1 工艺特点
1.1 各施工工序衔接紧凑、有序;
1.2 提高海堤整体抗滑安全系数,使基础均匀沉降;
1.3降低抛石沉降量,减少原材料的投入,提高经济效益。
2 适用范围
本施工工艺适用于风力≤7级,浪≤2m环境下,满足海上船舶抛石筑堤条件的围垦工程。
3 工艺原理
海堤坐落在深厚的软土地基上,堤基软土层厚、含水量高、压缩性大、强度低、透水性差,不仅承载力低,而且在堤身荷载作用下会产生沉降,且沉降变形持续时间长,处理工作量大。
通过铺设30kN/m土工布、抛填碎石垫层、插打塑料排水板等基础处理,初步对软土堤基进行稳定的排水固结。上述基础处理工序需层层递进,在保证安全、质量的同时以最快的速度成型。在排水板插打全断面完成后,开始铺设TGB200PP土工格栅,海堤堤脚内外两侧进行预抛石施工,并逐步加高,两侧抛石成型后相当于两个“子堤”。
因施工工艺衔接紧凑,故两侧抛石形成的荷载力使两侧地基软土较快沉降,从而对海堤中间的软土进行挤压效果较为明显,中间软土会随着挤压而加快固结速度,从而减少软土固结时间,又由于两侧挤压,中间淤泥得到补充,故软土在迅速固结的同时相应的沉降减少[1]。合理设计好横断面上两侧抛石的抛填宽度与荷载增加速度,防止涂面过高隆起而堵塞排水板。在保证施工进度的条件下,后续将海堤两侧“子堤”向内推进时海堤抛石沉降量将减少。以此类推,从而实现降低海堤抛石沉降量,减少石料的投入使用,提高经济与社会效益。
4 施工工艺操作要点
工程运输船采用甲板驳,石料抛填采用撒抛形式,卸料机械采用装载机。为保证撒抛质量,一般选择在平潮时进行石料撒抛。
4.1船舶移动方式
为避免船舶移动卸料时石料堆叠,船舶需按照设计的运行轨迹进行移动卸料。①考虑到施工方便与更好的控制船舶移动,规定船舶平行于堤轴线进行平移;②考虑到水流方向对船舶移动的影响,在已规定好的船舶移动方向的前提下,船舶顶潮施工,并根据施工现场实际情况选择一个移动方向与水流方向夹角最小的方向进行平移,使水流对船舶的影响降到最小。③根据水流方向与装载机卸料位置,船舶根据电脑上的显示的船舶与施工区域的位置关系选择性的移动到此次抛填施工区域两边界相交处开始卸料;④选定卸料位置与船舶移动方向后,随着船舶的移动装载机开始卸料,船舶移动速度大约为0.5m/s,装载机卸料方向与船舶移动方向相反;⑥随着卸料的进行,为保证卸下的石料基本在同一条直线上,船上工作人员应根据抛石软件上显示的船舶位置同时对照装载机卸料位置在移动的过程中随时对船舶进行调整;⑦因是单向卸料,考虑到船舶的平衡,一个横断面卸料完成后船舶返回并调转方向从另一侧开始卸料,开始第二个横断面卸料施工,第二个卸料横断面应紧接第一个卸料横断面;⑧以此类推进行卸料施工,直至卸料完毕,船舶返回料场码头。
图1 抛石抛填船舶移动示意图
4.2抛填方式
抛填石料时沿横断面方向由两侧堤脚向中间进行,即先抛内外海侧镇压层,形成两个“子堤”。待形成一个施工段的“子堤”后,根据工程进度、软土固结沉降等因素逐步加载抛填,由海堤两侧堤脚再向堤芯用同样的方式抛石进占,即相当于将原有的两个“子堤”加高加宽,直至完成整个海堤断面的石料抛填。此施工方法既能确保海堤堤线抛石有规律的均匀上升,横断面上亦能有规律地向内延伸,横向与纵向同时进行,既能满足施工进度要求又能确保地基沉降稳定且抛石沉降量减小。
根据设计断面要求进行分层分段划分,遵循“自低向高,分层加荷”的原则。
分段:将海堤工程划分为若干个施工段施进行船抛石方,考虑到先抛内外海测镇压层,对中间软土地基有挤压作用而加速软土地基的固结,为使其有较多的固结时间,各段施工长度设计约700~1000m。
分层:考虑坝体沉降与加荷稳定问题,施工应采取加级施工,各级加载高度在1.5m~2.0m之间,加荷过程中需定期对地基软土沉降进行沉降观测,如发现异常,根据沉降观测资料对加荷厚度随时调整。这时,抛石施工应适当分层,施工前对各层段区的工程量进行详细的划分、计算,计算量要考虑沉损,为船抛提供可靠的依据,指导抛填施工[2]。
4.3加荷速率
以地表日沉降量和边桩日水平位移值为主要控制参数,以地基孔隙水压力为辅助控制参数。具体控制如下:
1)地表垂直沉降量
①填筑顶高程0.0m以下,单天沉降速率≥30mm/d,应停止加荷;连续5天平均沉降速率≤15mm/d,允许加荷;
②填筑顶高程0.0m~2.5m之间,单天沉降速率≥25mm/d,应立即停止加荷;连续5天平均沉降速率≤10mm/d,允许加荷;
③填筑顶高程2.5m以上,单天沉降速率≥20mm/d,应立即停止加荷;连续5天平均沉降速率≤5mm/d,允许加荷。
2)水平位移控制值
插板处理区:最大水平位移≤10mm/d;非处理区:最大水平位移≤5mm/d。
3)超静孔隙水压力控制指标
超静孔隙水压力系数应控制在0.6以内,当超出时应停止加荷并进行分析。
以上述抛填顺序依次类推,直至完成整个水下抛填作业。整个抛填过程中,可随时加密断面测量、指导施工。施工时,一般较细的石料抛中间,大块石料抛两侧,提高海堤防冲性能。以充分利用时间,针对工程特点,可在施工中不断总结经验。
经过土工布铺设、碎石抛填、排水板插打、土工格栅铺设这一系列施.工工艺的紧密衔接和配合,再由先“子堤”筑堤法这一工艺的实施,不仅加快了施工进度,且经原位沉降观测,海堤沉降均匀稳定,抛石沉降量从设计的1.75降低到1.72。海堤堤脚预抛石筑堤施工工艺加快了工程施工进度,提高了工程质量,降低了抛石沉降量,节省了原材料的开采使用,产生了良好的经济效益与社会效益。
参考文献
[1]张国平.保滩工程施工难点及应对措施分析[J].水利建设与管理,2016(4):16.
[2]刘飞.堤身抛石施工技术的探析[J].中国新技术新产品,2011(11):113
论文作者:郭学太
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/23
标签:卸料论文; 海堤论文; 船舶论文; 子堤论文; 石料论文; 横断面论文; 方向论文; 《基层建设》2016年35期论文;