土体变形监测技术在海堤工程中的应用

1、 第2卷第34期 2012年12月 土体变形监测技术在海堤工程中的应用李明上海港湾工程质量检测有限公司上海200032摘要:针对海堤工程地质条件差,软土层厚,承载力低,压缩量大等问题,结合洋山深水港大-小乌龟岛联络堤施工过程 的土体监测成果,研究分析深层土体在抛石形成堤身过程中的变化规律以及与现场工况之间的密切关联,并总结出有指导意义的 结论。关键词:海堤;土体监测;深层土体位移;沉降Soil deformation monitoring technology at the seawall projectLi Ming(Shanghai Harbour Engineering Quality

2、Inspection Co., Ltd, Shanghai 200032, ChinaAbstract: Seawall engineering geological conditions and soft soil layers thick, low bearing capacity, compression large problem, combined with the Yangshan Deepwater Port - Little Turtle Island contact the monitoring results of the soil of the embankment co

3、nstruction process, research and analysis of deep soil riprapvariation in the process of formation of the dike, and the close association between the site conditions, and summed up the conclusion of guiding significance.Key Words: seawall;soil monitoring;deep soil displacement;settlement 中图分类号:U656

4、文献标识码:A 文章编号:2095-2104(201212-0190-3海堤工程的地质条件一般较差,软土层厚,承载力低,压 缩量大,受力后极易产生不均匀沉降,从而导致堤身塌陷,甚 至滑坡,造成严重的工程事故。为此,笔者结合洋山港大-小 乌龟岛联络堤施工过程的土体监测成果,研究分析深层土体在 堤身抛石过程中的变化规律,以便为控制施工流程与速率提供 依据,指导施工。 1工程概况大-小乌龟岛联络堤位于上海国际航运中心洋山深水港西 港区的西区,连接大乌龟岛和小乌龟岛,总长约410m,紧邻东 海大桥在大乌龟岛登陆段,为抛石斜坡堤,堤脚距东海大桥桥 墩仅40m左右。本工程主要施工流程为:打设砂桩砂垫层软体

5、排铺设 堤身抛石。2工程地质概况 本联络堤区域的地质特点是在较坚硬的强风化岩上直接覆 盖极软的淤泥质粘土,主要软土层为2层淤泥质粉质粘土和 1-2层淤泥质粘土。软土层底标高一般在-23m -28.7m之 间,软土层厚度多在15.8m 19m之间。而在北侧靠近东海大 桥一侧,软土层底标高一般在-15m -32m之间,其厚度多在 12.5m 24.7m之间。而南侧软土层底标高和软土层厚度变化比 较剧烈。软土层底标高多在-45m -49.7m之间,厚度一般在 19m 28m之间。总体上软土层底面的倾向呈北高南低的趋势, 软土层厚也是从南向北逐渐减薄。3监测方案由于堤脚距东海大桥基桩较近,施工过程中须

6、对联络堤区 域内土体的变形进行监测,通过分析监测数据,科学合理的控 制施工速率,防止滑坡事故发生,从而保证东海大桥的安全。在联络堤平面位置上共设置2个观测断面,K0+130为断 面,K0+278为断面,每断面搭建3个水上监测平台,其中1个 位于堤身中轴线上,另2个分别位于堤脚处。每个平台均由钢 管定位桩和钢管套管架组成,其结构及安装位置如图1所示。图1监测平台结构及位置示意图3.1深层土体位移通过测定深层土体在抛石施工过程中的侧向变形发展情况,了解土体的稳定性,控制施工速率。该工程在堤脚处共设图2测点平面布置示意图 第2卷第34期 2012年12月 置4个测斜孔,每断面2个,编号分别为CX1C

7、X4,如图2所 示。钻孔埋设时保证测斜管进入基岩不小于2m,测斜管与钢管 套管之间空隙采用中粗砂回填密实。3.2土体分层沉降通过观测土体不同深度沉降磁环的标高(磁环间距为2m , 计算沉降量,了解各土层的沉降速率和压缩量。在堤身中轴线 位置共设置2个分层沉降观测孔,每断面1个,编号为F1F2。 分层沉降管底部进入基岩不小于1m。3.3表层沉降通过观测表层沉降测点,计算砂垫层在各级抛填荷载下的 沉降量和沉降速率,指导施工。共设置2个表层沉降测点,每 断面1个,编号为C1C2。沉降板采用钢管套架方式安装在定 位桩外侧,并保证沉降板沿定位桩能自由滑动。3.4监测频率与控制标准监测频率:抛填期加荷1次

