張 偉
(江蘇省宿遷市航道管理處,江蘇 宿遷 223800)
護岸基礎處理質(zhì)量通病成因分析與防治方法
張 偉
(江蘇省宿遷市航道管理處,江蘇 宿遷 223800)
文章首先分析護岸基礎處理質(zhì)量通病的成因及防治方法,在此基礎上,研究相關工程案例,期望可以為同類工程提供借鑒參考。
護岸;基礎;質(zhì)量通??;防治
1.1 質(zhì)量通病的成因分析
護岸的基礎是其自身作用得以充分發(fā)揮的根本保障,如果基礎存在質(zhì)量問題,則會影響護岸的穩(wěn)定性,其作用的發(fā)揮也會受到一定的阻礙,為此,確保護岸基礎處理的質(zhì)量顯得尤為重要。然而受到各種因素的制約,使得護岸基礎處理時常常會出現(xiàn)一些質(zhì)量通病,較為典型且普遍的有以下幾種情況:①在護岸土方開挖施工的過程中,土體喪失平衡性向下滑動;②護坡底層基礎出現(xiàn)不均勻沉降問題,致使坡面凹陷;③駁岸坍塌,或是局部出現(xiàn)損壞。造成上述質(zhì)量通病的具體原因如下:
(1)性質(zhì)比較特殊的軟土地基,如地下水含量豐富、淤泥質(zhì)土含量高、承載力低等,在這樣的土層上進行土方開挖,可能會因為開挖速度較快、邊坡較陡或是擾動較大等情況,導致土體本身的平衡性喪失,產(chǎn)生滑動或是流動的現(xiàn)象。在地下水比較豐富且透水性強的砂性土層上開挖土方,也可能由于排水不到位,引起土體失衡。
(2)當土體失去穩(wěn)定性之后,便會出現(xiàn)滑動,由此會產(chǎn)生出坡面,具體包括邊坡超挖需要回填的坡面;應進行填筑的邊坡未進行有效夯實導致土坡沉降不均。
(3)由于國內(nèi)大部分重力型直立式護岸采用砌石圬工結構,該結構較為突出的特點是墻體斷面的尺寸較大,自重也比較大,若是承載力不足的軟基處理不當,會形成不均勻沉降,由此可能會造成駁岸坍塌。
1.2 防治方法
針對護岸基礎處理的質(zhì)量通病,可采取如下方法進行防治:
(1)結合工程確定地基處理方案。在處理護岸工程的地基過程中,常用的方案有樁基、換填、拋石、擴大基礎斷面等,通過上述方法均可以達到提高軟弱地基土體承載力的目的。為避免地基質(zhì)量通病的產(chǎn)生,應當結合工程選取最適宜的地基處理方案。如駁岸墻體的高度適中且基礎挖深較淺的地段,可以采用木質(zhì)群樁擠密土體的方法來提高地基的承載力;若是墻體較高,或是軟土基層較厚的地段,則可采用水泥攪拌樁。
(2)選取適宜的坡度。計算護岸基礎工程邊坡穩(wěn)定性時,設計人員習慣采用總應力法。主要的計算參數(shù)有基坑地面以下的截止深度、滑裂面搜索步長、土條寬度、放坡系數(shù)、各級坡度、臺階寬度等。通常情況下,計算斷面應當選取最不利的斷面,普通粘土的坡度可以控制在1∶1.5~1∶2.0,砂性土的坡度則可控制在1:2~1∶3。當開挖段的高度>5m時,必須設置二級減載平臺[1]。
(3)合理選擇岸線。選擇岸線時,應當使護岸建設在穩(wěn)定的灘岸上,盡可能避開曾經(jīng)出現(xiàn)過滑坡問題的河床或是岸坡較陡的特殊地段。若是條件允許,則可選擇退堤,從而確保岸線順暢,不可存在折線或是急彎。
(4)監(jiān)測邊坡變形情況進行。為確保護岸基礎處理中邊坡結構的整體穩(wěn)定性,除了要控制好護岸墻后的填土速率之外,還應當加強工程質(zhì)量控制,在填筑土方的過程中做好邊坡變形的監(jiān)測工作,具體要點如下:①可將地基土體深層側向位移的監(jiān)測點設置在穿過軟弱土層深度≮6.0m的位置處,各個測點之間的豎向間距應當控制在0.5m以內(nèi);②在軟弱土層當中,孔隙水壓力的監(jiān)測點布設間距應當控制在2.5m以內(nèi),每層軟土當中布設的測點不得少于2個;③在首級加荷期間,每間隔3d必須進行一次觀測,做好觀測記錄。后級加荷期間,可按照前期監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化情況調(diào)整觀測頻率;④相關規(guī)范對加載的控制標準進行了明確規(guī)定,即最大沉降量≤10mm/d,最大水平位移≤3mm/d,孔隙水壓力的控制標準≤0.5。具體的監(jiān)測中,若是發(fā)現(xiàn)與規(guī)范不符的情況,必須及時查明原因并解決處理;⑤每次測量完成之后,詳細記錄和整理觀測數(shù)據(jù)進行,提供準確的測量時間、沉降量以及水平位移匯總表,并以此為依據(jù)回執(zhí)相關的過程曲線,進而分析加荷過程中地基的穩(wěn)定情況。此外,要加強對監(jiān)測儀器設備的保護,以此來確保監(jiān)測結果的準確性和完整性[2]。
