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浅谈棱体后方吹填土处理对码头的影响

2019-11-28

建材发展导向 2019年3期
关键词:棱体滤层抛石

靳 峰

(山东港通工程管理咨询有限公司,山东 烟台 264000)

1 工程概况

某港口项目位于潍坊港中港区港池南岸,地处渤海莱州湾南岸,建设内容包括2个5万吨级通用泊位、港池、航道、陆域形成、工艺、供电、照明、通信、给排水、消防、生产辅助建筑物等配套设施。

陆域吹填土来源于港池航道疏浚土,吹填土主要为粉土、粉质黏土。设计吹填高程为5.0m,吹填区的高程应满足设计要求,完工后吹填平均高程不允许低于设计吹填高程,允许偏差为+0.20m;吹填高程最大偏差±0.30m。

2 地基处理设计及施工工艺

2.1 设计范围

本项目后方堆场地基处理,采用无填料振冲法处理地基。无填料振冲法施工范围为码头后方堆场。为保证码头建筑结构安全,无填料振冲处理区应从距离码头前沿线25.0m起,至码头前沿线后方500.0m范围内。码头前沿线后方25.0m~40.0m范围内振冲深度应按实际情况确定,避免破坏抛石棱体倒滤层。

2.2 施工工艺

2.2.1 工艺流程

施工准备→定标放线→振冲机定位→振动设备检查完好性→下放振冲器至砂面标高→启动水泵→启动振冲器→振动冲孔→匀速下沉至设计标高→留振、分段提升、留振、匀速提升至孔口留振→第一次成孔→依次重复三次后移至下一孔位→重复振冲→效果检测→验收。

2.3 施工过程

(1)振冲点布置、点距排距

根据设计振冲范围及密布效果的要求,振冲点按等边三角形布置成梅花形,振冲点间距重箱堆场区和码头前沿区为2.4m,其他区域为2.6m。

(2)变桩长施工控制

为保证码头建筑结构安全,#20、#21泊位地基处理范围从距离码头前沿线后方25.0m起,地基处理边线后方15.0m范围内地基加固深度为避免破坏抛石棱体倒滤层,根据《地基处理断面图》计算每间隔2.4m的振冲深度。采用两点共振法,由北向南逐排进行振冲,振冲深度为倒滤层设计标高以上1m。

(3) 振冲深度

根据地基处理深度:处理深度10.0m,且达到原海底面以下1.0m的设计要求。通过对下发的海域图进行研究,确定码头前沿线及各个场区的海底面标高,结合吹填高度,确定振冲深度,码头前沿25-40范围内为变桩长区域,根据吹填高度和倒滤层坡比确定振冲深度。

2.4 试验检测

地基处理后各土层承载力特征值,满足相关规范要求。

3 对码头的影响

3.1 施工期间的影响

2016年8月6日,在码头前沿后方40~50米范围,约13:45左右振冲场地突然出现塌陷,地面出现深坑并不断扩大,至14:30左右深坑面积约10*10米。至8月7日早上,出现塌陷位置大坑面积扩大至约25*25米。

3.2 码头生产期间的影响

2018年3月份,经过一次大风大潮后,码头面层大面积积水。码头生产期间发生2处沉陷坑,堆场联锁块面层及水泥稳定级配碎石出现塌陷,吹填土明显流失,未造成人员及机械伤害,但留下安全隐患。

4 原因分析

4.1 后方棱体质量的影响

根据设计文件说明:沉箱后设10~100kg抛石棱体,抛石棱体顶宽9.5m,边坡1:1;棱体外设置800mm厚二片石垫层和1100mm厚碎石倒滤层及400g/m2土工布一层,二片石和碎石倒滤层边坡分别为1:1.25和1:1.5。

墙后抛石棱体应和沉箱安装协调进行,以保证施工期安全。抛石棱体内摩擦角φ≥45°。

根据《重力式码头设计与施工规范》 (JTS2009)规定,棱体抛填前应检查基床和岸坡有无回淤或塌坡,必要时应进行清理。设计及规范未明确抛石棱体含泥量的质量控制,但根据施工经验,应严格控制抛石棱体含泥量,甚至严格控制棱体不含泥。

4.2 倒滤层质量的影响

后方棱体外设二片石及碎石垫层应达到设计及规范要求,铺设厚度及坡度不小于设计及规范要求。倒滤层是防止回填料流失的重要屏障,注意分段、分层厚度施工的搭接,保证其连续性和均匀性,重点控制水下倒滤层铺设质量,允许偏差水上0~+50mm,水下0~+100mm。

4.3 土工布铺设质量的影响

正常施工条件下,土工布铺设质量能够得到有效控制,但吹填土不能及时形成情况下,土工布未达到尽快覆盖,无法保证已铺设土工布的质量,造成土工布长时间裸露老化、后续施工破坏,降低土工布反滤作用。

4.4 吹填土施工的影响

吹填过程中,对码头的填土高度、内外水位、位移和沉降进行观测,码头发生较大变形等危险迹象时,立即停止吹填,并采取有效措施。

4.5 地基处理施工工艺的影响

本工程码头后方堆场是吹填土形成的陆域,采用无填料振冲法地基处理。设计图纸说明为保证码头建筑结构安全,码头前沿线后方25.0m~40.0m范围内振冲深度应按实际情况确定,避免破坏抛石棱体倒滤层。设计对该段变桩长区域并未明确振冲深度,只提出按实际情况确定,不破坏棱体倒滤层为原则。根据施工方案,按振冲深度为倒滤层设计标高以上1m进行控制,该段变桩长施工采用两点共振法,属于振冲施工质量控制的重点和难点,不能破坏棱体倒滤层及土工布。

5 结语

1)码头抛石棱体后方不建议全部采用吹填土形成陆域。从施工现状看,施工单位受施工组织能力、吹泥船工效等因素影响较大,后方吹填土很难短期内形成陆域。即使采用后方吹填土工艺,应考虑到为防止棱体后方土工布裸露时间过长,应增加土工布覆盖保护措施(例如再增加倒滤层进行覆盖)。

2)科学设计抛石棱体后方倒滤层区域的地基处理工艺,不建议全部采用无填料振冲法进行地基处理,不同基础采用不同的地基加固处理。对棱体后方倒滤层区域,可采用换填法加强或分层碾压等工艺进行单独地基处理。

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