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摘要:某取水防波堤工程共有南、北两段防波堤,其堤身均采用斜坡式设计。取水南防波堤全长1480m,最大涉水深度达21m,基础下淤泥质粘土厚度约4.5m;取水北防波堤全长1602m,最大涉水深度为19m,基础下淤泥质粘土厚度约3.6m,两段防波堤护面块体均采用5t扭王字块体和7t扭王字块体防护。针对此项工程的实际施工情况,本文介绍了深水防波堤施工关键技术,并结合现场施工条件和施工后现状,介绍了影响防波堤稳定性的重要因素以及保证堤体稳定的施工措施。
关键词:防波堤;堤体稳定分析;关键技术
1、防波堤施工工艺流程
防波堤为阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳以保护港口免受恶劣天气影响、以便船舶安全停泊和作业而修建的水中建筑物。防波堤结构物在各种港口工程中具有十分重要地位,它可以避免巨大地波浪力直接作用在重要的海工结构物上,防御外海波浪对所掩护海域的侵袭,为船舶的停泊和作业提供平稳、安全水域并保护港内水工建筑物。因此,防波堤在施工过程中及施工完成后将直接受到波浪力的冲击。
1.1、工序流程
深水防波堤主要施工工序流程大致为:地基处理→堤芯石抛填→水下坡面块石垫层理坡→护底抛填→水下坡面扭王字块体安装→水上坡面块石垫层理坡→水上坡面扭王字块体安装→挡浪墙混凝土浇筑→挡浪墙后块石垫层理坡→挡浪墙后扭王字块体安装。
2、施工关键技术
针对防波堤在施工过程中及施工后直接受波浪力的直接作用的特点,确保堤芯石抛填到位和稳定是防波堤体系稳定的基础,因此,确定防波堤堤体在施工过程中的稳定性和确保防波堤护面体系在施工完成后的稳定性是防波堤施工的关键技术。
由于防波堤大多都在淤泥软质地基上,而工程施工中多采用排淤法处理软土地基,因此软土地基处理效果直接决定防波堤的整体稳定性。
2.1、堤芯石抛填
本项目堤芯石规格为0~300kg级配块石,主要以陆上全断面抛填推进为主,抛填堤顶标高+4.50m,比设计高水位高0.24m,迎浪侧设置250~500kg级配块石,以减少日常越浪对抛填堤路面的袭击,抛填边界比块石垫层边界宽5.6m,确保坡脚抛填到位,减少坡脚水抛工作量。施工过程中尽量把施工运输通道扩宽到堤顶全范围,通过运输车及机械的碾压加强密实,同时,严格控制石料质量,确保级配良好,以减少堤的自身沉降。堤芯石抛填由于须历经台风季节,下道工序需有计划的安排在抛填堤受风浪袭击外力密实后施工,以利于堤身结构稳定安全。
2.2、施工过程中,堤体稳定分析
通过对本工程地质报告研究初步得出其堤体易失稳形成机理主要为:工程处于海湾,受潮汐强烈冲刷,堤体外坡临海且迎潮汐流顶冲,局部深槽迫岸,易造成堤体失稳;涨退潮引起地下潜水活动导致土颗粒粘聚力下降,土体抗滑动能力降低,促使堤体失稳。
加上不良地质浅部有厚层软弱的淤泥质土发育,对堤体抗稳定不利。软土层具有含水量高、高压缩性、高灵敏度、易触变等特性的结构性强的土,在天然状态下具有一定的强度,但一旦扰动,土体结构极易破坏,强度急骤降低。特别是堤体部分构筑物更有可能产生侧向滑动、沉降及基础底面上的地基土向海侧挤出等现象,因此在要求基础施工中尽量采取措施减少其受扰动。
为充分保证防波堤堤体的稳定,检验抛石挤淤施工效果,在工程施工中专门设立一段试验段。在工程实际中发现抛石挤淤并不能达到设计效果,甚至局部地方未有淤泥挤出,这对我后期的防波堤上部施工危害极大,堤体在涨落潮位变化过程中,特别是台风时,极易发生侧向滑移,甚至垮塌。
针对以上分析结果,本工程将基础抛石挤淤施工方法变更为淤泥直接挖除后,经过长期的施工监测,取得了明显的施工效果,经基础淤泥挖除后推填的堤体沉降明显小于抛石挤淤试验段,且堤体稳定时间也大大短于抛石挤淤施工試验段。
3、结语
