港口航道軟土地基圍堰形成探討

封永杰

[摘 要]文章首先簡述了圍堰的種類及作用，然后分析了地基處理措施，最后重點探討了圍堰的安全防護技術。

[關鍵詞]港口航道；圍堰形成；防護技術

中圖分類號：U656.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0130-01

一、前言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，加強港口航道基礎設施的建設，促進圍堰技術的開發(fā)和研究是發(fā)展工程建設的重要部分，我們要做好圍堰的安全保護，采用必要的措施和技術，確保安全度汛。

二、圍堰的種類及作用

1、圍堰的種類劃分

在實際港口航道工程建設中，由于施工的自然條件、所建筑的港口航道工程項目都不可能相同，所以決定了采用的圍堰種類也不盡相同，根據(jù)實際的施工情況，一般按材料的性質(zhì)劃分，有混凝土圍堰、木板樁圍堰、土石圍堰、管柱圍堰、鋼圍堰、木籠圍堰等多種，隨著科技的進步，越來越多的新材料應用到港口航道工程施工中，采用新工藝新材料的圍堰也逐漸應用到施工中，如竹籬笆墻圍堰。

2、圍堰的主要作用

當一些建筑的基礎位于地表水位以下時，當所需建筑要建在沿海、河道或湖泊中時，就要用到圍堰來輔助施工了，所以圍堰一般是用做防水、圍水，保證施工作業(yè)面在無水的情況下進行，便于施工，另外圍堰還能對基坑的坑壁起著支撐作用，給施工作業(yè)提供一個安全環(huán)境。圍堰是一種臨時性的擋水建筑物，起著保護作業(yè)面的作用，所以結構上要求要有一定的強度，其穩(wěn)定性、防滲、抗沖性、耐擠壓性要達到一定的標準，結構設計上要求簡單，施工、維護、拆除都要盡可能方便，從整體布局上要求設計合理，使水流能平順通過，不發(fā)生局部的水流沖撞，圍堰在施工上要求保質(zhì)保量，避免有滲漏現(xiàn)象發(fā)生，以免產(chǎn)生圍堰透水事件，造成財產(chǎn)及生命損失。

3、不同情況采用不同圍堰

圍堰的種類很多，采用什么形式的圍堰要根據(jù)實際的自然情況來決定，要因地制宜，經(jīng)濟合理采用恰當?shù)膰?，保證施工的順利進行。

在圍海造地工程中，圍堰主要起到圍海防滲漏隔離的作用，把一片水域圍成設計的形狀，圍堰形式主要有石圍堰、充沙袋圍堰、土圍堰及其他形式的圍堰如竹籬笆墻圍堰形式，圍堰內(nèi)用絞吸船等船舶設備進行吹填，把這片水域形成陸地。

當在河邊淺灘水進行港口航道施工時，水深不足1.5米，水流速度小于0.5米/秒，這時河床滲水性不大，這種情況下可采用土石圍堰。當在水深在3米以下，水流速小于1.5米/秒這樣的河床中施工時，如果床滲水性較小，或淤泥很淺，或沒有淤泥時，可采用土袋圍堰來保證施工。

三、圍堰形成軟土地基的處理措施

1、選擇合適的處理措施

目前，軟土地基處理的方法有換填法、預壓法和強夯置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法、高壓旋噴樁法、樁基法及其他地基處理法。

換填墊層法是挖除軟弱地基土，采用砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料進行換填作為墊層的一種地基處理方法，通過換填軟弱地基土的變形變成墊層地基的變形，因此能夠減少地基的沉降。

堆載預壓法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問題有效措施，堆載預壓分塑料排水帶活砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。通常，當軟土層厚度小于4.0m時，可采用天然地基堆載預壓法處理，當軟土層厚度超過4.0m時，為加速預壓過程，應采用塑料排水帶、砂井等豎井排水預壓法處理地基。

水泥攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法，水泥土攪拌法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。當?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%、大于70%或地下水的PH值小于4時不宜采用干法。

2、排水板堆載預壓法和真空預壓法

排水板預壓法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設置排水體，利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結構體系，根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法，插入軟基排水板，當填筑基礎及上部建筑物時，荷載作用軟基，地下水由于受擠壓和毛細作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂層向兩側排出，從而提高基底承載力，塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測量人員測量出需處理范圍，標出每根排水板具體位置，插板機對中調(diào)平，把排水板在鉆頭安放好，開動打樁機錘打鉆桿，將地面上塑料排水板截斷，并留有一定富余長度，在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前，塑料排水板有以下規(guī)格、型號，SPB-A型-寬度100mm，厚度3.5mm，可打入軟基15m；SPB-B型-寬度100mm，厚度4.0mm，可打入軟基25m；SPB-C型-寬度100mm，厚度4.5mm，可打入軟基35m.本工程適合采用SPB-B型，塑料排水板按等邊三角形排列，間距取1.0m，主要受壓層淤泥層層厚11.4m，塑料排水打穿受壓土層，深度取H=11.4m.加載過程進行加載，為固結度Ut與t之間的關系。

