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摘要：在海滩和浅地下水区域，基坑围堰需要抵抗海浪和动水的冲刷，消除破浪力能量，海滩区域且地下水位浅，渗流大，基坑积水严重，施工排水亦是一项重要和艰难的任务，本项目是陆域建造码头进行基础处理一种值得借鉴的施工方法。
关键词：码头工程 开挖 深基坑
Abstract:In the low water level and near sea area,The cofferdam must have the function for resisting the wave and dissipation of energy.the foundation ditch collects a lot of water due to the seepage at low water level and near sea area ,so the draining water is a heavy and inportant task. This work method of foundation for jetty construction on the land affords the lessons for the others project.
Key words: deep foundation pit excavation Wharf Engineering
中图分类号： [U653.5] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
引言：在地下水位浅、近海滩的陆域上进行深基础施工的过程中，如何进行排水和边坡支护并实现陆地基础施工的条件是港工工作者必须考虑的，在基坑开挖施工的过程中，一般根据坡比，剪应力，土体抗剪强度，空隙水应力等因素相互作用和影响来制定施工方法，精简施工工序，提高施工效率。另外，还需要对经济情况、工期的影响进行分析。
项目概况
项目位于北苏门答腊西海岸Nangroe Aceh Darussalam 省Nagan Raya 区Kuala 乡SuakPuntong 村,在Nangroe Aceh Darussalam 省会Banda Aceh 东南约175 km。地理坐标是位于南纬04°06’23.9”和东经96°11’50.14”处。
工程地质与环境条件
2.1.数据条件
(1) 设计温度 30℃
(2) 设计风速 32.0 m/s
(3) 工程地质
本工程勘探深度内所揭示的地层，主要由腐殖土、粉细砂、粘性土等组成。
(4) 风载
设计风载计算将参照ANSI-A58.1 款或“印尼Peraturan Muatan(印尼标准)”。
(5) 海水温度
设计点 30℃
(6) 海潮
高潮位 (HWL) +1.5 m
均潮位 (MSL) +0 m
低潮位 (LWL) -1.6 m
(7) 现有平均地面标高 ▽+2.5 m（平均海平面以上）
3.施工顺序和方法
码头护岸土方开挖及护岸理砌的工程量分别为：土方开挖90100m3，土工布及200mm垫层铺设分别为21535m2，3592 m3，理砌40-60kg，400-600kg两种规格块石合计30710m3。
3.1围堰
在码头港池前段东西防波堤之间使用30条15×5×2.5m的geotube管袋做一道临时破浪挡浪的围堰，后侧用海沙分层填筑成一道挡水防渗的土石围堰。待护岸块石理砌完成后，拆除该围堰，恢复原貌。
3.2 现场布置
将整个护岸以码头的22轴侧为边界线，将施工区分为A,B两区（如图1所示），其中22轴东侧为A区，西侧为B区。施工道路布设在取水口区域，从地面到基坑底部形成一个宽5m的临时道路。砂泵排水站设立在B区靠近取水口的位置，采用钢管桩焊接成船体作为浮船，配备两台NSQ300-20-37型砂泵，在取水明渠的西侧布置发电机配电房，安置一台75kw的发电机为泵站提供动力，防波堤与排水明渠之间的空地作为设备停放场地和仓库区。
