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摘要：填海造地工程中，围堤工程多修筑于软基层上，在工程实际施工过程中，该围堤工程同一区域发生了二次圆弧滑动破坏。分别为淤泥挤压破坏和潮水引起的破坏两种破坏形态。针对以上两种破坏形式，优化施工工艺，采取围堤外侧抛石护脚，围堤内侧制作隔离带、井点降水，围堤外侧铺设土工合成材料防渗处理等技术措施。这些修复措施对类似围堤工程圆弧滑动处理具有实践指导意义。
关键字：填海造地；围堤；圆弧滑动；修复措施
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
一、概述
1.1 围堤结构形式
该工程为某工业区填海造地工程，围堤工程修筑于填海造地沿海一侧，其结构形式为斜坡实体式结构[1]，围堤全线长1447.70m。堤顶标高为5.5m，堤心材料为充填砂袋，内外侧边坡均为1:2。外侧在标高3.0m设6m宽肩台，内侧在标高3.0m设5m宽肩台。围堤顶部为300mm厚泥结开山石简易路面。围堤基础采用抛设砂垫层+打设塑料排水板+顶铺土工布的软基处理方案。
具体的断面结构形式如下图：
图1 围堤断面结构形式
1.2水文条件
围堤所在区域为海积滩涂地貌，标高一般-0.89～1.40m，相对高差约2.29m。
海域极端高水位（高程基准面采用国家85高程系）为5.38m，极端低水位为-4.20m，正常施工水位为-0.5m。
1.3 地质条件
围堤所在区域的基础地质情况如下：
1）淤泥①（Q4m）：該土层广泛分布广泛，属高压缩性，高灵敏度，其力学性质差，承载力低，且厚度较大，工程性能差，地基承载基本容许值fa0=40kPa，淤泥最大深度为12.72m。
2）粉质粘土（粘土）②（Q3al）：该土层广泛分布于海域，分布较一般，工程性能一般，其厚度较大，地基承载基本容许值fa0=220kPa。
3）砾砂③（Q3al）：该土层分布较一般，工程性能一般，其厚度较大，地基承载基本容许值fa0 = 250kPa。
4）凝灰岩残积粘性土④（Qpel）：该土层分布较一般，工程性能一般，地基承载基本容许值fa0 =150kPa。
5）全风化凝灰熔岩⑤（J3nb）：该土层分布较广泛，工程性能较好，地基承载基本容许值fa0= 300kPa。
6）砂土状风化凝灰熔岩⑥（J3nb）：该土层分布较广泛，工程性能较好，地基承载基本容许值fa0= 400kPa。
7）碎块状风化凝灰熔岩⑦（J3nb）：该土层海域分布较广泛，工程性能较好，地基承载基本容许值fa0=500kPa。围堤地基土参数如下表：
表1 地基土参数表
二、圆弧滑动破坏分析
围堤圆弧滑动破坏是围堤工程建设过程中最常见的破坏形式，造成围堤圆弧滑坡破坏的因素很多，主要包括以下几点[2]：1）地基土土质；2）水的活动；3）围堤的结构形式；4）活载增加；5）地震及其他震动荷载（爆破等）。造成本工程围堤圆弧滑动破坏的原因包含上述前四点。以下主要分析荷载增加和水的活动产生的圆弧滑动破坏。
2.1活载增加圆弧滑动一次破坏
在该工程施工过程中，围堤内侧填海区域淤泥层未进行加固或清淤处理，直接回填土石方，靠回填土石方的堆载预压加固填海区域的淤泥层。堆载预压需要较长的周期，在实际施工过程中，为加快工程进度，填海区回填没有预留充分的时间堆载预压淤泥层，致使大量淤泥不断涌向围堤附近。
