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深海软基处理垫层施工方法初探

时间:2014-04-26  来源:  编辑:  浏览:478次
自然条件海堤段全长m,轴线略成弧形,大部分泥面比较平坦,泥面标高般为---m黄海高程,下同…在外海深水浪大流急的恶劣施工海域进行垫层施工,要满足施工进度和质量,关键是解决投抛定位和确保设计厚度问题…海堤结构型式海堤结构型式采用抛石斜坡式结构,根据地质条件,地基加固方案采用塑料排水板堆载预压排水固结法…水深—般为l-m,在两岛边缘最深可达m…
深海软基处理垫层施工方法初探关键词深海软基处理垫层

作为上海国际航运中心洋山深水港工程的重要组成部分,东海大桥是我国第一座特大型跨海大桥,全长31.5km。东海大桥由陆上段、跨海段和海堤段三部分组成,把上海芦潮港和浙江嵊泗县小洋山岛连接起来,形成上海国际航运中心洋山深水港区对外唯一的集疏运通道,为港区提供交通、水、电及通信条件。海堤段位于浙江嵊泗县崎岖列岛的大乌龟岛与颗珠山岛之间,是集防波堤和高速公路于一体的综合性工程。在风急浪高的外海筑堤,特别是进行垫层施工,在我国尚属首次,其工程施工难度在世界上首屈一指。

一、自然条件

海堤段全长1220m,轴线略成弧形,大部分泥面比较平坦,泥面标高一般为-8--10m(黄海高程,下同)。两岛之间为东北走向,口门宽约1000m,涨落潮动力不大,实测涨潮分层最大流速1.46m/s,最大垂线平均流速124m/s,实测落潮分层最大流速157m/s,最大垂线平均流速1.45m/s。水深—般为l0-12m,在两岛边缘最深可达25m。该区域气候条件恶劣,台风、季风、潮汐、雷暴、雾等灾害影响频繁,尤其受东北风影响极大,可施工的有效时间较短,严重影响工程施工。

二、地质情况

大乌龟岛与颗珠山岛段松散堆积层总体受基底和水动力条件控制,基岩埋藏部位较深,整个海堤地基土质主要由粉砂夹粉质黏土、淤泥质黏土和灰色黏土组成。夹层淤泥质黏土厚度达23-26m,含水量达57.3%,抗剪指标较低。现堆积的土层从上至下依次为:①饱和、流塑状、土层极软的灰黄色淤泥,②饱和、流塑、软流塑状的粉质黏土类砂和粉细砂,③饱和、松散、稍密状的粉砂夹粉质黏土,④饱和、松散、稍密、夹黏性土微薄层的粉细砂。

三、海堤结构型式

海堤结构型式采用抛石斜坡式结构,根据地质条件,地基加固方案采用塑料排水板堆载预压排水固结法。主要施工项目有水上施打塑料排水板、袋装砂垫层、抛石护底、抛石棱体、堤心石、混凝土扭王体护面、块石垫层等,其典型断面结构图如图1所示。

图1 海堤典型断面结构图

注:1为塑料排队水板;2为袋装砂+碎石垫层;3为堤心石;4为预压荷载;5为抛石护底;6为抛石棱体;7为混凝土扭王体护面;8为块石垫层。

四、垫层施工

海堤段地基加固的宽度在120-160m之间(随泥面标高变化而变化),总面积约为14万m2。在插打塑料排水板之前要先进行垫层的施工,确保插打排水板后水平排水通畅,实现固结,达到地基加固之功效。

在外海、深水、浪大流急的恶劣施工海域进行垫层施工,要满足施工进度和质量,关键是解决投抛定位和确保设计厚度问题。

1、方案比选

施工中进行了以下几种方案的试验:

①带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包。这种方案投抛速度快、整体性、交接性、均匀性都较好,受水流影响相对较小,抛投位置准确。

②浮吊吊放网兜小砂袋包。这种方案整体交接性好,但投抛速度较慢,投抛位置受吊机速度和流速限制,容易出现偏位,准确度相对差一些。

③浮吊直接吊放大砂袋包。这种方案与②方案在质量控制与投抛速度基本相似,但其抛投后大砂袋包之间的交接性相对差一些,容易出现空挡。

④人工在GPS定位船上直接推抛小砂袋包。这种方式在质量控制方面是可行的,但速度很慢,可作为局部厚度不足时补抛使用。

经过多次实践比较分析,采用带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包方案为主,辅以人工在GPS定位船上直接推抛小砂袋包进行砂垫层投抛方案是合理的。

2、投抛方案

(1)网格划分

首先完成垫层施工区域内的网格划分。网络划分以轴线为基础,从施工起始桩号到结束桩号,以1020m2(沿轴线长度10m范围)为一个大网格,大网格中又划分2m×2m的小网格,以控制投抛位置。

(2)装量控制

按照划分的网格,根据对开驳一次投抛的面积计算出所需方量,然后在驳船上刻上标记,每次装料都以装到标记线为准。根据测定,对开驳一次装料90m3最为合理。

(3)对开驳定位

首先在对开驳船上安装好GPS定位设备,在定位船船首和船尾分别设一台GIB系统天线,同时在计算机上输入施工区域位置,与GPS岸台相配合即可找到任何抛投点的位置,再在施工位置上进行单格投抛位置确定。

(4)漂移量调整

由于潮流、潮向的影响,投抛砂包时应考虑有一定的漂移量,根据测定结果进行调整。

3、厚度控制

厚度控制是本项目施工的难点,少投则达不到设计要求,多抛则增加施工成本。按照设计不小于1.0m的厚度要求,实际施工中要随时测定流速、流向、水深、波浪等影响因素,随时调整对开驳的装砂量和投抛定位。根据施工实践,合理的超抛是保证厚度的有效措施,本工程的超抛量控制在15%左右。

五、检测

检测方法主要采用水下检测,以仪器法(测量艇测深)为主,辅以潜水员探摸,以检测砂包投抛的厚度和平整度等质量指标,作为验收评定依据。

仪器测量采用13D测深仪、GPS定位系统、手提计算机等,按一定的点距和行距、垂直于海堤轴线走向,根据投抛区域、投抛前后的水深,得出实测抛填厚度,再根据总投抛量,可计算出抛投损失量。

潜水员探摸时,使用测量艇作为水面站,依靠测量艇(GPS)确定探摸点位置,探摸主要内容是探摸点砂袋包的平整度和厚度,潜水员将探摸到的情况同步告知水面站,做好相应的记录。

六、结论

通过施工实践,采用带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包方案,在施工质量和进度上都满足了设计要求,达到了预期的效果。





来源:项目管理网

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