海堤加固技術(shù)分析

柯小戈

摘要：研究和總結(jié)海堤加固技術(shù)對于保證海堤的安全、延長海堤壽命都是非常重要的。文章針對海堤現(xiàn)存問題，探討了除險加固的技術(shù)措施，討論并提出了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選用、堤基加固、堤身加固及護坡、堤腳加固等措施。

關(guān)鍵詞：海堤加固；除險加固；設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選用；堤基加固；堤身加固

中圖分類號：TV698 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）15-0085-02

我國大陸海岸線長度超過1.8萬km，海堤是海岸的主要防護工程。人們?yōu)榱朔烙L(fēng)暴潮和海浪對沿岸人民生命財產(chǎn)的威脅修建了海堤。海堤常年經(jīng)受海浪的沖擊以及臺風(fēng)暴潮的侵襲，所以海堤易于受到破壞，需要定期維護和采取除險加固措施，以確保海堤的安全。臺風(fēng)來襲不僅帶來狂風(fēng)、大浪和暴雨，而且與潮汐作用疊加引起風(fēng)暴潮，對海堤的破壞力巨大。因此，研究和總結(jié)海堤加固技術(shù)對于保證海堤的安全、延長海堤壽命都是非常重要的。

1 海堤現(xiàn)存問題分析

1.1 設(shè)計方面的問題

我國大部分海堤建于20世紀80年代以前，防潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)偏低。以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)衡量，大部分海堤工程甚至連十年一遇的標(biāo)準(zhǔn)都達不到。以當(dāng)時的經(jīng)濟條件，實地勘察常不完整，因而設(shè)計缺少足夠的科學(xué)依據(jù)。并且當(dāng)時設(shè)計偏重堤頂高程，結(jié)構(gòu)方面考慮不足。堤防護坡和堤腳結(jié)構(gòu)都存在不合理之處。海堤護坡多采用漿砌石結(jié)構(gòu)，即所謂“三面包”護砌；未設(shè)置反濾墊層或設(shè)置不規(guī)范致實際效果很差。堤腳結(jié)構(gòu)薄弱，堤基入地深度也不夠，易受海浪淘刷受損，潰堤事故時有發(fā)生。

1.2 施工方面的問題

受當(dāng)時社會經(jīng)濟發(fā)展水平和技術(shù)條件的局限，有些海堤工程是當(dāng)?shù)厝罕娮园l(fā)組織建造的，工程質(zhì)量控制不嚴。壩體斷面偏小，堤頂寬度太窄，坡度過陡。堤身取土常取就近的細砂料，填筑幾乎全靠人力，夯實質(zhì)量較差。為了節(jié)約工程費用，大部分海堤采用臨水面干砌石、背水面為土堤的建造方式，受海浪和風(fēng)暴潮影響，海堤很容易損壞。同時，堤內(nèi)多為田地和水塘，“兩水夾一基”的狀況使土堤滲漏、管涌不易被發(fā)覺。

2 海堤除險加固技術(shù)措施探討

2.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選用

海堤加固設(shè)計目標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合安全可靠、經(jīng)濟合理和技術(shù)先進的原則。與河堤相比，海堤除了防滲、防沖（刷）以外，還必須防浪，所以海堤設(shè)計需要綜合考慮風(fēng)、潮（洪）、浪的組合問題。國內(nèi)對此問題持有不同的處理方法，一種主張風(fēng)、潮、浪同時考慮，原因是臺風(fēng)帶來大風(fēng)浪、高潮位，沒理由分開考慮；另一種認為風(fēng)、潮、浪重現(xiàn)期不同，因此潮位設(shè)計應(yīng)結(jié)合相應(yīng)頻率的風(fēng)進行。雖然天文大潮與臺風(fēng)并無關(guān)聯(lián)，但風(fēng)暴潮來臨時風(fēng)大、潮高、浪急，顯然三者之間有著非常密切的關(guān)系，從設(shè)計安全角度考慮采用風(fēng)、潮、浪同頻處理更合理一些?！逗５坦こ淘O(shè)計規(guī)范》（SL435-2008）第6.1.1條也規(guī)定設(shè)計波浪、設(shè)計風(fēng)速的重現(xiàn)期宜采用與設(shè)計高潮位相同的重現(xiàn)期，而國外也多采用相同的重現(xiàn)期進行設(shè)計。

過去由于經(jīng)濟實力方面的問題，我國海堤防潮（洪）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，近年來有所提高。然而仍需要具體問題具體分析。一般而言，對重要工程提高海堤防潮（洪）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，容易達成共識，因為它們遭受潮（洪）損失大，影響嚴重，適當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)有利于提高安全性和可靠性。但對于不太重要或遭受潮（洪）影響較小的工程，是否可以適當(dāng)降低防潮（洪）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)呢？答案應(yīng)該是肯定的，如下情況可以考慮適當(dāng)降低防潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)：落淤較快的海岸帶海堤工程；堤內(nèi)為水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)的工程；堤外還設(shè)有二、三線海堤的工程；建于軟基上的海堤工程等。上述情況海堤高度可適當(dāng)降低，對堤內(nèi)安全影響較小，但仍應(yīng)重視堤身強度，確保海堤“沖而不垮，慢而不決”。

