欧阳研研　邬家琪（上海港湾工程质量检测有限公司，上海　201315）



袋装砂筑堤龙口合龙过程及沉降位移监测数据分析

欧阳研研邬家琪
（上海港湾工程质量检测有限公司，上海201315）

摘要：结合乐清湾港区沿海堤坝工程概况，通过埋设原位观测仪器，对龙口合龙施工实施动态跟踪监测，详细分析了龙口合龙后位移沉降数据，指出施工加载48 h后，位移速率收敛明显，满足设计控制标准。

关键词：龙口合龙，位移，沉降速率，监测数据

龙口合龙是以施工措施阻断堤坝内外水流交换通道，使堤坝形成一体从而在堤坝一侧形成封闭区域，龙口的施工往往也是整个堤坝施工后期的重要关键点，龙口合龙施工时间较短，施工过程较快，对于超软地基袋装砂筑堤其结构稳定性不能完全依靠理论计算，因为其假设条件与现场工程条件存在偏差。例如对于太沙基一维固结理论来说，其假设条件土是均质、各向均性且完全饱和的，土层压缩和水的渗流都是一维的，在渗透固结中渗透系数k和压缩系数a都是常数。但在围堤施工加载过程中土体已经发生了变形，土的物理性指标发生了变化。根据沉降位移监测数据，更好的控制加载速率，保证龙口稳定性及施工进度，进一步合理安排工期，同时验证有关设计参数。

1　乐清湾港区沿海堤坝工程及2号龙口概况

本工程位于乐清湾中北部长尾山—鹅头湾之间的海域，东部与玉环县隔海相望。围堤地基系软弱淤泥，厚度为30 m～40 m，土体含水量高、孔隙比大、地基承载力低。该项目主要包括正堤和隔堤。隔堤分为1号隔堤和2号隔堤。1号隔堤、正堤桩号K1 +390～K3 +257以及2号隔堤围成B围区，面积为167.75万m2，B围区设一个龙口，称2号龙口。2号龙口设计要求设置在正堤桩号K2 +125～K2 +375之间，龙口宽度为250 m，龙口底面高程0.00 m（国家85高程基准，以下相同）。

2　龙口合龙施工及监测控制

2.1龙口施工状况

2号龙口起围高程约- 5.5 m，底部结构从下至上为两层砂被、排水板、七层通长袋及通长袋装砂棱体，形成时间为2011年8月份，合龙断流时间定为2012年1月3日，考虑到合龙时沉降因素，底面高程控制在+1.00 m，底面宽度控制在230 m，两侧按1∶3放坡。龙口合龙施工采用通长棱体结构形式，方法为立堵和平堵相结合，合龙施工时，待潮水退至人工可以进入工作作业面，首先对挡水棱体进行充砂，实现断流施工。然后，按班组铺设袋体和充砂施工，袋体长度以垂直堤轴线方向铺设。袋体一层一层铺设，棱体一层一层加高，龙口同步上升，龙口封堵高度必须大于第二天最高潮位，并且留有500 mm以上的富有量，考虑到充填损失及富裕系数，用砂量以1∶2.5备砂，通长袋以1∶2备料。

2.2监测控制

龙口位于正堤桩号K2 + 125～K2 + 375之间，设计为两个观测断面，包含完整观测断面和部分观测断面，具体编号为K2 +225（完整断面）和K2 +325（部分断面）。为了能科学准确监测龙口断面稳定性变化及进一步指导施工，根据规范及设计要求在K2 + 225断面内外侧布置深层水平位移2组，在K2 +325断面外侧（靠海一侧）布置深层水平位移1组，埋设高程为+4.0 m～-36.0 m。沉降测点2个，布置在中轴线上，孔压和分层各1个组，埋设高程为-7.0 m～-35.0 m。

3　监测数据分析

3.1表层沉降观测

以合龙断流至2013年1月23日为观测周期，观测数据见表1（引用月底统计数据）。

表1　龙口断面沉降点观测数据表

监测数据显示，K2 + 225和K2 + 325断面总沉降量分别为2 341 mm和2 310 mm，两个断面沉降量相比差别不大，未发生明显不均匀沉降。由图1可以看出，土体在前期袋装砂加载施工阶段沉降较快，最大沉降速率为71.0 mm/d，主要是由于龙口合龙前下卧层为欠固结软弱淤泥质土，上部受到的压力较小，固结缓慢，合龙后上部加载较快，压力突然增大，土体在塑排板的作用下发生超固结，压缩量增大，沉降明显。加载停止恒载后，沉降速率明显减小，地基稳定性较好，基本满足控制标准。