活动的淤泥挤向围堤一侧，给围堤产生一个主动侧压力。当侧向力达到围堤抗倾覆极限状态时，会发生侧向位移，当侧向位移由于外力突然增大时，就演变成围堤的圆弧滑动，即当滑弧面上滑动力矩大于抗滑力矩时，围堤发生圆弧滑动。
式中：、——分别为作用于危险滑弧面上滑动力矩的设计值和抗滑力矩的标准值；为抗力分项系数[3]。
该围堤圆弧滑动破坏后，围堤整体呈平面弧形向外滑动，最大水平位移约8m，最大沉降约3m，围堤外侧肩台及护底处泥面明显拱起。
图2 围堤第一次滑移情况平面示意图
综上，造成该处围堤破坏的最主要原因是填海回填区淤泥挤向围堤附近，致使围堤承受侧向的活荷载增大，超过围堤抗滑移极限值而发生围堤圆弧滑动破坏。
2.2水的活动促使围堤圆弧滑动二次破坏
本工程在该区域发生第一次圆弧滑动后，滑动的部分多用开山石补填以达到设计标高。补填的开山石透水性较大，涨潮时海水易于倒灌到围堤内侧回填区域。
渗入回填区域的海水被填海区回填的土石方吸收，致使回填区靠近围堤侧的土石方变成饱和土，减弱了其抗剪强度，回填的土石方如同淤泥一样挤向围堤，给围堤一个侧压力。同时，海水的渗透也减弱的围堤地基土的抗剪强度。当海水退去，倒灌的海水已融入土石方中，原来涨潮时围堤内外侧平衡状态被打破，易发生围堤圆弧滑动破坏。
在实际施工过程中，桩号K0+430～K0+680m段围堤由于第一次滑坡后用开山石材料补填，导致围堤渗水严重。落潮时随潮水一起带动围堤发生二次滑坡，且圆弧滑动面已经扩大，已蔓延至K0+330～K0+680m，共计350m圆弧滑动。圆弧滑动情况如下图所示：
图3 围堤第二次滑移情况平面示意图
三、围堤修复措施分析
针对本工程围堤在同一区域发生的两次圆弧滑动破坏，采取了不同的修复方案。各种方案有利有弊，从经济合理方面考虑，对本工程围堤破坏的修复措施进行分析。
3.1 第一次圆弧滑动修复措施分析
1）圆弧滑动发生后。及时在围堤外侧滑移范围内抛石（海砂，鹅卵石等），防止围堤破坏扩大。
2）在原设计围堤内侧堤角位置处，开挖隔离排水沟，沟底标高1.0～1.5m。对开挖隔离排水沟中渗入的水进行及时抽排。
3）围堤回填开山石材料至原设计断面，抛石挤淤，以围堤的主动破坏来达到最终平衡。
围堤加载时以先行开挖其内部排水沟为原则，主要是考虑以下几个原因：①卸荷；②阻断后方淤泥推挤力；③使围堤在抛石挤淤的过程中，淤泥不只是向外挤，排水沟作为其内部挤淤通道。
4）堤后侧及排水沟内存在的大量淤泥，必须进行清挖。
5）排水沟后侧做20m宽的加固带，进行碾压。
6）对滑动出去的围堤进行表面平整处理，作为新建修复围堤的肩台。
此种方法减轻了淤泥对围堤的挤压作用，但是修复后的围堤渗水性较大，围堤易于在潮水的作用下再次发生圆弧滑动。所以此种围堤修复方案未能根本上解决围堤破坏的风险，随着回填区隔离排水沟的土石方回填后，易发生二次圆弧滑动破坏。
3.2、第二次圆弧滑动破坏修复措施分析
针对该围堤同一位置由于潮水的作用发生的二次圆弧滑动破坏，采取了以下修复方案：1）圆弧滑动发生后。仍然在围堤外侧滑移范围内抛石（海砂，鹅卵石等），防止围堤破坏扩大。
2）增加防渗处理，目前用于围堤防渗的技术很多，主要有上游铺塑防渗、混凝土防渗墙、深层搅拌桩和高压喷射灌浆防渗墙等措施[4]，考虑经济因素，本工程采用铺设复合土工布的方式进行防渗。
3）在围堤内侧开挖的排水沟位置埋设排水管，利用井点降水原理对围堤内侧回填区进行降水。
