土木工程網-工程師的家園
深圳市前海車輛段填海工程圍堰填筑方法比選
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2019-06-14 08:43:31

摘 要:結合工程實例,探討填海工程中作為臨時圍堰的類型選擇。分別論述爆破擠淤填石圍堰、拋石強夯圍堰、拋石擠淤圍堰及大砂袋圍堰在填海工程中,在場地要求及地質條件下,根據經濟、技術及施工效率等比較其優缺點。根據深圳市前海車輛段的工程實踐,大砂袋圍堰在要求不高的臨時圍堰中更具有有優勢。

關鍵詞:填海工程;圍堰;爆破;強夯;大砂袋

海車輛段位于深圳市南山區前海片區,西側臨海,占地約46hm2。場地現狀大部為魚塘及河道,水深1~2m,表層淤泥厚8~11m,淤泥呈流塑狀。西側需設圍堰113km,場區內采用吹填海砂填筑,場區進行軟基處理后高程為510m,圍堰外側為規劃市政道路。圍海造地工程中淤泥等軟弱層一般較厚,圍堰填筑比較困難,傳統圍堰采用拋填塊石進行填筑,其穩定性好,工程風險小,但造價高。本工程中的圍堰為臨時圍堰,圍堰范圍為建筑用地,拋填塊石勢必對后期工程帶來很大干擾,故本工程經過多種圍堰填筑類型比選,最終采用大砂袋圍堰,在滿足圍堰穩定功能、工期要求的前提下,解決了對基底處理及后期建筑樁基施工的干擾,且大幅降低造價。目前大砂袋圍堰在填海工程中應用較少,本工程實例可為今后圍堰設計提供參考。

1 本工程圍堰的功能及特點

1.1圍閉場地,作為填海造地的邊界
該場地用地的西部和南部為魚塘及河道,需要設置圍堰,將場地和魚塘水域分隔開來后,才具備填海造地的條件。魚塘內的水深115m左右,河道處略深。
1.2 防止潮水侵襲
雖然距目前的海岸線約115km,但場地通過既有河道和外海連通,漲潮、落潮對場地有一定的影響,擬建圍堰要有一定的防潮功能。
1.3 擬建圍堰屬于臨時工程
前海片區的開發已啟動,擬建圍堰位置不是最終海岸線,規劃的岸線在圍堰以西1500m以外。

2 圍堰填筑方法比選

根據圍堰的功能要求,結合平面布置、工程區域的地質條件、交通和填料等條件,對圍堰的結構形式和填筑方式進行了大砂袋圍堰、爆破擠淤填石圍堰、拋石擠淤圍堰、拋石強夯圍堰多方法比選。
2.1 大砂袋圍堰大砂袋圍堰為航運部門最先采用,因施工方便快捷,造價較低,目前已逐漸在填海造地工程中被用來作臨時圍堰,且對淤泥不產生擾動,對今后的基底處理不會造成困難,也不受陸地交通影響,可在臨海側采用船只運輸海砂填筑。
(1)基本結構形式(圖1)
在淤泥地基上先充填三層砂被,厚118m,露出水面,以砂被為工作面打設塑料排水板進行地基處理,充填大砂袋,然后分層填筑圍堰直到設計高度和設計斷面。由于本圍堰屬于臨時工程,對其表面不進行砌護。

