围海堤基处理采用打设塑料排水板的施工方法

２０１３年第４期江苏水利　围海堤基处理　采用扣设塑料排水板的施工方　法　周　斌　（江苏河海科技工程集团有限公司，江苏泰兴２２５４００）　摘要：介绍围海围堤工程，由于滩面淤泥层较厚，围堤地基采用在砂垫层范围内打设塑料排水板的方法进　行处理。对施工中排水板质量控制、海上排水板施工各过程的经验进行总结，并从第三方观测的成果，分析这　种施工方法的可靠性。　关键词：围海；堤基处理；塑料排水板；施工工艺；质量控制　中图分类号：Ｕ６５６．３１＋４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００７—７８３９（２０１３）０４—００２３—０３　１工程概况　的含水量大、抗剪强度低、工程地质　条件差，并且工程的施工条件较差，　因此，为保证地基排水固结以增加地　基土的抗剪强度，确保工程的安全，　抽查１次，不同批次的塑料板应分批　分次检验。　塑料排水板的其它质量及检验　天津海滨旅游区临海新城围海　造陆项目四区围堤工程位于天津永　定新河河口北部海域，围堤全长　要求应严格按照交通部《塑料排水　１　１０２．０２１　ｍ，采用充填袋斜坡堤结构　形式。滩面高程在　一０．９　ｍ　一１．０　ｍ，采用了杜邦滤膜。塑料板性能指标要　求见表１。　板质量检验标准》（ＪＴＪ／Ｔ２５７—９６）执　行。　护面采用５０　８０　块石，充填袋　外侧三角缝用编织袋碎石找平，外侧　压脚棱体采用６０～１００　ｋｇ块石，内侧　压脚棱体采用５Ｏ～８Ｏ　ｋｇ块石；围堤　顶高程　５．５　ｍ，顶宽５　ｍ；充填袋围　堰施工至Ｖ４．２　ｍ，其上为３０　ｃｍ二片　石垫层＋７０　ｃｍ山皮土＋３０　ｃｍ简易山　表１　塑料板性能指标要求　项目　单位　ｃｍ３｜ｓ　ｃｍ／Ｓ　Ｕｍ　ｋＮ／１０ｃｍ　％　Ｎ／ｃｍ　Ｎ，ｃｍ　指标　≥２５　≥５ｘ１０—　＜７５　≥１．０　＜１０　≥２５　≥２０　备注　纵向通水量　滤膜渗透系数　滤膜等效孔径　复合体抗拉强度（干态）　复合体延伸率　滤膜抗拉强度　纵向干态　横向湿态　孔径为ｑｂ９８　延伸率１０％　延伸率１０％　延伸率１５％　皮石路面，路面两侧设混凝土路牙；　围堤两侧边坡均为１：２，分两级坡，第　一级坡至　２．５　ｍ。　本工程设计水位（新港理论最低　潮面基准）：高水位４．３　ｍ，低水位　０．５　ｍ，极端高水位５．８８　ｍ，极端低水　位一１．２９　ｍ。　塑料排水板芯槽齿应无倒伏现　象，板芯材料必须透明、无孔洞、无气　泡，且表面必须平滑。塑料排水板芯　板外包滤膜应紧贴平整，无皱折和松　套现象，粘合缝必须连续，缝宽为５±　１　ｍｍ。滤膜纤维分布必须均匀，无毛　絮。　３施工工艺流程　施工工艺流程见图１。　４海上排水板施工　４．１海上作业特点　■舅瞒冒　由于地质条件较差（滩面淤泥层　较厚），围堤地基采用在砂垫层范围　内打设塑料排水板的方法进行处理，　塑料排水板打设深度到　一１４　ｍ，呈　正方形布置，间距１．０　ｍ，共打设塑料　排水板６３．５１　ｋｍ。　２排水板质量控制　（１）性能及质量要求。本工程塑　（１）要求工作平台有足够的漂浮　性能和稳定性，使导管插入拔出对工　作无影响，导杆移边工作时不会造成　平台倾斜或颠覆，并要求水下剪板。　（２）水深看不到滩涂面，看不准　（２）排水板到货验收。加强现场　检查验收，每批排水板必须附有厂方　合格证及性能自检报告，每卷排水板　应包装良好，卸装运输中没有破损，　每批货到现场后，必须抽取５卷排水　桩位，不能直接放样决定桩位，只能　依靠ＧＰＳ或其他标志船定船位。由工　料排水板采用槽型土工聚合物排水　带，塑料排水板的型号为Ｂ型。十字　筋形芯板的原料为以高压聚乙烯为　主体的塑料，外裹无纺布滤膜采用粘　合型的包裹方式。