流量。因为很多的渗透系数,而且很复杂,室内和现场使用,以确定渗透系数的影响因素。可分为恒定水头渗透试验和可变水头渗透试验实验室实验。恒定水头渗透试验适用于粗粒土,变水头渗透测试的适用于土壤的细小颗粒。因此本试验采用变水头渗透试验。最后测定的码头填土的渗透系数k=3.37×10-6 cm/s。

本工程亦对钻孔填土进行了三轴压缩试验,以便对试验结果进行验证。根据土的特性和工程所处的工程阶段,湖底土、填土的渗透系数均小于10-6,本次试验测定的土体抗剪强度指标分别为:湖底土C=72.6 kPa,φ=2.15°、填土C=13.6 kPa,φ=23.6°。

2.2 三轴剪切试验

根据破坏时的大小主应力分别绘制莫尔圆,莫尔圆的公切线就是剪应力与法向应力的关系曲线,通常以近似的直线表示,其倾角为φ,纵轴上的截距为C。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆试验测得各种土的抗剪强度指标分别为:填土C=10.2 kPa,φ=21.6°

3 码头堆场回填处治技术

通过对廖叶湖堆场的水中填土形成陆域的工程地质勘察、取芯、试验分析结果表明,填土的压实度一般为82.46~85.37%、含水量在28~30%,压缩系数为0.352 MPa-1、压缩模量为5.43 MPa,直剪强度指标为C=13.6 kPa,φ=23.6°,三轴试验测得的抗剪强度指标为C=10.2 kPa,φ=21.6°。从这些试验指标看,达到了水中填土的密实要求,并且,随着时间的推移,水中填土的孔隙水逐渐排出,强度会逐渐增长,稳定性也会逐渐提高,因此,水中填土形成陆域在特定的条件下可以作为陆域形成的一种新的方法,而且是行之有效的方法。但对于其沉降问题应予以足够的重视和关注,否则会影响堆场铺面结构的正常使用和设备的正常运行。

对于水中填土形成陆域的施工,其进度控制尤为重要,施工中应严格控制其施工进度,对其水下部分施工应快速一次到位,以减轻其填土的软化程度和缩短土在水中的浸泡时间。而对水上部分应放慢施工速度,以形成慢速加载,确保水下部分的填土地基不产生剪切破坏,同时保证水中填土有足够的时间进行排水固结、强度增长,以承受更大的荷载。在水下部分施工结束后,如果能对该水中填土部分进行加固处理,则效果更佳,更能获得满意的工程效果,确保工程结构使用安全。

结论

(1)由宜昌港某码头回填堆场土工试验成果可知,回填堆场回填土以细粒土为主,少量路段的土样以粉砂为主,天然含水量较高,部分土样具有膨胀性,该标段土的级配不良,通过分析现场检测压实度资料,难以达到规范要求。

(2)结合前述路基施工技术规范中对特殊土在CBR强度满足的条件下,压实度可以相应的根据当地水文条件,在实际施工控制中相应降低1~5%,提出对于宜昌港某码头回填堆场填筑施工中压实度的控制标准可调整为90%来加以控制。最佳填筑含水量最好控制在大于最佳含水量约3~5%。

(3)从改良土材料要求、混合料组成设计、施工准备与要求以及冲蚀防治措施等方面确定了宜昌港某码头回填堆场比较合理的施工方案,指导实际工程。

参考文献:

[1] 陈昌富,龚晓南等. 边坡可靠性分析分步混合遗传算法[J]. 土木工程学报,2003,36(2):72~77.

[2] 邱样波,廖志刚,刘宗仁等. 小浪底工程边坡稳定性有限元流变分析[J]. 岩土力学,1998,19(3):27~32.

[3] 李国英,沈珠江. 下限原理有限单元法及其在土工问题中的应用[J]. 岩土工程学报,1997,19(5):84~89.

[4] 胡小荣,唐春安等. 岩土参数随机场的离散研究[J]. 岩土工程学报,1999,21(4):450~455.

论文作者:周文军

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/30

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