QQ截圖20190614085155.jpg
(2)技術性分析
大砂袋圍堰屬于重力式圍堰,具有結構簡單、受力明確等特點。由于土工布模袋具有一定的抗拉強度,使得圍堰的整體性加強,圍堰的穩定性大為改善,在同樣滿足穩定要求的前提下,圍堰的斷面減少。采用大砂袋的優點主要有:
1高強度土工布模袋具有良好的抗拉強度,增強圍堰的穩定性;
2模袋填砂采用船運吹填的方式,減少對陸地交通的影響;
3整個圍堰范圍可同時開展施工,大大節約圍堰工期;
4場區及圍堰的軟基處理效果整體協調,差異沉降小,對后期圍堰上的樁基施工干擾小。
(3)施工方法和工期
袋裝砂重力式圍堰的施工順序分成三步:第一步,鋪砂被,砂被要出水面,作為插板工作面;第二步,有控制地逐層吹填大砂袋一直到高程315m左右,這時可以作為場地吹砂圍堰,實施場地內吹砂工程;第三步,場地吹砂完成后和場區同步填筑土方。塑料排水板加快了淤泥地層的排水速度,可以通過沉降的監測和淤泥層超靜孔隙水壓力監測,分層并且控制大砂袋的填筑速率,保證圍堰的安全和穩定。圍堰施工周期為60d,待圍堰施工完成后在場地內吹填海砂。
(4)造價
經測算,大砂袋圍堰綜合每延米造價約為8000元。
2.2 爆破擠淤填石圍堰
爆破擠淤填石筑堤的具體方法是在軟基上拋填塊石,形成一定的堤長之后,在堤頭和堤的兩側一定距離和深度的淤泥內實施控制爆破,使淤泥按一定的方式擾動并喪失強度,淤泥上的填石塊體在重力的作用下沉落到淤泥下部的持力層(圖2)。
爆破排淤筑堤方法是20世紀80年代發明和發展起來的軟基處理新技術,具有施工速度快,成本低和處理之后地基變形穩定快等優點,與拋石強夯筑堤的方法相比,施工斷面石方量可省30%左右。該方法尤其適用于沉箱碼頭拋石基床、防波堤、圍堰、海岸護岸、滑動拋石基床等水工結構軟基的處理,在深圳市濱海大道及西部通道圍堰工程的軟基處理中得到了成功的應用,其工程質量及經濟效益均取得了良好的效果。
根據深圳市濱海大道實測資料分析,爆炸排淤法施工的圍堰在施工后3個月內沉降基本達到穩定(小于5mm/月),優于強夯擠淤法和其他方法。爆炸排淤還可以做到流水作業,對施工、運輸的干擾小,施工速度快。
對于本工程,填石斷面面積約200m2,每個工作面每天可以填筑15m左右,總工期90d左右,平均每延米造價約16000元。
2.3 拋石擠淤圍堰
該方法是在軟基上拋填塊石,依靠自身的重量使軟土層遭受破壞后被強制擠出,淤泥被置換形成堤身,其優點是施工簡單。調查深圳已有工程的情況表明,處理較薄的淤泥層效果較好,但對本工程卻存在以下問題。
(1)本工程淤泥厚度8~11m,根據深圳市填海造地的工程經驗,用拋石法筑堤堤身填石著底困難;
(2)根據深圳市的工程經驗,堤頂工后沉降偏大,沉降穩定時間較長,工后沉降難以滿足要求;
(3)圍堰的堤側工后沉降較大,嚴重時在工后仍有可能產生邊坡的塌滑和不均勻沉降和變形,影響堤頂其他構筑物的安全使用;
(4)拋石堤斷面面積大,與爆破排淤法筑堤相比工程造價較高。故該工法填筑在本工程中不適用。
2.4 拋石強夯圍堰
該方法是在海域軟土上拋石擠淤,形成高于海水面的堤身,然后通過高能量的強夯對拋石堤之下的軟基進行處理,通過強夯,淤泥被填石置換,達到堤身著底的要求。強夯可以解決圍堰的工后沉降問題和抗滑穩定問題,在施工技術上也易解決。根據以往的工程經驗,強夯處理圍堰的深度可以達到10m,能滿足本工程要求,但與爆破處理相比強夯法有以下不足之處。
(1)工期比較長。爆破處理是隨著拋石進度而實施的,不影響拋石進度,主要是石料的運輸和道路的運輸能力限制施工進度。而強夯處理方法是在拋石成堤后另需獨立的時間進行強夯。另外,圍堰的寬度有限,強夯施工實際上就阻斷了圍堰的運輸通道。
(2)強夯處理后的圍堰斷面較大,強夯施工時圍堰兩側預留的空間也較大,形成的圍堰和軟基處理場地之間的交界帶也較寬,為場地軟基處理增加難度。
(3)強夯的能量一般情況下用5000kN#m,處理深度可達到10m左右,而爆破處理方法沒有此限制。(4)強夯處理的拋石圍堰斷面面積大于爆破處理圍堰,強夯處理費用高于爆破處理,所以綜合費用較高。綜合考慮工期要求、處理費用等因素,本工程不采用拋石強夯擠淤法填筑圍堰。

3 圍堰填筑方法優缺點比較

根據上述分析,爆破擠淤填石圍堰較強夯法圍堰在技術上可行、造價較低。大砂袋圍堰造價最低,但對施工要求較高。技術、經濟及優缺點比較情況見表1。通過表1比較,大砂袋圍堰在經濟上可節約1000萬元,工期可縮短30d,且對后期軟基處理及樁基施工無干擾,故本工程推薦采用大砂袋圍堰。

QQ截圖20190614085212.jpg

4 工程效果

深圳市前海車輛段最終采用大砂袋圍堰,目前場區圍堰及場區地基處理已完成。根據施工效果分析,大砂袋圍堰施工效率很高,實際工時為50d,且大大節約了造價。圍堰的整體穩定性較好,大部未發現滑移失穩現象,局部區域因搶工期先在場區內吹填海砂,使淤泥外擠,在圍堰部位形成淤泥包,使后填筑的大砂袋圍堰在淤泥包的斜面上填筑,導致圍堰側向位移2m,故采用大砂袋圍堰施工時應嚴格執行施工順序。從整個工程來看,大砂袋圍堰滿足了設計時在經濟上、技術上的要求,同時也滿足了后期建筑采用預制管樁施工要求。

5 結語

隨著我國沿海填海造地工程的增多,圍堰是填海造地工程的一個必要工程環節,在填海工程中臨時圍堰采用大砂袋圍堰在經濟上、施工效率上比傳統圍堰填筑方法有很大優勢,同時對后期建筑基礎施工無影響,故大砂袋圍堰可在類似工程借鑒使用。

參考文獻:
[1]JTJ298)98,防波堤設計與施工規范[S].
[2] JTJ/T258)98,爆炸法處理水下地基和基礎技術規程[S].
[3] JTJ/P)239)98,水運工程土工織物應用技術規程[S].
[4] GB50290)98,土工合成材料應用技術規范[S].

更多
  • 相關新聞
  • 熱點推薦
  • 我來說兩句 ()
用戶名: 驗證碼: 驗證碼
  • 熱門知識
  • 推薦知識
關于我們 - 免責聲明 - 廣告合作 - 支付方式 - 聯系方式 - 申請鏈接 - 網站幫助 - 網站地圖 - 土木工程網手機版
Copyright © 2007 - 2012 www.bxsnzd.live All Rights Reserved. 土木工程網 版權所有 贛ICP備08000460號 贛公網安備 36070202000220號
客戶服務 MSN: civilcn#163.com E-mail: 手機:15979848699
五分赛车计划数据分析软件