層山安全區(qū)圍堤工程軟基處理措施分析

李瓊

（湖南水利水電工程監(jiān)理承包總公司 長(zhǎng)沙市 410007）

1 工程概況

層山安全區(qū)位于錢糧湖南垸內(nèi)，行政隸屬岳陽(yáng)市君山區(qū)。錢糧湖垸屬于洞庭湖24個(gè)蓄洪垸之一，位于東洞庭湖西岸，北抵墨山，南臨藕池河，西靠南山和華容護(hù)城大垸。蓄洪范圍包括新生垸、錢糧湖農(nóng)場(chǎng)、新華垸、團(tuán)洲垸、新太垸。全垸堤線總長(zhǎng)143.39km，保護(hù)面積422.60 km2。其中耕地面積2.39萬(wàn)hm2（35.9萬(wàn)畝），轄18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，229個(gè)行政村。據(jù)2004年調(diào)查，蓄洪垸內(nèi)人口21.85萬(wàn)人。

層山安全區(qū)內(nèi)固定資產(chǎn)21.25億元，國(guó)民生產(chǎn)總值11.9億元。層山安全區(qū)圍堤工程是洞庭湖區(qū)三垸蓄洪工程的重要組成部分，是洞庭湖三垸蓄洪工程選定的先期實(shí)施的試點(diǎn)項(xiàng)目。規(guī)劃安全區(qū)面積14.24km2，圍堤總長(zhǎng)29.094km，其中新建堤防長(zhǎng)度為12.394km，加固堤防16.70km，安全區(qū)新建穿堤建筑物8座，重建穿堤建筑2座，工程等級(jí)為3級(jí)。工程投資2.15億元。

2 工程地質(zhì)

層山安全區(qū)地處東洞庭湖西部，華容河及狗尾巴河南岸，地貌類型為典型的河湖像沖湖積堆積平原，地勢(shì)總體西高東低，區(qū)內(nèi)大部分為平坦開闊田地，地面高程一般（26～28）m，層山鎮(zhèn)總場(chǎng)部一帶1km2范圍內(nèi)零星有孤丘山岡分布，地面高程（30～42）m，最高處位于層山鎮(zhèn)塊石料場(chǎng)，高程66m，相對(duì)高差約40m。華容河在區(qū)內(nèi)自西向東流入東洞庭湖，其中罐頭尖灌溉閘上游南支為狗尾巴河，河道蜿延曲折，寬度（50～120）m，外灘寬度（5～30）m，外灘高程一般（25～29）m。

區(qū)內(nèi)除局部地段出露少量基巖外，主要發(fā)育第四系湖積、河流沖積和人工堆積層。工程區(qū)內(nèi)地層巖性上部主要為第四系沖湖積（Q4al+1）粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，局部夾砂壤土及粉細(xì)砂，軟塑-可塑狀，屬中-高壓縮性土；夏布以中更新統(tǒng)沖積層（Q2al）粉質(zhì)粘土、粘土夾粉質(zhì)壤土透鏡體，可塑至硬塑狀，中等壓縮性，其承載力較高；底部為（Q2al）灰綠色，灰黃色砂卵石層與粉細(xì)砂層，埋深一般（15～20）m。

工程區(qū)存在的主要工程地質(zhì)問題為滲透變形問題、軟土變形問題以及堤岸穩(wěn)定問題，必須針對(duì)不同的地質(zhì)問題采取相應(yīng)的工程處理措施。

3 堤防軟基處理措施

新建堤防線范圍內(nèi)發(fā)育有淤泥質(zhì)土和軟塑狀粘性土兩類軟弱土層，其埋深均較淺，可能產(chǎn)生不均勻沉降變形及抗滑穩(wěn)定等工程地質(zhì)問題。根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，存在軟土地基的堤段有2+530～3+070、5+730～7+250、7+250～9+000、10+785～12+394共4段總長(zhǎng)5.189km，占新建堤防總長(zhǎng)的52.6%。