图1 护岸开挖分区图
3.3施工方法
3.3.1土方开挖
第一阶段开挖高程为▽-4.0m，首先开挖区域为A区，待砂泵将施工面的水抽干，露出陆面后，即用4台挖机在A区平行开挖，边开挖变将海沙外翻，同时在取水口区域做一个临时施工道路，供自卸汽车运输块石到A区的抛理工作面。
第二阶段开挖为三台挖机在码头的钢管桩之间开挖，码头前方第二梯队的挖机将前方的土方外翻，第三排挖机在围堰上作业，进行接力外翻该部分土方，将外侧沙围堰加宽加厚。
第三阶段为码头平台前后同步开挖，码头前方A区开挖至设计高程▽-9.7m，形成坡比为1:3的梯形断面基坑，码头后方开挖至设计高程▽-1.6m。同时加强围堰坡脚措施，防止流沙。
A区开挖完毕后，开始自东向西进行B区的开挖，开挖次序与A区相同。
3.3.2 理砌
基底高程测量验收通过后，开始自下而上的抛理石块，钳机理砌，人工配合从高程▽-9.7m理砌至▽-1.6m上阶坡6m平台。
对于陆地上的至高程▽+4.5m的理砌可采用先堆积，后理面的方式进行。
4．护岸施工的重点和难点
4.1．难点分析
难点一：
由于本工程属于陆地上修建码头，在开始护岸施工前，码头桩基以及上部的桩台和面板及港机安装已经施工完毕，设计护岸底部开挖高程▽-9.7m，原始地面高程▽+2.5m，基坑净深度为12.2m，属于深基坑小边坡范畴，假设无防护快速开挖，势必由于土壤侧压力的原因而导致码头侧滑失稳，存在着极大安全隐患。
难点二：
由于本地区地下水位浅，为▽-2.0m左右，且基坑距离印度洋很近，距离为75m ，基坑深度大，基坑面积为6552.6m2，排水任务繁重。
难点三：
码头平台顶部的高程▽+4.0m，实际地面标高▽+2.5 m，码头与地面的净高度为1.5m，码头下部的作业空间有限，需要重点考虑码头本体的安全防护。
综合上述，本次护岸施工的重点和难点为施工排水和码头的安全防护。
5.针对施工难点的技术措施
5.1坡脚稳定处理和预防码头失稳措施
对于上述的难点一，由于其基坑深度大，作业面有限，若坡面过陡，开挖边坡容易塌方，若过缓，开挖工作量增加。又因在开挖到地下水位以下的时候，地下水会自然冒出，基坑内积水，随着抽水的作业，周围的渗水也不断冒出。当基坑内部水位低于基坑外的水位时，基坑内周围的渗水压力大于颗粒的悬浮容重时，沙颗粒失去稳定，随水流一起流动，形成动态流沙，坡脚极易松散塌陷。通常为了防止该情况，多采用帷幕灌浆或者打钢板桩围堰等阻渗法来施工，但是结合当地的实际环境条件，采用阻渗法的技术难度大，施工成本高，难以使用。因此在选用合适的坡度基础上，根据“约束表层动沙颗粒，强迫水流淅出”的思想，制定的方法如下：
尽量使外海侧的坡面放缓，坡度选用1:3-1:6之间，分级放坡，防止坡面整体的塌滑。
在沙土表面铺2cm的碎石，约束每个小区域的沙粒，从而过滤沙颗粒，而水流淅出。
在坡脚打6m的土工木桩，支撑坡根，在坡中间也增设木桩，防止坡面分段塌方。
在土工木桩的外側码放40-60kg的沙袋，防止局部透出的沙流下。
同时，在开挖到▽-4.0m高程的时候，采用，码头前后同时开挖，以减少码头前
方的土壤侧压力，避免由于单侧的土壤侧压力过大而导致码头侧移。
5.施工速度要加快，挖一段 ，快速理砌一段。
5.2． 基坑渗水量计算和机械配备
假设本工程的渗流为均匀沙土中的均匀渗流，故可选用达西定律进行计算，公式如下：
Q渗=K×A×J
其中：
----K:反应土壤透水性的渗透系数，根据水力学表12.1 各种土壤的渗透系数值，取用1.3m/day；
----A:渗透面积，有设计图纸计算得渗透面积为6552.6m2；
----J:水力坡降,取水力坡降为1；
Q渗=1.3×6552.6×1=8518.4m3
表1 砂泵性能参数表
若选用2台NSQ300-20-37砂泵进行抽水，查表1 砂泵性能参数表知，单台工作平均效率为300m3/h,每日的抽水量Q排=300×24×2=14400m3.
