论文部分内容阅读
【摘 要】 分析了加筋土工布在软土地基围垦海堤中的作用、破坏形式，结合工程实际，对加筋土工布加固围垦海堤基础的设计进行较为深入的分析，明确了设计要点，获得一些对工程设计有益的探索。
【关键词】 加筋土工布；海堤围垦工程；基础处理；应用
一、加筋土工布在围垦工程基础处理中的主要作用
1、起隔离作用，减少堤身沉降量。
某沿海滩涂围垦工程地基基础均为高塑性粘土，在沒有土工织物隔离时，地基表层淤泥质土体将通过石料空隙向上“冒浆”，使堤身下沉。由于围垦海堤基础为透水体，随着潮涨潮落，部分上冒的软弱土体将受潮水冲刷而流失，从而将进一步导致地基土的“冒浆”与堤身沉降。铺设加筋土工布后，将有效防止塑性地基土体的“冒浆”减少堤身的沉降量。
2、加强地基整体性，提高地基承载能力。
一是增强地基土的侧限作用。沿海滩涂地基表层均为流塑性软弱淤泥，铺设土工织物后，将有效限制石方基础的侧移，从而提高了地基的承载能力。
二是均化地基应力。铺设土工织物后将产生地基附加应力重新分布，均化地基应力，将堤身荷载扩大至更大范围，降低地基最大附加应力，从而有效提高了地基承载力，降低了堤身横向不均匀沉降。
3、加强堤身整体抗滑稳定性
堤身的整体抗滑稳定是围垦海堤工程设计的控制性要素，直接关系到海堤断面尺寸大小与工程投资。铺设土工织物后，将有效提高抗滑力，提高堤身整体抗滑稳定性，并有效减小海堤断面，降低工程造价。
二、加筋土工布的破坏形式
1、滑动断裂破坏
其特点是，堤身发生整体滑动，土工布被拉断，筋材基本上不改变滑弧位置。破坏的原因是地基软弱，强度不足，所铺设的土工织物强度小，刚度低等原因引起的。
2、滑动拉出破坏
其特点是土工织物锚固长度不足，即加筋土工布的上下表面摩擦力小于滑动时的拉拔力，致使土工布被拔出而失去作用。
3、不均匀沉降变形断裂破坏
由于海堤断面上部横向分布荷载差距较大，堤身横向不均匀沉降明显。堤身中心沉降较大，形成弧形沉降剖面，使土工织物受拉延仲，当延仲率超过其最大延仲率时，被拉断。
3、顶穿破坏
由于堤身荷载较大，地基表层土处于塑性状态，形成地基土对基础石料空隙部位土工织物的地基反力，土工织物受上部接触面石料颗粒冲顶而造成顶穿破坏。
三、工程概况
某围涂工程总规模为12090亩，分南、北两片，其中北片6870亩，南片5220亩。围垦工程（北片）为围涂工程的二期工程，工程包括北直Ⅰ堤198m、北直Ⅱ堤560.7m、北顺堤3863m及两座纳排闸。
本工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时性建筑物级别为5级，沿线水闸设防标准不低于海堤。本工程各部分建筑物级别确定如下：北顺堤、北直I堤、北直II堤及沿线水闸建筑物级别为3级。水闸施工围堰属临时性建筑物，为5级建筑物。
本工程堤身基础处理采用塑料排水板、土工布加碎石垫层的复合加固法，并结合压载处理方法。其中堤基塑料排水板采用C型板，间距1.2/1.4m，正方型布置，深15/22m，排水板插打共计3401199m；另30KN/m机织土工布铺设468854m2，TGDG120土工格栅铺铺设176503m2，排水板碎石垫层抛填276391m3。
四、施工特点、难点分析
经过认真研究设计图纸、招标文件及技术规范等相关资料，根据施工现场及周边环境，通过对施工区域的水文、气象以及工程地质报告等自然条件的分析，我们认为基础处理工程的重点和难点主要有以下几个方面：
1、地基软土层厚
本海堤堤轴线低座落-0.7～1.4m的软土地基上，地基土含水量高、具有高压缩性、强度低，不仅承载力很低，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。因此必须科学合理的对地基进行有效的加固处理，以充分减少施工后的残余沉降量对堤顶高程、外形和道路的不利影响。由于基础处理的重要性和关键性，必须投入先进的施工设备和熟练的技术工人进行基础处理作业，确保工程的质量和进度。