图1　表层沉降速率变化趋势图

3.2深层水平位移观测

深层土体水平位移观测是观测土层在填筑荷载作用下的侧向变位情况（移动方向、速率及发展趋势），判定围堤是否稳定。本龙口深层土体水平位移测点初始读数日期分别为2012年1月7日和1月9日，选取外侧两测点进行数据分析，观测时间周期截止到2013年1月23日，具体数据见表2。由于测斜数据上下部分位移趋势正负值（围堤外侧和内侧方向）明显，故分开统计。

表2　龙口断面深层土体位移观测数据表

深层土体水平位移发展趋势图见图2和图3。

图2　K2+225断面外侧深层土体水平位移随时间变化曲线图

图3　K2+325断面深层土体水平位移随时间变化曲线图

表2监测数据显示K2 + 225测点向围堤外侧位移累计值为117.1 mm，深度位置为-13.0 m标高，向围堤内侧位移累计值为222.3 mm，深度位置为+3.0 m标高；K2 +325测点向围堤外侧位移累计值为199.7 mm，深度位置为-13.0 m标高，向围堤内侧位移累计值为163.9 mm。土体位移较大速率均发生在各阶段袋装砂初始加载期间，K2 + 225测点较大位移速率为24.0 mm/d，17.0 mm/d，13.6 mm/d；K2 +325测点较大位移速率为16.1 mm/d，15.7 mm/d，14.0 mm/d，地基稳定性良好。结合日报监测数据显示，一般在加载48 h后深层土体位移速率明显收敛，位移速率在1.0 mm/d～2.0 mm/d且位移方向呈现反复式。分析原因是围堤受到潮位影响，位移方向与潮涨潮落呈现对应关系，即：

1）高潮汛时，龙口断面以及整个围堤位移方向朝向陆域一侧位移。

2）低潮汛时，龙口断面及整个围堤位移方向朝向海域一侧位移。因此施工时控制加载速率时还要考虑潮位对围堤地基稳定性的影响，尤其是天文大潮汛时期。

从发展曲线图2和图3可以看出，断面位置两个测点土体位移趋势相吻合，基本在-6.0 m标高以上土体位移方向为朝向陆域，-6.0 m标高以下位移方向为朝向海侧。分析原因是龙口合龙时外侧抛石，一方面起到压载作用，增加此断面的稳定性，另一方面在高潮汛时减弱潮水对断面的冲刷，利于龙口保护施工。由于围堤内侧没有抛石镇脚，外侧抛石作用于砂棱体产生一定的抛石挤淤，进而对龙口断面产生一定的挤压，后续监测数据显示龙口断面地基稳定性良好。

4　结语

从乐清湾港区北部区域沿海堤坝工程来看，采用袋装砂通长袋以立堵和平堵结合的方式进行龙口合龙施工快捷又安全，施工质量得以控制。但是由于土的性质极其复杂，尤其是对于乐清湾地区这种超细颗粒淤泥质土，力学性质较差，仅仅依靠设计理论是不够的，应该与现场监测数据紧密结合，监测数据是保障施工过程中龙口安全与否的重要依据，两者应相互校验进一步指导后续施工。

从表层沉降及深层水平位移监测数据来看，龙口合龙初阶段数据变化较大，但地基基本稳定，监测显示一般在加载48 h后，位移速率收敛明显，满足设计控制标准，故在不影响工期的前提下应进行薄层轮加，保证施工安全可控。

参考文献：

［1］中交上海航道勘察设计研究院有限公司.乐清湾港区北部区域沿海堤坝工程《施工图设计说明及施工技术要求》［Z］.2010.

［2］上海港湾工程质量检测有限公司.乐清湾港区北部区域沿海堤坝工程监测报告［R］.2013.

［3］龚晓楠.地基处理手册［M］.第3版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

Analysis on pocketed-sand embankment dike closure process and subsidence displacement monitoring data

Ouyang Yanyan Wu Jiaqi
（Shanghai Harbor Engineering Quality Detection Co.，Ltd，Shanghai 201315，China）

Abstract：Combining with Leqingwan coast dam engineering conditions，through embedding original-position detecting instrument，the paper carries out dynamic following monitoring for dick closure construction process，specifically analyzes displacement subsidence value after the dike closure，finally points out that：after loading 48 h，the displacement speed convergence is obvious，which meets designed controlling standards.

Key words：dike closure，displacement，subsidence speed，monitoring data

中图分类号：TU745

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）06-0101-02

收稿日期：2015-12-11

作者简介：欧阳研研（1987-），男，助理工程师；邬家琪（1988-），男，助理工程师