无掩护条件海水环境真空预压施工总结

1、无掩护条件海水环境真空预压施工总结顾得义 （天津港航工程有限公司第三项目经理部） 摘 要：天津港集装箱二期土地整理工程岸坡B 区真空预压采用充填砂袋的形式形成临时围埝，在北支航道中形成陆域，为真空预压的施工创造条件，在形成陆域的过程中，临时围埝的安全性和稳定性是本工程关注的重点，也是本工程和普通真空预压工程的不同之处。关键词：围埝、保护；压膜沟；真空预压。1、工程背景天津港东疆港区集装箱码头二期地基加固工程位于天津港东疆港区内,东临美洲路，西至西内堤海侧64m范围,南侧为东疆港区联检中心。本工程地基处理总面积约27万m2，分为岸坡A区和岸坡B区。其中岸坡B区为无掩护条件海水环境真空预压，在北支

2、航道西内堤海侧原泥面上吹填大型充填袋，在低潮时形成陆地。然后在新形成陆地的南、西、北三侧继续吹填砂性土挡埝，挡埝总长度1000米，挡埝吹填标高至+4.8m，使之形成封闭的陆域，将圈围内的海水抽干，形成陆地干作业的条件。在圈围内铺设60cm的中粗砂垫层，采用陆地打板机施打排水板，打设塑料排水板完成后进行真空预压施工。2、施工工艺介绍吹填大型充填袋吹填沙性土挡埝铺设中粗砂打设塑料排水板开挖压膜沟铺设密封膜真空预压2.1 吹填大型充填袋及挡埝施工工艺流程：模袋制作、检验模袋摊铺吹填充填袋吹填充填袋挡埝验收施工顺序加固区范围内吹填充填砂袋，充填材料为粉砂，充填边界为挡捻坡脚线充填袋，顶标高为2.4m（

3、B0区为3.0m）。施工放线，进行2.4米以下三层充填袋施工，一、二层吹填厚度控制为0.5m，第三层为0.5m1.4m厚，以标高控制，吹填至+2.4m。施工分为两个作业面组织施工，由北向南788m处为分界点，由分界点向南、北两侧同时进行施工，每个袋子搭接不少于2m。 岸坡B区现场平面图岸坡B区分区平面图、里程号及围埝观测仪器平面布置图2.4m以下充填袋施工完毕后，海侧挡捻位置继续吹填充砂袋挡捻至标高+3.5m，埋设挡捻位移观测仪器。加固区西侧挡埝位置首先吹填2层充填袋，12m宽一层、10m宽一层，每层厚度为0.5m，搭接不少于2m，吹填至+3.5m，以标高控制，埋设位移观测仪器。以现阶段的潮水

4、和风的影响，最大潮水为+3.8m，加上风的影响，水位可增至+4.3m，依据图纸说明，海侧挡捻增高至+4.8m。岸坡B区挡埝监测在整个施工期间，控制挡埝向海侧的水平位移不大于4mm/天，连续5天累计位移不大于15mm。岸坡B区大型充填袋及挡埝断面图施工期间存在的问题我项目部于2013年11月1日完成2.4m以下充填袋施工，11月2日开始对西侧挡埝进行加高，11月2日完成第一层挡埝施工、11月3日完成第二层挡埝施工，第二层挡埝施工完成后标高已达到+3.5m，通知第三方于11月4日埋设位移观测仪器。检测仪器埋设完成后11月5日陆续进行第三层充填袋施工，在第三层充填袋施工过程中第三方监测数据显示水平位

5、移及沉降远远要高于设计要求范围，暂停施工。11月7日监测数据显示CX1#CX10#测斜水平位移速率为5.71264.09mm/天，11月5日11月7日累计沉降量为34290mm。 由于加载过快K0K180、K1080K1433处挡埝外侧出现明显的隆起，存在失稳情况。围埝深层土体水平位移 （单位mm）编号/日期CX1#测斜CX2#测斜CX3#测斜CX4#测斜CX5#测斜11.511.7378.15528.18104.31124.77位移速率189.08264.0952.1662.39累计位移378.15528.18104.31124.77标高(米)-1.0+1.0-0.5-0.5-1.0编号/日

6、期CX6#测斜CX7#测斜CX8#测斜CX9#测斜CX10#测斜11.511.711.4193.8725.5338.2226.31位移速率5.7146.9412.7719.1113.16累计位移11.4193.8725.5338.2226.31标高(米)-0.5-0.5+0.0-0.5+0.5注：正号表示向西侧港池，负号表示向陆域。 表层监测数据 （单位mm）编号/日期J1J2J3J4J5J611.511.7135-217537382累计沉降量135-217537382编号/日期J7J8J9J10J11J1211.511.75729075533454累计沉降量5729075533454在暂停施