2.1 工程概況
某護岸工程于2007年建成并正式投入使用,鑒于當時該護岸下游段基礎位置處存在流沙,經(jīng)過研究后,決定采用沉井基礎進行建設施工。整個施工過程在水下進行作業(yè),從而導致了部分沉管之間的縫隙未能完全密封。同時該段河床下切較沉,檢查過程中發(fā)現(xiàn)河底比沉管底部約低0.5~1.0m。隨著基礎的逐年掏刷,沉管出現(xiàn)了一定的傾斜問題,其底部基本已經(jīng)處于懸空狀況,管內(nèi)已經(jīng)沒有填充料,上部基礎出現(xiàn)外移下沉,并與護岸坡腳形成了裂縫,由此造成了護岸坍塌。在汛期來臨前,當?shù)赜嘘P部門在檢查過程中發(fā)現(xiàn)該護岸存在問題。經(jīng)過現(xiàn)場詳勘,最終獲得的詳細情況為沉井管基礎掏刷傾斜的斷續(xù)長度約為80m,其上部基礎的下沉量約為5.0cm,外移的幅度大約在30~50cm,護坡被掏空的實際長度在45m左右,其中沉陷的長度約為25m,寬度在1.5m左右。
2.2 處置方案的選擇
通過對該護岸基礎坍塌的情況進行研究分析,并對拋石護基、膜袋水泥土護基等處置方案進行技術、經(jīng)濟性比較,膜袋水泥土護基在技術的完善性方面和經(jīng)濟的合理性方面均優(yōu)于其它方案,最終選定該方案對護岸基礎問題進行處置。
2.3 處置技術要點
工程選定膜袋水泥土護基的方案處理護岸基礎坍塌問題。先用裝有10%左右水泥土的編織袋進行鋪底,底部的寬度和高度可以按照河底與基礎頂部的高度差進行確定。這一高度差大約在1.0~1.5m,因此坡度比確定為1∶1,該護坡護至基礎頂部高程以下0.3m的位置處,然后用4.0m寬與基礎整治長度相符的膜袋,以注漿泵灌注的方式向袋中灌入10%的粘土水泥漿,使膜袋的平均厚度達到25cm左右,以此來作為護面。當頂部高達到基礎頂部高程后,用裝有10%水泥土的編織袋平行擺放一行,以此作為膜袋的壓頂。上述工作完畢之后,從護岸坡腳的位置處開挖豎井,采用抽砂泵抽取砂子對基礎被掏空的部分進行填充。鑒于水砂本身具有較強的流動性,故此能夠使經(jīng)過的縫隙被填充密實。具體的處置技術要點如下:①為確保膜袋的耐久性,材料選用聚丙烯土工布,制作膜袋的過程中必須保證制作規(guī)范,質(zhì)量合格,同時綁扎點及邊縫位置處均應當牢固。這樣能夠防治水泥土漿液灌注壓力過大使膜袋發(fā)生損壞;②選擇粘土或是粉土,選好的土要過篩處理,然后與水泥進行拌合。水泥選用普通硅酸鹽水泥,它與土體可以進行較好地凝固。水泥粘土漿液的灌入比應當大于灌漿的漿液比重,并盡可能控制在2.0以上;在水泥粘土漿液拌制的過程中,可不加外加劑,而是在灌漿管的出口處點入。除了能夠使?jié){體在管路當中的沉淀有所減小之外,還可使?jié){體進入膜袋后注入漿體,從而保證了漿體在膜袋內(nèi)能快速地析出水分達到固結效果;④施工前對水泥土的配合比進行試驗,借此確定最佳水泥摻入量,通過3d的強度試驗,本工程最終選定的水泥摻入比為10%。
2.4 處置效果分析
膜袋水泥土護基的施工工藝較為簡單,主要原材料均可通過就地取材的方式獲得,工程造價較低。同時膜袋護面的整體面積較大,能夠將該護岸基礎的坍塌懸空段全部封閉,由此達到預計中的處置效果。
綜上所述,護岸是航道整治工程中重要的組成部分,為使護岸的作用得以充分發(fā)揮,必須保證其整體質(zhì)量。受到一些因素的影響和制約,使得護岸基礎處理中常常會出現(xiàn)各種質(zhì)量通病,這在一定程度上影響了護岸的質(zhì)量及其作用的發(fā)揮。為此,必須對質(zhì)量通病進行分析,并采取有效的方法和措施進行防治,以此來確保護岸的安全性和穩(wěn)定性。
[1]陳明填.海造地內(nèi)灣護岸工程軟土地基沉降分析及可靠度研究[D].中南大學.2014.
[2]姜波.淺談新疆阿合奇縣吾曲防洪護岸工程基礎形式選擇[J].甘肅水利水電技術,2014,(1):19-21.
U617.8
A
2096-2789(2016)12-0194-02
張偉(1981-),男,江蘇宿遷人,研究方向:工程管理、航道相關。