4）以围堤外坡沿原设计围堤轴线外2.5m为陆域边线，然后按照1:2放坡到肩台，肩台标高根据现场情况取3.0～3.5m，肩台宽度20m，并进行自然放坡。修复的围堤断面如下图所示：
图4 围堤最终修复断面图
四、总结和建议
该填海造地工程在围堤修筑过程中，发生了两次圆弧滑动，破坏程度存在明显扩大的现象，在围堤工程圆弧滑动破坏形式中具有代表性，其破坏形式和修复措施对类似工程建设具有实践指导意义。
围堤内侧填海区淤泥挤向围堤附近，致使围堤侧向力增大，是促使围堤圆弧滑动第一次破坏的主要原因。围堤发生一次圆弧滑动破坏后应用透水性较大的开山石料补填，致使围堤渗透性较大，是围堤发生第二次圆弧滑动破坏的主要原因。
第一次圆弧滑动修复技术采用了传统的补填开山石料技术和创新性的制作隔离带技术，对于具有未进行淤泥加固处理和工期较紧的填海造地工程具有指导意义，但未能考虑补填的开山石料渗透性较大对围堤的影响，其修复措施又具有一定的局限性
第二次圆弧滑动修复技术采用传统的补填开山石料技术和现代化的外包土工合成材料防渗技术[5]，同时在围堤内侧科学应用井点降水原理抽水，降低围堤内侧回填开山石的含水率，具有一定的创新性，对围堤的再次圆弧滑动破坏起到了很好的治理作用，值得后期学习与推广。
但是归根到底，围堤的两次圆弧滑动破坏，都是由于施工工序混乱，现场管理不善引起的，即人为因素引起的围堤破坏，在后期施工中应引以为戒。
参考文献：
[1] JTJ298-98,《防波堤设计与施工规范》[S],人民交通出版社,1999,9-16.
[2] 孙哈南,浅谈圆弧滑动面的验算法 [J],黑龙江交通科技报,2010,8(4).
[3] JTJ250-98,《港口工程地基规范》[S],人民交通出版社,1999,45-48.
[4] 霍学军，朱永庚等，围堤防渗加固及其效果处理[J],河北工业大学学报,2007,36(6).
[5] 李志杰,李艳英,大浪淀水库围堤防护措施[J],河北工程技术高等专科学校学报,2002.6(6).
关键字：填海造地；围堤；圆弧滑动；修复措施
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
一、概述
1.1 围堤结构形式
该工程为某工业区填海造地工程，围堤工程修筑于填海造地沿海一侧，其结构形式为斜坡实体式结构[1]，围堤全线长1447.70m。堤顶标高为5.5m，堤心材料为充填砂袋，内外侧边坡均为1:2。外侧在标高3.0m设6m宽肩台，内侧在标高3.0m设5m宽肩台。围堤顶部为300mm厚泥结开山石简易路面。围堤基础采用抛设砂垫层+打设塑料排水板+顶铺土工布的软基处理方案。
具体的断面结构形式如下图：
图1 围堤断面结构形式
1.2水文条件
围堤所在区域为海积滩涂地貌，标高一般-0.89～1.40m，相对高差约2.29m。
海域极端高水位（高程基准面采用国家85高程系）为5.38m，极端低水位为-4.20m，正常施工水位为-0.5m。
1.3 地质条件
围堤所在区域的基础地质情况如下：
1）淤泥①（Q4m）：該土层广泛分布广泛，属高压缩性，高灵敏度，其力学性质差，承载力低，且厚度较大，工程性能差，地基承载基本容许值fa0=40kPa，淤泥最大深度为12.72m。
2）粉质粘土（粘土）②（Q3al）：该土层广泛分布于海域，分布较一般，工程性能一般，其厚度较大，地基承载基本容许值fa0=220kPa。