本工程針對(duì)軟基段的不同特點(diǎn)，軟基處理分別采用塑料排水板加反壓平臺(tái)、土工格柵加反壓平臺(tái)和換填方案。

（1）對(duì)于軟基較厚的6+590～7+250、8+390～9+000、10+785～12+394共3段采用塑料排水板加反壓平臺(tái)方案，處理段長(zhǎng)2879m，占軟基處理段的55.5%。塑料排水板布置范圍為堤身以下，采用SPB—ⅠB型塑料排水板。根據(jù)軟土層的固結(jié)特性和工期要求，擬定的排水板間距在（1.4～1.6）m之間，正方形布置。排水板最大深度根據(jù)排水板間距，邊坡滑弧位置等因素經(jīng)反復(fù)試算確定。水平排水體采用砂墊層，層厚0.4m。反壓平臺(tái)厚（2～3）m，內(nèi)外寬均為15m。

（2）對(duì)于軟基位于表層且厚度小于2.0m的5+730～6+360段，軟基處理采用換填方案，處理段長(zhǎng)630m，占軟基處理段的12.1%。換填開挖基面寬度為堤防堤腳線以外1.0m，開挖換填深度為軟基層以下0.2m，開挖臨時(shí)邊坡為1∶2。

（3）對(duì)于軟基較薄的2+530～3+070和7+250～8+390段，軟基處理采用土工格柵加反壓平臺(tái)方案，處理段長(zhǎng)1680m，占軟基處理段的32.4%，土工格柵采用高強(qiáng)度單向土工格柵TGDG35，縱向極限抗拉力≥35kN／m，5%伸長(zhǎng)率時(shí)的拉應(yīng)力≥20kN/m，土工格柵布置兩層，橫向鋪至堤內(nèi)外腳以外5m，上下層土工格柵接縫應(yīng)錯(cuò)開，距離不小于50cm，搭接長(zhǎng)度不小于30cm。反壓平臺(tái)厚（2～3）m，內(nèi)外寬均為15m。

4 各堤段軟基處理實(shí)施情況

（1）各堤段軟基處理完成工程量統(tǒng)計(jì)見附表。

附表 各堤段軟基處理完成工程量

（2）三種處理方案分析比較。

層山圍堤工程建設(shè)軟基處理中針對(duì)軟基段的不同特點(diǎn)，分別采用了不同的方案。地基處理方法上的三大類措施在此都得到了應(yīng)用。從上表可以看出，換填方案造價(jià)最高，達(dá)到7300元/m，塑料排水板和土工格柵方案相對(duì)較便宜，雖然因各中標(biāo)單位報(bào)價(jià)不同有較大的差別，大致在（800～2000）元/m之間。插設(shè)塑料排水板和鋪設(shè)土工格柵需用機(jī)械設(shè)備較少，施工進(jìn)度快，受天氣變化的影響較小。土料置換需用機(jī)械設(shè)備較多，且受天氣變化的影響較大，施工難度相對(duì)要大得多。

5 工程實(shí)施效果

層山安全區(qū)圍堤工程從2008年10月開工至今快兩年了，其中軟基處理完成于2009年4月，大堤主體已于2009年基本完成。通過(guò)我們1年多來(lái)的觀測(cè)證明，軟基處理的三種方案，置換，土質(zhì)改良（插設(shè)塑料排水板）和加筋（鋪設(shè)土工格柵），在層山圍堤工程建設(shè)中都取得了預(yù)期的效果。新修建的近10km大堤經(jīng)過(guò)兩個(gè)汛期的考驗(yàn)，沒有一處出現(xiàn)滑坡塌陷現(xiàn)象，為今后類似的大面積、大工程量的軟基處理工程建設(shè)提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)層山圍堤工程軟基處理的實(shí)踐，我們可以得出如下的結(jié)論：

（1）在洞庭湖區(qū)的堤防工程建設(shè)中，在處理軟弱基礎(chǔ)時(shí)插設(shè)塑料排水板、鋪設(shè)土工格柵和換填三種方案都能取得令人滿意的效果。

（2）對(duì)于大面積、大工程量的軟基處理工程，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，還是施工難度方面考慮，換填都不應(yīng)是優(yōu)先選用的方案。