2、度汛压力大
由于本工程需跨多个台汛期施工，而本工程区域又是受热带风暴影响机率较高的海洋地区，因此如何落实防汛、防台措施控制施工过程中受风暴破坏的风险，减少度汛损失而又保证工期，是本工程施工的关键。
3、施工协调
各工序间先后顺序明确，衔接紧密；尤其是土工布铺设和碎石垫层的施工间隔时间不能太长。
五、施工方法
1.土工布铺设施工
（一）主要施工方法及工艺流程
根据设计图纸及现场踏勘，本工程平均低潮位-1.94m，本工程主堤涂面高程均在-0.7m以上，滩地水位较浅，退潮时基本都露滩，采用人工赶潮直接将30KN/m机织土工布铺设在滩涂面上，纵向垂直于堤轴线。土工布铺设后在两端竹木桩或压碎石包，中部每隔一定距离也适当压一些碎石包，以防浪潮顶浮飘走。
（二）工布的采购、检测、储存
土工布进货后，除核对产品质量标签、检查土工布的规格外，并对土工布进行验收检查，要求土工布不允许有裂口、孔洞、裂纹或退化变质等，并接收土工布的厂家质量报告。运抵工地的土工布有生产厂家的合格证、试验单、质检单、批号等，每批进行抽验，检验规则按《土工合成材料测试规程》（SL/T235-1999）有关要求执行，并送具有合格检测资质的单位进行检验。选用的土工布规格及性能指标均应符合设计要求。对一次抽检不符合要求的批次，再进行加倍取样送检，再不合格向厂家退货。
土工布在运输、贮存中不得沾污、雨淋、破损，不得长期曝晒和直立，施工中避免土工布过早受阳光暴晒老化，在临时堆放土工布的地方搭设临时库房，并要求方便取用。人工铺设时，铺设人员不应穿硬底鞋。 （三）土工布铺布施工
土工布铺设利用露滩时采用人工进行施工。土工布露滩铺设时，铺设前先由全站仪放样，沿铺设边线间隔10m设置一个竹竿标杆，作为土工布铺设标志。用土工布运输专用车将实现缝制好的23m大幅土工布运抵铺设现场，然后由人工抬至铺设滩面摊开，以纵向边线作为起始边垂直堤轴线方向铺设。铺设时土工布纵向应垂直堤轴线方向，且不允许搭接。大幅土工布之间采用搭接，搭接宽度不小于60cm，表面浮泥层厚在30～50cm时，搭接宽度不小于100cm，浮泥层厚度超过50cm时，搭接宽度不小于120cm。
铺设要求拉紧平整、避免扭曲和皱折，土工布铺设后用毛竹桩在土工布周边定点固定，并压碎石包，以防潮浪顶浮飘走，铺设要求平整、无折皱。
2、排水碎石垫层施工
本工程设计堤基80cm厚碎石排水垫层直接在30KN/m机织土工布上铺设。排水碎石垫层铺设施工待30KN/m机织土工布定位铺设后进行，本工程平均低潮位-1.94m，本标段主围堤涂面高程均在-0.7m以上，退潮时基本都露滩，采用在低潮期间由5t自卸汽车运料采用陆上进占法填铺。
主堤碎石排水垫层施工方法：抛填在低潮期间利用5T自卸汽车进占法抛填，并由挖掘机或推土机进行整平，保证顶面基本平整。根据以往多次实践比较分析，碎石垫层拟采用5T自卸汽车运输，TS140湿地推土机铺筑。由于为了方便塑料排水板插设施工，碎石垫层必须超前抛石料30-50m施工，碎石垫层施工时由于自卸车无法再碎石垫层上直接行车，碎石垫层石料运输困难，计划在垫层碎石料铺筑前，利用靠近外海侧没有碎石垫层的部位抛填块石混合料作为一条超前的施工便道，以用于碎石料运输。
子堤碎石排水垫层施工方法：陆上抛填碎石料由5T自卸汽车运至施工点。装载机（山工650B）摊铺。汽车在已铺填完成的碎石层上行走时，先集中在行走线上铺垫碎石，暂时作为自卸汽车运输道路。施工中严格控制入场车辆载重量，以防引起地基土受挤压沉陷。待碎石集中抛填完分段部位，在低潮露滩期间利用反铲挖机摊铺至设计厚度，局部高差较大处由人工进行适当整平，保证顶面基本平整，抛筑速度应尽量加快。
3、塑料排水板施工