塑料排水板堆載預壓法在加載70天時，固結度U70=0.74；在加載80天時，固結度U80=0.81；在加載100天時，固結度U100=0.90；在加載120天時，固結度U120=0.95.在固結度U100到達0.90時，可以認為符合設計要求，此時沉降已經(jīng)大部分完成。

真空預壓發(fā)與堆載預壓法前期工序相同，主要是打完排水板鋪設完排水管后，在其上鋪無紡土工布，在最上面鋪設密封膜，在密封膜上布設真空泵，一般每1000㎡布設6至9臺，用真空泵進行抽真空作業(yè)；當膜下真空度達到85kpa持續(xù)15天時，固結度能達到0.85以上，符合設計要求。一般抽真空時間為3個半月至4個月，沉降量為小于等于2mm/d，真空預壓處理合格。

軟基處理完成后在其上建筑圍堰，地基比較穩(wěn)固，有利于圍堰的穩(wěn)定性。

四、圍堰的安全防護技術

1、圍堰的防滲

圍堰防滲的基本要求，和一般擋水建筑物無大差異。土石圍堰的防滲一般采用斜墻，斜墻按水平鋪蓋、垂直防滲墻或灌漿帷幕等措施。圍堰一般需在水中修筑，因此如何保證斜墻和水平鋪蓋的水下施工質(zhì)量是一個關鍵課題。

土石圍堰的斜墻和鋪蓋一般都在深水中，可用人工手鏟拋填的方法施工，施工時注意滑坡、顆粒分離及坡面平整等的控制。拋填后填土密實度均勻，防慘性能良好，干容重均在安全系數(shù)以上，無顯著分層沉積現(xiàn)象，土坡穩(wěn)定。斜墻和水平鋪蓋的水下施工難度較高，但只要施工方法選擇得當，保證質(zhì)量是沒問題的。

2、圍堰的接頭處理

圍堪的接頭是指圍堰與圍堰、圍堰與其他建筑物及圍堰與岸坡等的連接而言。圍堰的接頭處理與其他水工建筑物接頭處理的要求并無多大區(qū)別，所不同的僅在于圍堰是臨時建筑物，使用期不長，因此接頭處理措施可適當簡便，如混凝土縱向圍堰與土石橫向圍堰的接頭，一般采用刺墻型式，以增加繞流滲徑。防止引起有害的集中滲漏。為降低造價，使施工和拆除方便，在基礎部位可用混凝土刺墻，上接雙層2.5厘米厚木板，中夾兩層瀝青油膏及一層油毛氈的木板刺墻。木板刺墻與混凝土縱向圍堰的連接處設厚2毫米的自鐵片止水。木板刺墻與混凝土刺墻的接觸處則用一層油毛氈和兩層瀝青麻布防滲。

3、圍堪的防沖

圍堰遭受沖刷在很大程度上與其平面布置有關，尤其在分段圍堰法導流時，水流進入圍堰區(qū)受到束窄，流出圍堰區(qū)又突然擴大，這樣就不可避免的在河底引起動水壓力的重新分布，流態(tài)發(fā)生急劇改變，此時圍堰的上下游轉角處產(chǎn)生很大的局部壓力差，局部流速顯著增高，形成螺旋狀的底層渦流速度方向自下而上，從而淘刷堰腳及基礎。一般多采用簡易的拋石護底措施來保護堰腳及其基礎的局部沖刷。解決圍堰及其基礎的沖刷問題，除了拋石護底或其他措施（如柴排）外，還應對圍堰的布置給予足夠的重視，力求使水流平順地進、出束窄河段。通常在圍堰的上下游轉角處設置導流墻，以改善束窄河段進出口的水流條件。在大、中型港口航道水電工程中，縱向圍堰一般都考慮作為永久建筑物的隔墩或導水墻的一部分，因之均采用混凝土結構，導流墻實質(zhì)上是混凝土縱向圍堰分別向上、下游的延伸。

五、結束語

總之，圍堰是港口航道工程重要的建筑物，因此，港口航道工程施工單位在實際施工中應該不斷地改善圍堰技術，制定科學合理的施工方案，促進港口航道工程事業(yè)的快速發(fā)展，進而促進經(jīng)濟的穩(wěn)定運行。

參考文獻

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