7、工过程中，由于海浪对埝体的来回冲刷，对埝体结构影响较大，导致K600位置处出现15m宽缺口，上部挡埝结构已被海浪冲坏。由于岸坡B区南侧挡埝K1383K1433处下部土体在前期挖泥时被扰动,土体承重较差,致使西南侧挡埝出现严重滑移和沉降,整个埝体严重失稳.。问题解决措施充填袋挡埝及反压平台断面图为确保后续施工安全，我部于11月15日11月18日对西侧和南侧挡埝外侧进行反压处理，反压结构为二层宽度为10m，每层厚度为80cm的充填袋，且在反压充砂袋施工前底部吹填30cm厚粉砂，加快淤泥板结，提高隆起淤泥的承载力及反压充砂袋的整体稳定性。在反压充砂袋施工完成后在铺设一层400g土工布，由底到上，将整

8、个挡埝进行包裹，防止海浪冲刷及海水侵入，破坏埝体。并用砂肋条进行压护。反压沙袋完成后，临时围埝的侧移得到明显的控制，通过后期的观测得知，整条围埝暂时稳定。经过各方讨论为了保证埝体的稳定决定减小B8区加固面积,增大B0区自重预压区面积,在B8区南侧K1321位置上吹填东西方向的充填袋挡埝。围埝深层土体水平位移 （单位mm）编号/日期CX1#测斜CX2#测斜CX3#测斜CX4#测斜CX5#测斜11.181.51-7.684.762.96-3.5511.193.76-2.12-1.290.580.1811.20-6.91-2.76-7.33-4.65-4.4511.21-0.06-31.82-2.3

9、6-6.91-3.7911.22-1.34-0.17-3.45-5.440.5511.23-0.78-1.11-0.24-6.37-2.7611.24-3.71-5.82-4.67-8.75-2.7711.250.65-1.750.71-2.59-1.8511.267.843.394.394.312.6811.279.85-0.54-0.54-4.08-2.47累计位移20.42-48.58303.05-9.322-28.70标高(米)-1.0+1.0-0.5-0.5-1.0编号/日期CX6#测斜CX7#测斜CX8#测斜CX9#测斜CX10#测斜11.181.350.80-8.19-6.38-

10、6.0311.19-0.65-1.78-4.07-1.29-15.4711.20-0.89-1.98-3.22-1.76-4.0311.21-4.52-9.415.504.007.5811.220.497.474.21-2.524.3011.231.186.02-4.15-8.786.9011.24-9.28-3.861.60-16.092.3611.25-2.553.47-11.321.615.5011.263.974.016.734.852.8011.27-3.77-0.97-1.092.60累计位移0.20281.48268.6494.0181.40标高(米)-0.5-0.5+0.0-0

11、.5+0.5注：正号表示向西侧港池，负号表示向陆域。表层监测数据 （单位mm）编号/日期J1J2J3J4J5J611.511.27227-267658478376累计沉降量227-267658478376编号/日期J7J8J9J10J11J1211.511.27221373225105179122累计沉降量2213732251051791222.2 铺设中粗砂临时围埝的稳定得到控制以后，进行铺设中粗砂的施工。采用海上皮带船吹填机械整平方式进行施工。为了保证充填袋埝体的稳定性，铺砂时利用皮带船将中粗砂直接打到加固区中间部位，利用挖掘机先进行加固区东侧摊铺施工，然后在进行加固区西侧中粗砂的铺设。皮

12、带船吹填高度不得超过2m，避免堆积黄沙过高造成陆域下沉不均匀而影响围埝的安全。同时施工机械只允许施工挖掘机，禁止施工其他机械，同时在吹填过程中必须有专人进行指挥。2.3 开挖压膜沟的技术改进岸坡B区设计图纸中压膜沟处理方式为加固区四周全部打设粘土帷幕墙。但是由于打设粘土帷幕墙相当于将整个西侧挡埝与底部大型充填袋分开，存在挡埝整体失稳向海侧滑移的危险，不利于整个埝体的稳定，同时本工程岸坡B区开工时间较晚10月25日正式施工，具备打设粘土帷幕墙时间为11月30日，我部计划在冰冻前进行铺膜抽气，粘土帷幕墙施工效率低且施工长度长（总长约2950m），已无法满足进度的要求。为了最大限度保证了海侧埝体的稳