由于本工程地基土　作台导杆移动来控制桩位，要求工作　平台尽量大，平台一次定位打设的排　水板根数尽量多，以减少间距误差。　（３）海上风多浪大，施打塑料排　水板需要采用抗风浪能力较强的打　板进行外观检验，另抽取１组进行性　能检验，检验合格者方能用于施工。　同批次生产的塑料板每２０万ｍ进行　１次抽样检验，少于２０万ｍ时至少　作者简介：周斌（１９７９一），男，本科，工程师，主要从事水利建设工作。　２０１３年第４期江苏水利　图１施工工艺流程图　设船，以满足水上打设塑料排水板的　板的插入深度和回带长度是无法进　稳定性要求，从而保证打设的质量。　行事后检测的，所以在施工过程中，　因风浪大会造成导杆倾斜，影响排水　当排水板插入深度达不到设计要求　板垂直度，故要求整机重心低、稳定　或回带长度大于设计值时，监控系统　性好，有足够的抗风浪性能。露在外　能及时报警，以便操作人员迅速、及　面的排水板随风漂动，会使滤膜破　时处理问题，保证施工质量。　损，甚至折断，亦需保护。　４．３施工方案　（４）潮涨潮落使水位呈周期性变　（１）插打部署。插板要由专门的　化，导杆若按同一深度（水深＋入土深　水上插板船进行施工，插板船必须有　度）贯入，其人土深度亦呈周期性变　导杆纵横移位及垂直度调整、定位瞄　化，深浅不一，要求随时观测水位，调　准、打设深度指示、回带指示等装置。　整导管的贯入深度，使排水板入土深　插板导管的断面应尽可能与排水板　度一致。　形状相适应，故采用圆形导管插板，　（５）作业点离岸距离远，要求配　１００　ｍｍ排水板的导管外径不大于　备发电机及一些生活设施。　１３３　ｍｍ，以减少插板时对周围土体的　（６）海水具有腐蚀性，对平台设　扰动及涂抹作用，保证排水效果。　备要有防腐蚀措施。　（２）船只定位放样。先将船舶拖　４．２机械设备选择　带到指定区域，对打设船进行粗定　本工程采用的机械型号为ＨＪ３０　位，通过压舱和打设架调整，使其打　／３００型，该机械主要性能如下：　设机的打设架、套管垂直，垂直度偏　（１）插设深度可达到２４　ｍ以上。　差不大于１．５％。再利用ＧＰＳ或设立　（２）导架可调整桩架垂直度，保　中心标拉测绳进行打设船定位，并准　证排水板入土垂直度。　确定出每一排中第一根塑料板的施　（３）配有塑料排水板施工质量检　打位置，然后用打设架和打设船边缘　验自动记录及监控系统，该系统能自　设的打设间距标记控制板位。　动记录塑料排水板施工过程中的施　（３）船头、船尾各抛二头八字锚，　工日期、时间、桩号，每根桩的插入深　锚缆绳长度为１００　ｍ，采用绞锚机进　度，回带长度和实际插入深度等，每　行船体位置调整。每１０　ｍｉｎ根据潮　天施工完成可累计桩数，并将总工程　的涨落调整锚缆，确保施工时塑料插　量等所有数据存入储存器。塑料排水　板的平面位置准确。移船定位偏差不　宜超过＋５０　ｍｍ，并在船上标出桩位，　即在插板船的船体横梁上按桩位尺　寸标好刻度，插板桩机可在船体平台　上按标尺前后左右移动。　（４）要求打设船舶锚缆系统性能　良好，移船要灵活，用ＧＰＳ定位后，确　保在允许的风浪条件下船体不会发　生晃动，然后根据已标好的打设间　距，在轨道上水平移动打设机，准确　地将塑料板打人设计桩位，管靴与板　位的偏差要控制在１０　ｃｍ范围内。当　风浪影响到船体的稳定时，停止打设　排水板。　（５）把已验收合格的塑料排水板　按设计提出的打设标高先裁剪成板　段，并确保其长度在打设到设计标高　后，尚能外露砂垫层３０　ｃｍ以上。再　按砂垫层顶面高程分区确定板长，确　保打设后的外露长度。在板段一端束　上２２＃细铅丝，有序地摆放在打设船　上。　