2.2 堤基加固

當(dāng)?shù)鼗休d力不足時，一般應(yīng)采取擴大基礎(chǔ)、減載、樁基等方法。但是在軟土地基上筑堤，容易出現(xiàn)沉降和滑移等問題，加固設(shè)計時應(yīng)從提高堤基的穩(wěn)定性入手，不僅要重視堤基結(jié)構(gòu)，還應(yīng)將堤身與堤基作為整體來考慮。當(dāng)?shù)鼗鶠橛倌?、泥炭土且厚度不大時，可將其全部挖除。但軟基較厚、分布較廣而無法挖除時，加固軟基就是最現(xiàn)實的做法。加固的方法很多，如拋石壓載法、真空預(yù)壓法、排水固結(jié)法、反壓法、土工材料鋪墊法、水泥深層攪拌法、干振碎石樁法等。當(dāng)?shù)袒嬖诜€(wěn)定性問題但不嚴重時，可在堤腳設(shè)反壓平臺，可防止堤基滑移。對于含砂軟基，采用真空預(yù)壓法可節(jié)省大量預(yù)壓材料，其與堤壩填筑壓載過程結(jié)合，加固效果較好。為改善堤基的整體抗滑性能，采用土工材料鋪墊法施工簡便、成本低、軟土固結(jié)速度快。土工材料包括土工織物（土工布）和土工格柵兩類，前者延伸率為16%～35%，后者一般為5%～10%，而堤基的臨界變形在5%以內(nèi)，選用土工格柵足已滿足堤基變形要求，并且其與墊層摩擦力大、造價低，更易發(fā)揮土工材料的優(yōu)勢。當(dāng)?shù)鼗鶠榭晒探Y(jié)的淤泥、粉土、黃土等軟基時，可采用水泥攪拌法，加固形成水泥攪拌樁后可極大地提高地基承載力。

2.3 堤身加固

按照斷面形式，堤身結(jié)構(gòu)主要有斜坡式、陡墻式和混合式，如圖1所示。圖1a）斜坡式堤基接觸面積大，對地基承載力要求小，適合軟基上筑堤。但過去修建的一些海堤，斷面偏小，坡度太陡，例如B<2m，m1或

m2<2，存在沉陷大、滲漏嚴重等問題，在加固時需要加寬，并且一般堤頂高度也不滿足抗潮（洪）標(biāo)準(zhǔn)要求，可適當(dāng)加高，但考慮沉降問題不可加高太多。土堤加高培厚時，為了保證與舊堤結(jié)合良好，應(yīng)對舊堤面鑿毛或鋸齒處理，再逐層填筑夯實。為保證壓實，須檢測土料含水率和壓實度。按照SL 435，宜B≥3m；坡度方面，應(yīng)m1>m2≥2?？紤]消浪時，可以在迎海側(cè)加消浪平臺，但平臺寬不宜小于2m，并且應(yīng)對轉(zhuǎn)折處進行加固。如果軟基沉降變形很大，也可采用圖1d）形式的輕質(zhì)硬殼結(jié)構(gòu)的堤身，輕質(zhì)材料可利用當(dāng)?shù)貤l件；為了增大堤身與堤基之間的摩擦力，可在堤身底部加齒坎。圖1b）陡墻式占地小，但堤基接觸面積小，可能存在沉陷問題，因此除非地基條件較好，否則不宜采用。這種形式的墻身部分幾乎全部接受波浪的能量，墻角也易受到反射波的沖刷，所以墻身必須堅固，還要加護底。圖1c）混合式兼具斜坡式、陡墻式的優(yōu)點，消浪效果較好。原斜坡式堤加固時可采用這種形式加高培厚，但消浪平臺寬度不應(yīng)小于2m。

解決壩體開裂、滲漏問題，目前一般采用堤身灌漿和土工膜垂直防滲（于外坡或堤身水力開槽鋪膜）。其中劈裂灌漿是一種效果較好的方法，值得推廣應(yīng)用。

2.4 護坡和堤腳加固

護坡過去多采用漿砌石、干砌石，受風(fēng)浪影響極易損壞，反濾墊層掏空、砌石脫落乃至護坡崩塌。隨著城市化建設(shè)大量消耗石料，不少地區(qū)塊石供應(yīng)緊缺，護坡補強可考慮采用模袋混凝土，具有適應(yīng)坡面變形能力強、施工速度快、整體效果好的特點。堤腳長期受到淘刷，容易形成坑洞，嚴重的將使海堤失穩(wěn)外傾，故須進行加固。常采用拋石護腳或漿砌石護腳拋石鎮(zhèn)壓等做法，并應(yīng)在其下鋪設(shè)濾層或土工材料。還可在岸灘修建丁壩或潛壩。在岸灘種植植物對滯緩風(fēng)浪效果極佳，南方可種植紅樹林，北方也可引種互花米草等植物。根據(jù)實測，紅樹林可滯緩潮速2/3以上。

3 結(jié)語

海堤是護衛(wèi)沿岸人民生命財產(chǎn)安全的屏障，并且沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達、人口稠密，海堤更是民生線和經(jīng)濟線。由于我國海岸線很長，過去修建的海堤受限于經(jīng)濟和技術(shù)實力，目前多存在險情病患，為了確保海堤安全亟須除險加固，本文針對相關(guān)問題作了分析和探討，借以進言獻策、拋磚引玉。

參考文獻

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