由于Q渗 5.3.码头平台底部施工
码头底部施工由于钢管桩矗立，犬牙交错，若过早开始开挖，挖掘机等机械设备容易破坏码头的混凝土结构，假设使用人工开挖理砌，进度缓慢，将影响到取水口进水的节点目标。因此码头底部的土方需要分两步并上下同时进行开挖。第一步:开挖到▽-4.0m高程时，挖机有了足够的作业空间，可分轴掏挖底部的土方。第二步：码头前侧开挖到设计高程▽-9.7m时，对码头底部的土方进行收坡，既可以平衡土方，还可以使用机械作业，极大的提高了效率。
在施工期间，为了保护钢管桩免受损坏，在机械作业期间，可采用土工布包裹钢管桩进行防护。
6.结论：
根据施工前的详细计算和论证，在开挖过程中加强监控管理，有效的解决了深基坑排水问题，并成功预防了码头侧滑和边坡塌方的出现，从而取得了工期和经济上的效益。
工期方面：护岸施工计划工期为90天，护岸施工实际开工时间为2012年5月23日，于2012年8月10日完成护岸石块理砌施工，历时79天，提前完成了施工，确保了项目部取水口于9月初进水的节点目标的实现。
经济方面：由于本施工方法创造了陆地施工的条件，规避了海上作业，节约了施工船舶等较为昂贵的设备，并且加快了施工进度，为项目取得了较为客观的经济效益。
施工前的讨论充分，估计全面，采取富针对性有的措施，是顺利施工进行和保证完成任务的前提条件。另一方面，实践反过来进一步证实了按照该措施方案进行施工是成功的，是经得住实践检验的。护岸的施工的顺利完成，不仅保证了电厂的进度目标，安全目标，而且节约了成本。此工程的意义在于，不仅为以后在自然地理条件不具备的情况下建设陆域码头提供了经验积累，而且为类似的项目施工树立了成功典范。
参考文献：
钱家欢（1988）土力学土坡稳定性分析 河海大学出版社。
杨万涛 丁莉（2002）水利水电施工手册 边坡处理工程中国电力出版社
施国道 主编（1994） 港口工程施工手册 高桩码头 人民交通出版社
中交水运规划设计院（2001）港口与航道设计施工规范 斜坡式护岸施工 中华人民共和國交通部
关键词：码头工程 开挖 深基坑
Abstract:In the low water level and near sea area,The cofferdam must have the function for resisting the wave and dissipation of energy.the foundation ditch collects a lot of water due to the seepage at low water level and near sea area ,so the draining water is a heavy and inportant task. This work method of foundation for jetty construction on the land affords the lessons for the others project.
Key words: deep foundation pit excavation Wharf Engineering
中图分类号： [U653.5] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
引言：在地下水位浅、近海滩的陆域上进行深基础施工的过程中，如何进行排水和边坡支护并实现陆地基础施工的条件是港工工作者必须考虑的，在基坑开挖施工的过程中，一般根据坡比，剪应力，土体抗剪强度，空隙水应力等因素相互作用和影响来制定施工方法，精简施工工序，提高施工效率。另外，还需要对经济情况、工期的影响进行分析。
项目概况