（６）打设塑料板时，首先从导管　顶部的管口送入带有挂勾的尼龙绳　索，待尼龙绳露出套管下口，将塑料　板上已束好的铅丝系在尼龙绳上，然　后人工拉尼龙绳，将塑料板带人管　内，下端别好钢筋棍开始打塑料板，　待导管打至预定标高后，开始拔管，　拔管的同时放松套管上的绳索。当导　管全部拔出后，拉断板头铅丝，使板、　绳脱离，然后按板距移动打设机至第　二个板位，同时把第二根塑料板送入　导管，进行重复施打工序。当第一船　位上的塑料板全部打设完毕后，移船　定位，开始进行下一船位的施工。　（７）移船定位后，必须调整好导　管的垂直度才可进行插板施工。并在　施工过程中，随时调整桩机垂直度，　要求垂直度误差≤１．５％。导杆沿平台　边作业时，应随时调整垂直度，达不　到要求时应减少边沿打设根数。导管　的倾斜度与打设的深度有关，一般　１０　２０　ｍ深时倾斜度不大于１．０％。　（８）为防止排水板打设过程中出　现扭结现象，在沉管下沉时，用人工　拉紧排水板。为减少海水中的泥土堵　塞排水板头影响排水，在剪带时应保　持排水板外露长度长于３０　ｅｍ，使排　水板的外露部分能自然下垂。　（９）打设排水板时，对标高进行　严格控制，确保其偏差在￣５０　ｃｍ内。　根据塑料板的长度及设计标高，利用　水位及打设机上的刻度来控制塑料　板的打设标高。因此，在打塑料板时，　２０１３年第４期要准确掌握施工水位，以便调整打设　线，使桩长控制一目了然。　江苏水利　板强度试验；第二次，２０１０年８月在ｌ　深度，确保达到设计标高。　４．４施工质量控制　（１）排水板打设。穿板时不能碰　伤，划破滤膜，不合要求的排水板不　能使用。打设时，按设计要求调整好　打设速度与间距。塑料板需要接长　时，应剥开滤膜使芯板顺槽搭接，搭　接长度不小于３００　ｍｍ，然后包好滤　膜再用钉板机钉牢，并保持搭接处不　进淤泥，芯子搭接不堵塞通道。　（２）间距误差及控制。随潮位的　涨落随时调整锚链，使船只保持停留　原位，由导杆的移位保证插板间距、　船位桩位定设准确，确保将桩位间　距的平面尺寸误差控制在＋５０—２００　ｍｍ以内。　４．５安全技术措施　（１）工人上船作业前进行三级安　全教育，主要工种应持证上岗。　（２）严禁未穿救生衣上船作业，　机上操作人员必须戴好安全帽，高空　作业须系好安全带。　（３）不得酒后上岗，不得穿拖鞋　及易滑的鞋在铁板平台上行走。　（４）保持船体稳定，四角锚应牢　固，船体漏水应随时补修。　（５）台风来临，在风力达到７级、　浪高达到１　ｍ时，施工船只应停止作　业，就地抛锚固定；当预报风力达到８　级、浪高达到１．７－２．５　ｍ时，应做好随　时撤退的准备工作；当气象预报为风　力达到９级或９级以上、风浪高达到　围堤工程砂袋棱体堆筑至　４．２　ｍ＿　时，进行十字板强度试验；第三次，誓　２０１１年５月在围堤工程全部施工完ｌ圈　工时，进行了十字板强度试验。现主霸　要将第三次试验结果简单整理分析－　如下：ｌ强　（１）在第二次（２０１０年８月）十字＿　板试验，即在砂袋棱体堆载５个月＿ｌ　时，　一８．０　ｍ以下地基强度增长不明显，强度增长区域主要在Ｖ一８．０　ｍ以上。而从本次（第三次）试验成果中发现地基强度增长较明显，增长区域也从原来的Ｖ一８．０　ｍ以上扩展到整个揭露区。　（２）本次十字板强度试验与上次ｌ　ｌ　ｌ　Ｊ　　ｊ　ｌ　ｌ试验结果比较，增长约ｌ０　３０　ｋＰａ，在ｌ　一（３）回带误差及控制。回带误差　不大于３００　ｍｍ，回带率小于５％，如　若超过，要检查桩靴是否磨损，是否　需更换，并在旁边补打一根排水板。　（４）排水板回带控制。施工凭振　动头插到底后向上提拔沉管时，如果　回带，则排水板带在沉管口不移动，　等到排水板带移动，量一下沉管上提　高度，此高度即回带长度。如果回带　长度超过３００　ｍｍ，则应在旁边补打　根排水板。　２．