◎賀永前 連云港科誼工程建設咨詢有限公司
連云港港徐圩港區(qū)斜坡式結構東防波堤工程施工項目DXP-SG1標段,位于連云港徐圩港區(qū)規(guī)劃東邊界,由現(xiàn)有防汛大堤根部向外海延伸4000m。本工程對天然淤泥地基采用塑料排水板加固,利用堤身分級回填對地基施加預壓后,促使軟土充分排水固結,從而盡可能消除軟土沉降,提高土體的強度,滿足上部堤身的穩(wěn)定和沉降要求。本工程近期具有防浪減淤的雙重功能,對堤內(nèi)建筑物形成掩護條件,同時還需考慮30萬噸原油碼頭油氣管廊地基結合防波堤同步建設,要求充分發(fā)揮防波堤的防護功能,確保油氣管廊的使用安全;遠期防波堤作為港區(qū)永久性邊界建筑,防波堤的設計尺度需與陸域形成結合考慮。
本工程共有塑料排水板4433708m。排水板正方形布置,斷面方向中間44m范圍內(nèi)按1m正方形布置,兩側按1.2m正方形布置,排水板長12m~15m。典型斷面圖如圖1所示。
圖1 排水板斷面圖
(1)天然淤泥厚度平均約為10~15m,最深厚度達17.8m,關鍵是提高排水板的通水性和滲透性,減少排水板的涂抹和井阻效應,使土體充分沉降固結;
(2)油氣管廊通道地基若與東堤同步實施,對地基工后沉降和差異沉降要求高,如何使實際發(fā)生的沉降與理論計算值相符,從而將地基工后沉降較為準確地控制在一定的范圍,需有相對應的措施;
(3)工期要求緊,地基處理又為水上作業(yè),需采取一定措施,在滿足使用前提下,盡可能減少水上工作量,加快成堤進度。
預壓排水固結方案中塑料排水板的材料質(zhì)量直接影響到預壓排水固結的效果??紤]到防波堤處軟土分布情況、水上插板工期、防波堤工后沉降,以及滿足上部設施要求等,為確保加固效果,排水材料采用高性能排水材料。
所謂高性能材料,是指板材在浸水、彎曲變形情況下保持良好的排水性,板芯采用純新聚丙烯塑料原料生產(chǎn),不得采用再生料,齒槽挺直、光滑、通水量大、通水阻力小、抗拉抗撕裂強度大,工程應用中在側壓力作用下的地基沉降彎折扭曲的條件下,仍能保持最大的排水空間和排水能力,減少井阻影響,施工不斷帶。無紡布濾膜要求布質(zhì)硬挺,在地基土層中側壓力作用下保持硬挺不內(nèi)凹,確保齒槽有較大的排水空間,既能起到良好的隔土性、反濾性,又有較好的滲透性,可選用滌綸長纖維熱粘無紡布濾膜,濾膜的有效孔徑在80~130μm范圍,保證濾膜隔土和滲水的功能。
高性能塑料排水板物理力學指標見表1。
表1 塑料排水板性能表
高性能排水板與普通排水板有明顯的優(yōu)點。綜合比較如表2所示。
表2 高性能排水板與普通排水板比較
(1)打設船定位偏差不宜大于50mm,打設過程中應確保船位穩(wěn)定。
(2)下沉套管時,套管平面位置與打設船確定的板位偏差不應超過50mm。
(3)套管的垂直度偏差不應大于1.5%。
(1)插板船采用DGPS測量系統(tǒng)對打設船位進行定位,每一船位和點位完成后均在平面圖上進行標注,形成即時記錄。
(2)將排水板板頭20cm反插在插管內(nèi),然后用樁銷別住排水板,排水板另一端用力拉住防止脫銷。
(3)振動錘下落,將排水板打設到設計標高,排水板打到穿透淤泥層并進入下臥良好土層內(nèi)。然后提管并注意觀察排水板回帶現(xiàn)象。上拔插板套管時,注意觀察排水板有沒有回帶現(xiàn)象,回帶長度應小于20~30cm。若回帶長度超過50cm,則在該板位旁45cm內(nèi)重新插入補打一根。
(4)排水板剪板采用水下剪板工藝,保證排水板在砂墊層以上的外露長度大于50cm。
(5)施工船舶上實行24小時值班制度,同時安裝監(jiān)控攝像頭,對施工過程進行全過程監(jiān)控記錄。
圖2 水上排水板打樁工藝流程圖
圖3 排水板插板船
圖4 GPS定位系統(tǒng)
圖5 排水板穿樁靴
圖6 排水板一端拉緊
圖7 振動錘下落
圖8 排水板插管提管
圖9 水下剪板工藝
圖10 水下剪板工具
圖11 排水板回帶處理
圖12 定位滑輪
圖13 水下剪板工藝
圖14 設置進水口
圖15 增加套環(huán)
針對排水板回帶的問題,適當增加樁靴鏈條長度,向插板管內(nèi)注水清除插管內(nèi)淤泥,嚴格控制打設深度不小于設計深度,淤泥厚度較大區(qū)域可適當增加打設深度。
(1)排水板底部采用定位滑輪,保證插管垂直度。
(2)采用水下剪板技術,保證排水板外露長度保持一致。
(3)在排水板插管沒入水中的部分開進水孔,使其在每次插板時管內(nèi)進水,提管時利用管內(nèi)的水將進入管內(nèi)的淤泥沖刷干凈,減少了管內(nèi)摩擦力,減少了排水板回帶。
(4)插管上設置套環(huán),排水板從中穿過,防止紐帶。
高性能塑料排水板和普通排水板相比,通水量大,施工期預壓排水和土體固結更充分,工后沉降相對較小,間距可適當放大,數(shù)量可減少,水上作業(yè)時間減少。施工期可減少超載或不超載預壓,有助于降低筑堤費用。