塑料排水板必须有出厂合格证书，品质必须符合现行国家标准、行业标准的规定，性能应满足设计规定。运抵工地时应有生产厂家的合格证、试验单、质检单、批号等，按规范要求的检测频率进行抽验，送具有检测资质的单位进行检验。符合设计及规范要求方可入库。塑料排水板保存时应避免强力牵引和烈日曝晒，要求保存在干燥、通风的环境中，使用前应对排水板滤膜、芯带进行全面检查，破损、断带的产品不得使用。塑料排水板每20万m检测一次，属不同生产批次及同批次但不同运输时，应分别检测。
六、加筋土工布在围垦工程基础处理中的主要作用
1、起隔离作用，减少堤身沉降量。
某沿海滩涂围垦工程地基基础均为高塑性粘土，在没有土工织物隔离时，地基表层淤泥质土体将通过石料空隙向上“冒浆”，使堤身下沉。由于围垦海堤基础为透水体，随着潮涨潮落，部分上冒的软弱土体将受潮水冲刷而流失，从而将进一步导致地基土的“冒浆”与堤身沉降。铺设加筋土工布后，将有效防止塑性地基土体的“冒浆”，减少堤身的沉降量。
2、加强地基整体性，提高地基承载能力。
一是增强地基土的侧限作用。沿海滩涂地基表层均为流塑性软弱淤泥，铺设土工织物后，将有效限制石方基础的侧移，从而提高了地基的承载能力。二是均化地基应力。铺设土工织物后将产生地基附加应力重新分布，均化地基应力，将堤身荷载扩大至更大范围，降低地基最大附加应力，从而有效提高了地基承载力，降低了堤身横向不均匀沉降。
3、加强堤身整体抗滑稳定性
堤身的整体抗滑稳定是围垦海堤工程设计的控制性要素，直接关系到海堤断面尺寸大小与工程投资。铺设土工织物后，将有效提高抗滑力，提高堤身整体抗滑稳定性，并有效减小海堤断面，降低工程造价。
七、结语
本文对加筋土工布在围垦工程基础处理中的应用进行了分析与探索，通过对工程实例的分析，我们对加筋土工布在围垦工程基础处理中的应用有了更好的理解。因此我们要注意其中的施工技术要点，做好工程的基础处理，从而缓解土地资料的短缺。
参考文献：
[1]沈林杰，陈道信.加筋土工布在海堤围垦工程基础处理中的应用[J]《岩土工程界》2011年12期
[2]苟红明.加筋土工布路堤施工技術[J]《山西建筑》2011年20期
【关键词】 加筋土工布；海堤围垦工程；基础处理；应用
一、加筋土工布在围垦工程基础处理中的主要作用
1、起隔离作用，减少堤身沉降量。
某沿海滩涂围垦工程地基基础均为高塑性粘土，在沒有土工织物隔离时，地基表层淤泥质土体将通过石料空隙向上“冒浆”，使堤身下沉。由于围垦海堤基础为透水体，随着潮涨潮落，部分上冒的软弱土体将受潮水冲刷而流失，从而将进一步导致地基土的“冒浆”与堤身沉降。铺设加筋土工布后，将有效防止塑性地基土体的“冒浆”减少堤身的沉降量。
2、加强地基整体性，提高地基承载能力。
一是增强地基土的侧限作用。沿海滩涂地基表层均为流塑性软弱淤泥，铺设土工织物后，将有效限制石方基础的侧移，从而提高了地基的承载能力。
二是均化地基应力。铺设土工织物后将产生地基附加应力重新分布，均化地基应力，将堤身荷载扩大至更大范围，降低地基最大附加应力，从而有效提高了地基承载力，降低了堤身横向不均匀沉降。
3、加强堤身整体抗滑稳定性
堤身的整体抗滑稳定是围垦海堤工程设计的控制性要素，直接关系到海堤断面尺寸大小与工程投资。铺设土工织物后，将有效提高抗滑力，提高堤身整体抗滑稳定性，并有效减小海堤断面，降低工程造价。
二、加筋土工布的破坏形式
1、滑动断裂破坏
其特点是，堤身发生整体滑动，土工布被拉断，筋材基本上不改变滑弧位置。破坏的原因是地基软弱，强度不足，所铺设的土工织物强度小，刚度低等原因引起的。
2、滑动拉出破坏
其特点是土工织物锚固长度不足，即加筋土工布的上下表面摩擦力小于滑动时的拉拔力，致使土工布被拔出而失去作用。
3、不均匀沉降变形断裂破坏
由于海堤断面上部横向分布荷载差距较大，堤身横向不均匀沉降明显。堤身中心沉降较大，形成弧形沉降剖面，使土工织物受拉延仲，当延仲率超过其最大延仲率时，被拉断。
3、顶穿破坏