3）砾砂③（Q3al）：该土层分布较一般，工程性能一般，其厚度较大，地基承载基本容许值fa0 = 250kPa。
4）凝灰岩残积粘性土④（Qpel）：该土层分布较一般，工程性能一般，地基承载基本容许值fa0 =150kPa。
5）全风化凝灰熔岩⑤（J3nb）：该土层分布较广泛，工程性能较好，地基承载基本容许值fa0= 300kPa。
6）砂土状风化凝灰熔岩⑥（J3nb）：该土层分布较广泛，工程性能较好，地基承载基本容许值fa0= 400kPa。
7）碎块状风化凝灰熔岩⑦（J3nb）：该土层海域分布较广泛，工程性能较好，地基承载基本容许值fa0=500kPa。围堤地基土参数如下表：
表1 地基土参数表
二、圆弧滑动破坏分析
围堤圆弧滑动破坏是围堤工程建设过程中最常见的破坏形式，造成围堤圆弧滑坡破坏的因素很多，主要包括以下几点[2]：1）地基土土质；2）水的活动；3）围堤的结构形式；4）活载增加；5）地震及其他震动荷载（爆破等）。造成本工程围堤圆弧滑动破坏的原因包含上述前四点。以下主要分析荷载增加和水的活动产生的圆弧滑动破坏。
2.1活载增加圆弧滑动一次破坏
在该工程施工过程中，围堤内侧填海区域淤泥层未进行加固或清淤处理，直接回填土石方，靠回填土石方的堆载预压加固填海区域的淤泥层。堆载预压需要较长的周期，在实际施工过程中，为加快工程进度，填海区回填没有预留充分的时间堆载预压淤泥层，致使大量淤泥不断涌向围堤附近。
活动的淤泥挤向围堤一侧，给围堤产生一个主动侧压力。当侧向力达到围堤抗倾覆极限状态时，会发生侧向位移，当侧向位移由于外力突然增大时，就演变成围堤的圆弧滑动，即当滑弧面上滑动力矩大于抗滑力矩时，围堤发生圆弧滑动。
式中：、——分别为作用于危险滑弧面上滑动力矩的设计值和抗滑力矩的标准值；为抗力分项系数[3]。
该围堤圆弧滑动破坏后，围堤整体呈平面弧形向外滑动，最大水平位移约8m，最大沉降约3m，围堤外侧肩台及护底处泥面明显拱起。
图2 围堤第一次滑移情况平面示意图
综上，造成该处围堤破坏的最主要原因是填海回填区淤泥挤向围堤附近，致使围堤承受侧向的活荷载增大，超过围堤抗滑移极限值而发生围堤圆弧滑动破坏。
2.2水的活动促使围堤圆弧滑动二次破坏
本工程在该区域发生第一次圆弧滑动后，滑动的部分多用开山石补填以达到设计标高。补填的开山石透水性较大，涨潮时海水易于倒灌到围堤内侧回填区域。
渗入回填区域的海水被填海区回填的土石方吸收，致使回填区靠近围堤侧的土石方变成饱和土，减弱了其抗剪强度，回填的土石方如同淤泥一样挤向围堤，给围堤一个侧压力。同时，海水的渗透也减弱的围堤地基土的抗剪强度。当海水退去，倒灌的海水已融入土石方中，原来涨潮时围堤内外侧平衡状态被打破，易发生围堤圆弧滑动破坏。
在实际施工过程中，桩号K0+430～K0+680m段围堤由于第一次滑坡后用开山石材料补填，导致围堤渗水严重。落潮时随潮水一起带动围堤发生二次滑坡，且圆弧滑动面已经扩大，已蔓延至K0+330～K0+680m，共计350m圆弧滑动。圆弧滑动情况如下图所示：
图3 围堤第二次滑移情况平面示意图
三、围堤修复措施分析
针对本工程围堤在同一区域发生的两次圆弧滑动破坏，采取了不同的修复方案。各种方案有利有弊，从经济合理方面考虑，对本工程围堤破坏的修复措施进行分析。
3.1 第一次圆弧滑动修复措施分析
1）圆弧滑动发生后。及时在围堤外侧滑移范围内抛石（海砂，鹅卵石等），防止围堤破坏扩大。
