正文 管袋充砂圍堰設計與施工技術研究(2 / 3)

2.3.3 堰體與海堤交接設計。考慮到水閘和海堤(堤閘連接段)的過渡與穩定,在圍堰施工前,對圍堰與海堤交接處的基礎采用了插板處理。為此,在圍堰吹砂管袋施工前,對此交接處開挖一10m寬的截水槽(碎石清除幹淨,開挖至原塗麵以下),並采用止水砂袋截斷透水通道,後在其上鋪設吹砂通長袋。

2.3.4 堰體材料選擇。堰體管袋采用200g無紡土工布縫製,縫製時,袋體的所有接縫均采用包縫法進行縫製,采用35支三股棉線,強度大於150N/m,每條接縫縫製不少於三道(先縫一道,折疊後再縫兩道)。縫製後的袋體拚縫部位強度不低於原織物強度的70%。拚縫設置在與上下層袋體的疊合部位,盡量避免通條出現在袋體兩側,確保袋體的接縫強度。

3 圍堰安全性分析

3.1 沉降計算

軟土地基沉降計算包括以下內容:瞬時沉降Sd;次固結沉降Ss;主固結沉降Sc;總沉降S∞。

瞬時沉降是在荷載實施後立即發生的那部分沉降量,它是由剪切變形引起的。主固結沉降指的是那部分主要由於主固結而引起的沉降量,在主固結過程中,沉降速率是由水從孔隙中排出的速率所控製的。次固結沉降是土骨架在持續荷載下發生蠕變所引起的。總沉降量為上述沉降量之和,表達式為:

S∞=Sd+Sc+Ss

由於在計算過程中瞬時沉降和次固結沉降較難通過理論計算,所以總沉降量簡化通過經驗係數法進行計算。即通過計算主固結沉降,再用沉降計算經驗係數修正,如下式:

S∞=msSc=ms

式中:S∞——總沉降量;ms——沉降係數,一般ms=1.3~1.6,根據本工程地質條件ms取1.4;Sc——主固結沉降。

計算參數:沉降計算時采用平均低潮位作為計算水位,平均低潮位以下取浮容重,平均低潮位以上取濕容重;計算深度算至附加應力為0.1倍自重應力處;e-p曲線采用地質勘察報告提供的平均e-p曲線(垂直)。

計算結果:采用上述計算方法及計算參數,計算圍堰工後沉降約1.45m,在施工期應充分考慮沉降對圍堰結構的影響。

3.2 滲流穩定計算

圍堰基礎滲流穩定破壞主要為“流土”破壞,其計算公式為:S=∑kγwh/γ;式中k——安全係數取1.2;——土容重(kN/m3),水下取浮容重,水上取濕容重;w——水容重(kN/m3);S——土層厚度(m);h——水頭差(m)。

外海側取50年一遇設計高潮位,經計算,實際圍堰底寬土層寬度大於計算要求土層寬度,滿足防滲流土要求。

3.3 圍堰穩定分析

計算方法及允許最小穩定安全係數。

根據《浙江省海塘工程技術規定》,圍堰整體穩定采用瑞典條分法,最小安全係數Kmin完建期按正常運行條件考慮控製在1.05左右。其計算公式如下:

K=;式中:K——抗滑安全係數;Wi——土條的滑弧長、重量(kN);Li——土條的滑弧長(m);Ci——土條滑動麵上的凝聚力(kPa);i——土條滑動麵上的內摩擦角(度);αi——滑動麵中點的切線與水平線的夾角(度);T——土工織物設計強度(kN)。

物理力學參數。圍堰填築體物理力學參數如下:

砂:重度17.5kN/m3,飽和重度21.0kN/m3;c=0kPa,=37.5°。T=35kN/m。

穩定計算成果:根據本工程水閘圍堰的地基土層變化情況,本階段對各水閘圍堰典型斷麵在其相應地質條件下的整體穩定情況進行分析計算,計算采用理正岩土工程軟件進行。經計算分析,圍堰最小安全係數kmin滿足規範要求。

4 主要施工工藝及施工方法

4.1 施工程序

圍堰施工程序為:施工準備→清理堤基→外海側底層鋪通長管袋吹填→內海側鋪通長管袋吹填(外海側打排水板)→鋪通長袋吹填砂(分層至鎮壓層高程)→外圍堰鎮壓層拋石→袋裝砂棱體(分層至頂,並留出龍口)→護麵保護→合攏→龍口段的護麵保護→堤頂路麵及防浪牆。

圍堰施工前,水閘南北兩側海堤堤基排水插板各推進進尺100m以上,避免堤基排水插板施工和圍堰施工相互幹擾。待通長袋施工後,圍堰南北兩側海堤拋石跟上,以利於盡快形成轉運平台,為水閘工程施工提供相應場地。

4.2 施工方法

管袋縫製:袋體規格按設計要求在現場加工,袋體製作長度以圍堰斷麵寬度為準,袋體製作寬度為20m左右。同時,根據第一個試充填情況,適當調整袋體製作寬度,使一個袋體充填在一個潮水內完成。袋體上層縱向和橫向每隔5m設置一個充填孔,充填孔縫製成“袖口”,便於充填砂。露灘部位的充填袋體的“袖口”長度宜為300~500mm。縫製時,袋體的所有接縫均采用包縫法進行縫製,采用35支三股棉線,強度大於150N/m,每條接縫縫製不少於三道。縫製後的袋體拚縫部位強度不低於原織物強度的70%。拚縫設置在與上下層袋體的疊合部位,盡量避免通條出現在袋體兩側,確保袋體的接縫強度。縫製好後,折疊成形,堆放於陰涼幹燥處,並注明袋體的尺寸、充填位置和序號。