由于堤身荷载较大，地基表层土处于塑性状态，形成地基土对基础石料空隙部位土工织物的地基反力，土工织物受上部接触面石料颗粒冲顶而造成顶穿破坏。
三、工程概况
某围涂工程总规模为12090亩，分南、北两片，其中北片6870亩，南片5220亩。围垦工程（北片）为围涂工程的二期工程，工程包括北直Ⅰ堤198m、北直Ⅱ堤560.7m、北顺堤3863m及两座纳排闸。
本工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时性建筑物级别为5级，沿线水闸设防标准不低于海堤。本工程各部分建筑物级别确定如下：北顺堤、北直I堤、北直II堤及沿线水闸建筑物级别为3级。水闸施工围堰属临时性建筑物，为5级建筑物。
本工程堤身基础处理采用塑料排水板、土工布加碎石垫层的复合加固法，并结合压载处理方法。其中堤基塑料排水板采用C型板，间距1.2/1.4m，正方型布置，深15/22m，排水板插打共计3401199m；另30KN/m机织土工布铺设468854m2，TGDG120土工格栅铺铺设176503m2，排水板碎石垫层抛填276391m3。
四、施工特点、难点分析
经过认真研究设计图纸、招标文件及技术规范等相关资料，根据施工现场及周边环境，通过对施工区域的水文、气象以及工程地质报告等自然条件的分析，我们认为基础处理工程的重点和难点主要有以下几个方面：
1、地基软土层厚
本海堤堤轴线低座落-0.7～1.4m的软土地基上，地基土含水量高、具有高压缩性、强度低，不仅承载力很低，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。因此必须科学合理的对地基进行有效的加固处理，以充分减少施工后的残余沉降量对堤顶高程、外形和道路的不利影响。由于基础处理的重要性和关键性，必须投入先进的施工设备和熟练的技术工人进行基础处理作业，确保工程的质量和进度。
2、度汛压力大
由于本工程需跨多个台汛期施工，而本工程区域又是受热带风暴影响机率较高的海洋地区，因此如何落实防汛、防台措施控制施工过程中受风暴破坏的风险，减少度汛损失而又保证工期，是本工程施工的关键。
3、施工协调
各工序间先后顺序明确，衔接紧密；尤其是土工布铺设和碎石垫层的施工间隔时间不能太长。
五、施工方法
1.土工布铺设施工
（一）主要施工方法及工艺流程
根据设计图纸及现场踏勘，本工程平均低潮位-1.94m，本工程主堤涂面高程均在-0.7m以上，滩地水位较浅，退潮时基本都露滩，采用人工赶潮直接将30KN/m机织土工布铺设在滩涂面上，纵向垂直于堤轴线。土工布铺设后在两端竹木桩或压碎石包，中部每隔一定距离也适当压一些碎石包，以防浪潮顶浮飘走。
（二）工布的采购、检测、储存
土工布进货后，除核对产品质量标签、检查土工布的规格外，并对土工布进行验收检查，要求土工布不允许有裂口、孔洞、裂纹或退化变质等，并接收土工布的厂家质量报告。运抵工地的土工布有生产厂家的合格证、试验单、质检单、批号等，每批进行抽验，检验规则按《土工合成材料测试规程》（SL/T235-1999）有关要求执行，并送具有合格检测资质的单位进行检验。选用的土工布规格及性能指标均应符合设计要求。对一次抽检不符合要求的批次，再进行加倍取样送检，再不合格向厂家退货。
土工布在运输、贮存中不得沾污、雨淋、破损，不得长期曝晒和直立，施工中避免土工布过早受阳光暴晒老化，在临时堆放土工布的地方搭设临时库房，并要求方便取用。人工铺设时，铺设人员不应穿硬底鞋。 （三）土工布铺布施工
土工布铺设利用露滩时采用人工进行施工。土工布露滩铺设时，铺设前先由全站仪放样，沿铺设边线间隔10m设置一个竹竿标杆，作为土工布铺设标志。用土工布运输专用车将实现缝制好的23m大幅土工布运抵铺设现场，然后由人工抬至铺设滩面摊开，以纵向边线作为起始边垂直堤轴线方向铺设。铺设时土工布纵向应垂直堤轴线方向，且不允许搭接。大幅土工布之间采用搭接，搭接宽度不小于60cm，表面浮泥层厚在30～50cm时，搭接宽度不小于100cm，浮泥层厚度超过50cm时，搭接宽度不小于120cm。