项目位于北苏门答腊西海岸Nangroe Aceh Darussalam 省Nagan Raya 区Kuala 乡SuakPuntong 村,在Nangroe Aceh Darussalam 省会Banda Aceh 东南约175 km。地理坐标是位于南纬04°06’23.9”和东经96°11’50.14”处。
工程地质与环境条件
2.1.数据条件
(1) 设计温度 30℃
(2) 设计风速 32.0 m/s
(3) 工程地质
本工程勘探深度内所揭示的地层，主要由腐殖土、粉细砂、粘性土等组成。
(4) 风载
设计风载计算将参照ANSI-A58.1 款或“印尼Peraturan Muatan(印尼标准)”。
(5) 海水温度
设计点 30℃
(6) 海潮
高潮位 (HWL) +1.5 m
均潮位 (MSL) +0 m
低潮位 (LWL) -1.6 m
(7) 现有平均地面标高 ▽+2.5 m（平均海平面以上）
3.施工顺序和方法
码头护岸土方开挖及护岸理砌的工程量分别为：土方开挖90100m3，土工布及200mm垫层铺设分别为21535m2，3592 m3，理砌40-60kg，400-600kg两种规格块石合计30710m3。
3.1围堰
在码头港池前段东西防波堤之间使用30条15×5×2.5m的geotube管袋做一道临时破浪挡浪的围堰，后侧用海沙分层填筑成一道挡水防渗的土石围堰。待护岸块石理砌完成后，拆除该围堰，恢复原貌。
3.2 现场布置
将整个护岸以码头的22轴侧为边界线，将施工区分为A,B两区（如图1所示），其中22轴东侧为A区，西侧为B区。施工道路布设在取水口区域，从地面到基坑底部形成一个宽5m的临时道路。砂泵排水站设立在B区靠近取水口的位置，采用钢管桩焊接成船体作为浮船，配备两台NSQ300-20-37型砂泵，在取水明渠的西侧布置发电机配电房，安置一台75kw的发电机为泵站提供动力，防波堤与排水明渠之间的空地作为设备停放场地和仓库区。
图1 护岸开挖分区图
3.3施工方法
3.3.1土方开挖
第一阶段开挖高程为▽-4.0m，首先开挖区域为A区，待砂泵将施工面的水抽干，露出陆面后，即用4台挖机在A区平行开挖，边开挖变将海沙外翻，同时在取水口区域做一个临时施工道路，供自卸汽车运输块石到A区的抛理工作面。
第二阶段开挖为三台挖机在码头的钢管桩之间开挖，码头前方第二梯队的挖机将前方的土方外翻，第三排挖机在围堰上作业，进行接力外翻该部分土方，将外侧沙围堰加宽加厚。
第三阶段为码头平台前后同步开挖，码头前方A区开挖至设计高程▽-9.7m，形成坡比为1:3的梯形断面基坑，码头后方开挖至设计高程▽-1.6m。同时加强围堰坡脚措施，防止流沙。
A区开挖完毕后，开始自东向西进行B区的开挖，开挖次序与A区相同。
3.3.2 理砌
基底高程测量验收通过后，开始自下而上的抛理石块，钳机理砌，人工配合从高程▽-9.7m理砌至▽-1.6m上阶坡6m平台。
对于陆地上的至高程▽+4.5m的理砌可采用先堆积，后理面的方式进行。
4．护岸施工的重点和难点
4.1．难点分析
难点一：
由于本工程属于陆地上修建码头，在开始护岸施工前，码头桩基以及上部的桩台和面板及港机安装已经施工完毕，设计护岸底部开挖高程▽-9.7m，原始地面高程▽+2.5m，基坑净深度为12.2m，属于深基坑小边坡范畴，假设无防护快速开挖，势必由于土壤侧压力的原因而导致码头侧滑失稳，存在着极大安全隐患。
难点二：
由于本地区地下水位浅，为▽-2.0m左右，且基坑距离印度洋很近，距离为75m ，基坑深度大，基坑面积为6552.6m2，排水任务繁重。
难点三：
码头平台顶部的高程▽+4.0m，实际地面标高▽+2.5 m，码头与地面的净高度为1.5m，码头下部的作业空间有限，需要重点考虑码头本体的安全防护。
综合上述，本次护岸施工的重点和难点为施工排水和码头的安全防护。
5.针对施工难点的技术措施
5.1坡脚稳定处理和预防码头失稳措施