参建各方应充分意识到防波堤抵抗风浪、涌浪的特性与长期性,意识到防波堤施工的艰巨性,在工程开工前就应认真策划,从各方面共同努力,特别是对防波堤施工过程中的稳定性分析尤为重要,必要时可采用设置施工试验段的方式检验施工方法可行性,在得到充分论证和试验支持后,才能确保工程建设的顺利进展及施工完成后的稳定性。
关键词:防波堤;堤体稳定分析;关键技术
1、防波堤施工工艺流程
防波堤为阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳以保护港口免受恶劣天气影响、以便船舶安全停泊和作业而修建的水中建筑物。防波堤结构物在各种港口工程中具有十分重要地位,它可以避免巨大地波浪力直接作用在重要的海工结构物上,防御外海波浪对所掩护海域的侵袭,为船舶的停泊和作业提供平稳、安全水域并保护港内水工建筑物。因此,防波堤在施工过程中及施工完成后将直接受到波浪力的冲击。
1.1、工序流程
深水防波堤主要施工工序流程大致为:地基处理→堤芯石抛填→水下坡面块石垫层理坡→护底抛填→水下坡面扭王字块体安装→水上坡面块石垫层理坡→水上坡面扭王字块体安装→挡浪墙混凝土浇筑→挡浪墙后块石垫层理坡→挡浪墙后扭王字块体安装。
2、施工关键技术
针对防波堤在施工过程中及施工后直接受波浪力的直接作用的特点,确保堤芯石抛填到位和稳定是防波堤体系稳定的基础,因此,确定防波堤堤体在施工过程中的稳定性和确保防波堤护面体系在施工完成后的稳定性是防波堤施工的关键技术。
由于防波堤大多都在淤泥软质地基上,而工程施工中多采用排淤法处理软土地基,因此软土地基处理效果直接决定防波堤的整体稳定性。
2.1、堤芯石抛填
本项目堤芯石规格为0~300kg级配块石,主要以陆上全断面抛填推进为主,抛填堤顶标高+4.50m,比设计高水位高0.24m,迎浪侧设置250~500kg级配块石,以减少日常越浪对抛填堤路面的袭击,抛填边界比块石垫层边界宽5.6m,确保坡脚抛填到位,减少坡脚水抛工作量。施工过程中尽量把施工运输通道扩宽到堤顶全范围,通过运输车及机械的碾压加强密实,同时,严格控制石料质量,确保级配良好,以减少堤的自身沉降。堤芯石抛填由于须历经台风季节,下道工序需有计划的安排在抛填堤受风浪袭击外力密实后施工,以利于堤身结构稳定安全。
2.2、施工过程中,堤体稳定分析
通过对本工程地质报告研究初步得出其堤体易失稳形成机理主要为:工程处于海湾,受潮汐强烈冲刷,堤体外坡临海且迎潮汐流顶冲,局部深槽迫岸,易造成堤体失稳;涨退潮引起地下潜水活动导致土颗粒粘聚力下降,土体抗滑动能力降低,促使堤体失稳。
加上不良地质浅部有厚层软弱的淤泥质土发育,对堤体抗稳定不利。软土层具有含水量高、高压缩性、高灵敏度、易触变等特性的结构性强的土,在天然状态下具有一定的强度,但一旦扰动,土体结构极易破坏,强度急骤降低。特别是堤体部分构筑物更有可能产生侧向滑动、沉降及基础底面上的地基土向海侧挤出等现象,因此在要求基础施工中尽量采取措施减少其受扰动。
为充分保证防波堤堤体的稳定,检验抛石挤淤施工效果,在工程施工中专门设立一段试验段。在工程实际中发现抛石挤淤并不能达到设计效果,甚至局部地方未有淤泥挤出,这对我后期的防波堤上部施工危害极大,堤体在涨落潮位变化过程中,特别是台风时,极易发生侧向滑移,甚至垮塌。
针对以上分析结果,本工程将基础抛石挤淤施工方法变更为淤泥直接挖除后,经过长期的施工监测,取得了明显的施工效果,经基础淤泥挖除后推填的堤体沉降明显小于抛石挤淤试验段,且堤体稳定时间也大大短于抛石挤淤施工試验段。
3、结语
参建各方应充分意识到防波堤抵抗风浪、涌浪的特性与长期性,意识到防波堤施工的艰巨性,在工程开工前就应认真策划,从各方面共同努力,特别是对防波堤施工过程中的稳定性分析尤为重要,必要时可采用设置施工试验段的方式检验施工方法可行性,在得到充分论证和试验支持后,才能确保工程建设的顺利进展及施工完成后的稳定性。