13、定及保证了上冻前真空抽气的进度要求，在争得设计、业主、监理各单位同意的前提下，我部拟采用压膜沟开挖的方式替代帷幕墙。施工流程开挖加固区东侧、南侧、北侧压膜沟铺设密封膜踩密封膜（东、南、北三侧）布设真空泵开挖西侧压膜沟（以6m为流水段）踩开挖完成段密封膜（以4m为流水段）铺设压膜沟密封膜（8m宽）和土工布回填粉砂加固区密封膜与压膜沟密封膜搭接袋装土压护吹填充填袋压护。预压区西侧压膜沟具体施工方法首先将加固区西侧的积水排净，在开挖压膜沟时防止由于积水过多导致坍塌。压膜沟采用挖掘机开挖，开挖深度（视现场实际情况进行调整）约3m。开挖前用GPS放线，开挖时保证断面尺寸，切断透水层，最浅挖至不透水层顶面

14、以下500mm，靠近西侧挡埝边坡按1：1来控制，靠近加固区边坡按1:0.5来控制。开挖西侧压膜沟之前，应先把加固区密封膜铺上，南、北、东三侧密封膜踩入不透水层中，西侧密封膜卷起放置在西侧压膜沟边缘位置，用袋装土对其进行压护，同时开启真空泵，将密封膜吸紧。开挖西侧压膜沟时，为了最大限度保证埝体的稳定性，最大限度降低潮水对埝体的影响，应赶潮水作业，在低潮时施工。每个区采取两个作业面形式，每个作业面配备两台挖掘机，一台负责前方开挖，另一台负责后方回填。开挖出的粉砂在压膜沟东侧堆放，开挖西侧压膜沟时以6m为流水段，开挖后将8m宽密封膜分层踩入压膜沟内，每个区采用3块8m宽64m长小膜，踩膜完成后另一台

15、挖掘机快速将堆放的粉砂回填到压膜沟内，减少晾槽时间，最大限度的保证挡埝结构的稳定性。最后将一层编织布和3层密封膜分层与压膜沟内密封膜进行搭接，搭接宽度不小于2.0m，上部采用袋装土压护，然后在压膜沟上铺设一层400g土工布，上部吹填充砂袋压护。密封膜连接方式：采用密封膜粘合剂将3层密封膜分层与压膜沟内密封膜进行粘合、搭接，粘合搭接宽度不小于2.0m，然后用袋装土进行压护。开挖过程中可能存在积水情况，提前配备4台7.5寸抽水泵，将开挖后压膜沟内积水及时排除，保证压膜沟的正常施工。在每个加固区挡埝轴线位置设置4个水平位移观测点，从压膜沟开挖开始到真空预压结束时时对西侧挡埝的位移情况进行监测，发现问

16、题及时进行反馈和补救。2.4 真空预压期间存在问题本工程采用普通真空预压施工工艺。真空预压前各项准备工作完成后进行真空抽气施工，真空预压有效时间预计为105天。真空预压恒载期间要求膜下真空度不小于650mmHg。真空预压卸载标准：按实测沉降曲线推算的固结度90%；连续5天实测地表沉降速率不大于1.5mm/d。真空抽气期间挡埝变化本工程于12月15日开始正式计时，真空预压抽气阶段根据第三方监测情况围埝所有测斜点全部向陆域方向位移。围埝深层土体水平位移 （单位mm）编号/日期CX1#测斜CX2#测斜CX3#测斜CX4#测斜CX5#测斜12.14-45.39-16.58-2.21-5.43-29.8

17、412.15-7.27-9.573.740.08-6.6212.19-91.62-75.99-20.14-31.16-55.5712.22-47.44-38.33-21.00-20.92-33.0412.25-30.75-34.19-7.21-14.12-18.61累计位移-405.54-394.06209.09-213.82-339.96标高(米)-1.0+1.0-0.5-0.5-1.0编号/日期CX6#测斜CX7#测斜CX8#测斜CX9#测斜CX10#测斜12.14-13.79-11.47-2.14-13.78-12.15-4.76-2.96-4.91-4.24-12.19-58.82-6

18、3.03-13.77-31.91-12.22-33.3-31.93-5.89-9.12-12.25-27.01-28.71-3.31-19.00-累计位移-310.15-26.67425.75-23.3587.40标高(米)-0.5-0.5+0.0-0.5+0.5注：正号表示向西侧港池，负号表示向陆域。测斜所在位置见图纸。随着区内真空预压沉降，西侧挡埝沉降明显，挡埝吹填完成标高4.85.2m，经过20天沉降，目前西侧挡埝标高4.34.8m。西侧挡埝局部地区随着潮水的涨落，存在渗水情况，导致充填袋局部地区被海水涮空，存在坍塌危险。由于挡埝沉降明显，局部地区已经无法满足挡水要求，存在海水倒灌危险。充填袋外防浪土工布由于时间的增长，被海水长期冲涮局部位置已经破损。在抽气期间，随着抽气天数的增长，或因海水倒灌，导致区内积水不断增多（积水厚度1m左右），