2）在原设计围堤内侧堤角位置处，开挖隔离排水沟，沟底标高1.0～1.5m。对开挖隔离排水沟中渗入的水进行及时抽排。
3）围堤回填开山石材料至原设计断面，抛石挤淤，以围堤的主动破坏来达到最终平衡。
围堤加载时以先行开挖其内部排水沟为原则，主要是考虑以下几个原因：①卸荷；②阻断后方淤泥推挤力；③使围堤在抛石挤淤的过程中，淤泥不只是向外挤，排水沟作为其内部挤淤通道。
4）堤后侧及排水沟内存在的大量淤泥，必须进行清挖。
5）排水沟后侧做20m宽的加固带，进行碾压。
6）对滑动出去的围堤进行表面平整处理，作为新建修复围堤的肩台。
此种方法减轻了淤泥对围堤的挤压作用，但是修复后的围堤渗水性较大，围堤易于在潮水的作用下再次发生圆弧滑动。所以此种围堤修复方案未能根本上解决围堤破坏的风险，随着回填区隔离排水沟的土石方回填后，易发生二次圆弧滑动破坏。
3.2、第二次圆弧滑动破坏修复措施分析
针对该围堤同一位置由于潮水的作用发生的二次圆弧滑动破坏，采取了以下修复方案：1）圆弧滑动发生后。仍然在围堤外侧滑移范围内抛石（海砂，鹅卵石等），防止围堤破坏扩大。
2）增加防渗处理，目前用于围堤防渗的技术很多，主要有上游铺塑防渗、混凝土防渗墙、深层搅拌桩和高压喷射灌浆防渗墙等措施[4]，考虑经济因素，本工程采用铺设复合土工布的方式进行防渗。
3）在围堤内侧开挖的排水沟位置埋设排水管，利用井点降水原理对围堤内侧回填区进行降水。
4）以围堤外坡沿原设计围堤轴线外2.5m为陆域边线，然后按照1:2放坡到肩台，肩台标高根据现场情况取3.0～3.5m，肩台宽度20m，并进行自然放坡。修复的围堤断面如下图所示：
图4 围堤最终修复断面图
四、总结和建议
该填海造地工程在围堤修筑过程中，发生了两次圆弧滑动，破坏程度存在明显扩大的现象，在围堤工程圆弧滑动破坏形式中具有代表性，其破坏形式和修复措施对类似工程建设具有实践指导意义。
围堤内侧填海区淤泥挤向围堤附近，致使围堤侧向力增大，是促使围堤圆弧滑动第一次破坏的主要原因。围堤发生一次圆弧滑动破坏后应用透水性较大的开山石料补填，致使围堤渗透性较大，是围堤发生第二次圆弧滑动破坏的主要原因。
第一次圆弧滑动修复技术采用了传统的补填开山石料技术和创新性的制作隔离带技术，对于具有未进行淤泥加固处理和工期较紧的填海造地工程具有指导意义，但未能考虑补填的开山石料渗透性较大对围堤的影响，其修复措施又具有一定的局限性
第二次圆弧滑动修复技术采用传统的补填开山石料技术和现代化的外包土工合成材料防渗技术[5]，同时在围堤内侧科学应用井点降水原理抽水，降低围堤内侧回填开山石的含水率，具有一定的创新性，对围堤的再次圆弧滑动破坏起到了很好的治理作用，值得后期学习与推广。
但是归根到底，围堤的两次圆弧滑动破坏，都是由于施工工序混乱，现场管理不善引起的，即人为因素引起的围堤破坏，在后期施工中应引以为戒。
参考文献：
[1] JTJ298-98,《防波堤设计与施工规范》[S],人民交通出版社,1999,9-16.
[2] 孙哈南,浅谈圆弧滑动面的验算法 [J],黑龙江交通科技报,2010,8(4).
[3] JTJ250-98,《港口工程地基规范》[S],人民交通出版社,1999,45-48.
[4] 霍学军，朱永庚等，围堤防渗加固及其效果处理[J],河北工业大学学报,2007,36(6).
[5] 李志杰,李艳英,大浪淀水库围堤防护措施[J],河北工程技术高等专科学校学报,2002.6(6).