铺设要求拉紧平整、避免扭曲和皱折，土工布铺设后用毛竹桩在土工布周边定点固定，并压碎石包，以防潮浪顶浮飘走，铺设要求平整、无折皱。
2、排水碎石垫层施工
本工程设计堤基80cm厚碎石排水垫层直接在30KN/m机织土工布上铺设。排水碎石垫层铺设施工待30KN/m机织土工布定位铺设后进行，本工程平均低潮位-1.94m，本标段主围堤涂面高程均在-0.7m以上，退潮时基本都露滩，采用在低潮期间由5t自卸汽车运料采用陆上进占法填铺。
主堤碎石排水垫层施工方法：抛填在低潮期间利用5T自卸汽车进占法抛填，并由挖掘机或推土机进行整平，保证顶面基本平整。根据以往多次实践比较分析，碎石垫层拟采用5T自卸汽车运输，TS140湿地推土机铺筑。由于为了方便塑料排水板插设施工，碎石垫层必须超前抛石料30-50m施工，碎石垫层施工时由于自卸车无法再碎石垫层上直接行车，碎石垫层石料运输困难，计划在垫层碎石料铺筑前，利用靠近外海侧没有碎石垫层的部位抛填块石混合料作为一条超前的施工便道，以用于碎石料运输。
子堤碎石排水垫层施工方法：陆上抛填碎石料由5T自卸汽车运至施工点。装载机（山工650B）摊铺。汽车在已铺填完成的碎石层上行走时，先集中在行走线上铺垫碎石，暂时作为自卸汽车运输道路。施工中严格控制入场车辆载重量，以防引起地基土受挤压沉陷。待碎石集中抛填完分段部位，在低潮露滩期间利用反铲挖机摊铺至设计厚度，局部高差较大处由人工进行适当整平，保证顶面基本平整，抛筑速度应尽量加快。
3、塑料排水板施工
塑料排水板必须有出厂合格证书，品质必须符合现行国家标准、行业标准的规定，性能应满足设计规定。运抵工地时应有生产厂家的合格证、试验单、质检单、批号等，按规范要求的检测频率进行抽验，送具有检测资质的单位进行检验。符合设计及规范要求方可入库。塑料排水板保存时应避免强力牵引和烈日曝晒，要求保存在干燥、通风的环境中，使用前应对排水板滤膜、芯带进行全面检查，破损、断带的产品不得使用。塑料排水板每20万m检测一次，属不同生产批次及同批次但不同运输时，应分别检测。
六、加筋土工布在围垦工程基础处理中的主要作用
1、起隔离作用，减少堤身沉降量。
某沿海滩涂围垦工程地基基础均为高塑性粘土，在没有土工织物隔离时，地基表层淤泥质土体将通过石料空隙向上“冒浆”，使堤身下沉。由于围垦海堤基础为透水体，随着潮涨潮落，部分上冒的软弱土体将受潮水冲刷而流失，从而将进一步导致地基土的“冒浆”与堤身沉降。铺设加筋土工布后，将有效防止塑性地基土体的“冒浆”，减少堤身的沉降量。
2、加强地基整体性，提高地基承载能力。
一是增强地基土的侧限作用。沿海滩涂地基表层均为流塑性软弱淤泥，铺设土工织物后，将有效限制石方基础的侧移，从而提高了地基的承载能力。二是均化地基应力。铺设土工织物后将产生地基附加应力重新分布，均化地基应力，将堤身荷载扩大至更大范围，降低地基最大附加应力，从而有效提高了地基承载力，降低了堤身横向不均匀沉降。
3、加强堤身整体抗滑稳定性
堤身的整体抗滑稳定是围垦海堤工程设计的控制性要素，直接关系到海堤断面尺寸大小与工程投资。铺设土工织物后，将有效提高抗滑力，提高堤身整体抗滑稳定性，并有效减小海堤断面，降低工程造价。
七、结语
本文对加筋土工布在围垦工程基础处理中的应用进行了分析与探索，通过对工程实例的分析，我们对加筋土工布在围垦工程基础处理中的应用有了更好的理解。因此我们要注意其中的施工技术要点，做好工程的基础处理，从而缓解土地资料的短缺。
参考文献：
[1]沈林杰，陈道信.加筋土工布在海堤围垦工程基础处理中的应用[J]《岩土工程界》2011年12期
[2]苟红明.加筋土工布路堤施工技術[J]《山西建筑》2011年20期