对于上述的难点一，由于其基坑深度大，作业面有限，若坡面过陡，开挖边坡容易塌方，若过缓，开挖工作量增加。又因在开挖到地下水位以下的时候，地下水会自然冒出，基坑内积水，随着抽水的作业，周围的渗水也不断冒出。当基坑内部水位低于基坑外的水位时，基坑内周围的渗水压力大于颗粒的悬浮容重时，沙颗粒失去稳定，随水流一起流动，形成动态流沙，坡脚极易松散塌陷。通常为了防止该情况，多采用帷幕灌浆或者打钢板桩围堰等阻渗法来施工，但是结合当地的实际环境条件，采用阻渗法的技术难度大，施工成本高，难以使用。因此在选用合适的坡度基础上，根据“约束表层动沙颗粒，强迫水流淅出”的思想，制定的方法如下：
尽量使外海侧的坡面放缓，坡度选用1:3-1:6之间，分级放坡，防止坡面整体的塌滑。
在沙土表面铺2cm的碎石，约束每个小区域的沙粒，从而过滤沙颗粒，而水流淅出。
在坡脚打6m的土工木桩，支撑坡根，在坡中间也增设木桩，防止坡面分段塌方。
在土工木桩的外側码放40-60kg的沙袋，防止局部透出的沙流下。
同时，在开挖到▽-4.0m高程的时候，采用，码头前后同时开挖，以减少码头前
方的土壤侧压力，避免由于单侧的土壤侧压力过大而导致码头侧移。
5.施工速度要加快，挖一段 ，快速理砌一段。
5.2． 基坑渗水量计算和机械配备
假设本工程的渗流为均匀沙土中的均匀渗流，故可选用达西定律进行计算，公式如下：
Q渗=K×A×J
其中：
----K:反应土壤透水性的渗透系数，根据水力学表12.1 各种土壤的渗透系数值，取用1.3m/day；
----A:渗透面积，有设计图纸计算得渗透面积为6552.6m2；
----J:水力坡降,取水力坡降为1；
Q渗=1.3×6552.6×1=8518.4m3
表1 砂泵性能参数表
若选用2台NSQ300-20-37砂泵进行抽水，查表1 砂泵性能参数表知，单台工作平均效率为300m3/h,每日的抽水量Q排=300×24×2=14400m3.
由于Q渗
码头底部施工由于钢管桩矗立，犬牙交错，若过早开始开挖，挖掘机等机械设备容易破坏码头的混凝土结构，假设使用人工开挖理砌，进度缓慢，将影响到取水口进水的节点目标。因此码头底部的土方需要分两步并上下同时进行开挖。第一步:开挖到▽-4.0m高程时，挖机有了足够的作业空间，可分轴掏挖底部的土方。第二步：码头前侧开挖到设计高程▽-9.7m时，对码头底部的土方进行收坡，既可以平衡土方，还可以使用机械作业，极大的提高了效率。
在施工期间，为了保护钢管桩免受损坏，在机械作业期间，可采用土工布包裹钢管桩进行防护。
6.结论：
根据施工前的详细计算和论证，在开挖过程中加强监控管理，有效的解决了深基坑排水问题，并成功预防了码头侧滑和边坡塌方的出现，从而取得了工期和经济上的效益。
工期方面：护岸施工计划工期为90天，护岸施工实际开工时间为2012年5月23日，于2012年8月10日完成护岸石块理砌施工，历时79天，提前完成了施工，确保了项目部取水口于9月初进水的节点目标的实现。
经济方面：由于本施工方法创造了陆地施工的条件，规避了海上作业，节约了施工船舶等较为昂贵的设备，并且加快了施工进度，为项目取得了较为客观的经济效益。
施工前的讨论充分，估计全面，采取富针对性有的措施，是顺利施工进行和保证完成任务的前提条件。另一方面，实践反过来进一步证实了按照该措施方案进行施工是成功的，是经得住实践检验的。护岸的施工的顺利完成，不仅保证了电厂的进度目标，安全目标，而且节约了成本。此工程的意义在于，不仅为以后在自然地理条件不具备的情况下建设陆域码头提供了经验积累，而且为类似的项目施工树立了成功典范。
参考文献：
钱家欢（1988）土力学土坡稳定性分析 河海大学出版社。
杨万涛 丁莉（2002）水利水电施工手册 边坡处理工程中国电力出版社
施国道 主编（1994） 港口工程施工手册 高桩码头 人民交通出版社
中交水运规划设计院（2001）港口与航道设计施工规范 斜坡式护岸施工 中华人民共和國交通部