５　ｍ以上时，船员应预先将船只驶　进避风港湾内，并在抛好锚、安全固　定船只后，将所有人员撤退到基地或　岸上其他安全地方待命。　（６）桩机行走及插板深度等应有　限位装置。　（７）对丝绳磨损情况应做到心中　有数，该更换的就更换，轧头固定应　符合规范要求。　（８）随时检查柴油机机油、电缆　线的完好程度，保证柴油机正常工　一８．０　ｍ～　一１２．０　ｍ区域地基强度ｌ　增长最明显，堤两侧约增长１５　ｋＰａ，ｌ　堤中心位置约增长３０　ｋＰａ，其它位置ｌ　约增长了１０～１２　ｋＰａ，增长幅度随高｝　程变化不大。　　ｌ（３）通过本次十字板强度试验资ｌ　料初步整理分析说明，经过一年多的ｌ　排水固结，地基强度增长状况良好，ｌ　排水板加固处理达到了理想的效果。ｌ　６结论　　ｌ（１）海上施工塑料排水板只要施Ｊ　（５）打设塑料板时，设专人用靠　尺随时检查打设架的垂直度，当架子　倾斜度超出规范要求时及时调整，　必要时打设架上要配倾斜仪，随时　调整桩机沉管垂直度，控制垂直度　偏差≤１．５％。　（６）深度控制。海上作业一般要　求每１０　ｒａｉｎ观察潮位标，调整１次　导管入水深度，涨潮时逐一加大导管　入水深度，退潮时逐一减小导管入水　深度，始终保持导管人土深度不变。　（７）随时检测水深，调整沉管人　水深度，在桩机主杆上准确画上刻度　　．作。　５原位观测成果分析　根据《天津海滨旅游区临海新城　围海造陆项目四区围堤工程原位测　试实施细则》，对围堤工程在施工期　分阶段进行了十字板强度试验，以了　解地基在使用排水板进行处理后固　结强度增长的情况。监测单位在整个　围堤施工过程中共进行了３次十字　板强度试验，分别为：第一次，２０１０年　３月原位观测设备埋设期间，砂袋棱　体荷载尚未堆筑时，分别在两个测试　断面内进行了天然地基状态的十字　。工工艺正确、方法得当，质量保证措施ｌ　得力，并按照批准的施工技术方案认ｆ　真实施，从１年多的原位观测结果表Ｉ　明地基处理是可以达到设计要求的。　Ｉ　（２）从十字板试验资料分析，即ｌ　使滩涂面在水面下达６　ｍ左右，使用ｌ　塑料排水板进行地基处理也是可行ｌ　的，只是固结时间较长，且在施工过ｌ　程中要严格控制加荷速率。　ｌ　（３）在水深１．５　６．０　ｍ、风浪小于ｌ　１．５　ｍ时，采用专门打桩船打设塑料Ｉ　排水板的施工工艺是可行的。　ｌ　１　ｌ●Ｉ…◆　◆　●　◆…●　●●’●’。◆ｌ●　●　◆　◆…◆　…◆‘◆‘◆　●’…◆●。●　◆◆◆（上接第２２页）普查对象更广。范围　◆　◆…◆●　◆◆…◆　◆‘◆１　而水库、塘坝、窖池数量少、规模小；　程规范到位，完成了从数据采集到逐ｌ　上增加了水利之外其它行业管理的　工程，对圩区堤防、泵站、水闸，非在　册的水库进行了全面清查，还包括了　新建、在建工程；对象上增加了橡胶　坝、涵洞、分散式农村供水工程、塘　坝、窖池工程。因此，工程数量发生了　较大变化。　分布上，工程的位置体现了我省　地形以平原水网为主、低山丘陵为次　平原区工程密集而山丘区工程稀疏。　参数上，由于工程新建和改扩　建，工程特性参数已发生变化，规模　变得更大，防洪供水能力更强。　此外，本次普查的定义、范围、规　模与我省统计口径存在差异，造成了　工程数量的变化及工程等级的变化。　５结论　（１）江苏省水利工程普查按照相　级审核、汇总、上报等一系列工作，成ｊ　果真实可信。　ｆ　（２）水利工程专业普查第一次系ｌ　统全面地调查了江苏省的水利工程ｌ　现状，查清了江苏省水利工程基本情ｌ　况、工程特性指标、作用与效益、管理ｌ　情况。成果数据全面、准确、真实、客１　观的反应了工程的实际情况，为开展ｌ　水利规划设计、工程调度运行、工程　一　的特点，堤防、泵站、水闸数量较多，　关规定办法开展，普查方法科学，流　管理等提供了坚实的数据基础。　豳