8、/d,恒载期1次/3d,必要时加密 监测。控制标准:深层土体位移<4mm/d,表层沉降及分层沉 降<10mm/d。4监测成果及分析依据监测数据,结合实际工况及具体施工控制措施,对监 测成果进行如下分析。4.1深层土体位移由于测斜管埋设于监测平台的钢套管中,上端变形来自监 测平台而非土体,因此对测斜管原始泥面以下部分的位移数据 进行分析才具体实际意义。深层土体位移变化曲线见图3图6。监测过程中,各监测孔变形趋势基本保持不变,无突变 及异常情况发生,位移量主要发生在抛填阶段,抛填阶段位移 量占总位移量的90%以上。至抛填结束,原始泥面处位移量最 大的为CX1,累计位移量为189.26m

9、m,最小的为CX2,累计位 移量为77.86mm。堤身南侧(CX1、CX3土体位移量比北侧 (CX2、CX4大,这主要是由于北侧靠近大桥桥墩,施工时每 层的抛填厚度及抛填速率均较南侧小。期间共出现2次位移量 超报警值情况,报警后现场暂停施工并加密监测频率,直至土 体稳定。分析相关数据可知,发生报警时的工况均满足2个条 件:1分层抛填厚度大于2m,2抛填作业位置与报警测孔水 平距离小于20m。从图3图6中可看出土体在基岩表面有少许 滑动迹象。4.2土体分层沉降 在抛填施工过程中,各个测点的沉降变化趋势基本一 致,且与现场实际工况相吻合。从观测资料分析,深度方向 上单个测孔中测点埋设越深,沉降量越

10、小,反之沉降量越 大。由于基岩上覆土层较薄且均为淤泥质粘土,孔中最深处 测点沉降量相对较大(F2-5测点沉降量为245mm也与实际 相符。施工中应根据监测数据合理控制分层抛填厚度和速率,并 留出一定间歇期使因抛填加荷而产生的应力能充分消散(土体 固结,确保土体稳定。分层沉降变化曲线见图7图8,F-1F-5测点沿深度方 向自上而下每隔2m排列。 图7F1测点沉降量随时间变化曲线 图8F2测点沉降量随时间变化曲线4.3表层沉降同一个监测平台上的表层沉降和分层沉降变化趋势基本 一致,且表层沉降的最终沉降量与分层沉降测孔中最浅层测点的最终沉降量基本吻合,C1最终沉降量为524mm,F1-1为547mm

11、;C2最终沉降量为642mm,F2-1为676mm。表层沉降量 之所以略小于分层沉降量是由于监测平台的结构及海洋环境所图3CX1测点位移量图4CX2测点位移量 随时间变化曲线随时间变化曲线图5CX3测点位移量图6CX4测点位移量 随时间变化曲线 随时间变化曲线 第2卷第34期 2012年12月决定的。表层沉降变化曲线见图9图10。图9C1测点沉降量随时间变化曲线图10C2测点沉降量随时间变化曲线5结论通过对监测成果的分析,可得出以下结论:1土体位移及沉降主要发生在抛填阶段,变化量占总变 化量的90%以上;2深度越深,位移量越小,泥面处位移量最大,抛填厚 度及速率对土体最终位移量有较大影响;沉降

12、量随深度的增加 而逐渐减小,最深处土体压缩量与覆土厚度有关;3水运工程抛填施工采用分层抛填时每层抛填厚度不宜 超过2m;4采用分层分段抛填,合理控制施工速率及加强施工过 程监测对预防工程事故有积极意义。参考文献:1中华人民共和国交通部.水运工程测量规范(JTJ203-2001S.北京:人民交通出版社,2001.2国 家 能 源 局.土 石 坝 安 全 监 测 技 术 规 范(DL/T5259-2010S.北京:中国电力出版社,2010.3中华人民共和国交通部.水运工程水工建筑物原型观测技 术规范(JTJ218-2005S.北京:人民交通出版社,2005. 谈混凝土工程冬季施工技术刘建强江苏雷威

13、建设工程有限公司江苏南京210011摘要:为了保证混凝土工程冬季施工质量,施工中必须要合理选择施工材料,优化混凝土配合比,采用科学的施工方法, 严格施工管理,加强混凝土养护。本文探讨了混凝土工程冬季施工技术。关键词:混凝土;工程;冬季;施工技术中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(201212-0192-2随着经济快速发展,城市化进程不断提速,建设工程领域的规模越来越大,结构越来越复杂,随着新材料、新工艺大量应用,建筑工程的冬期施工成为常态化形式。在冬季施工中,长时间的持续负低温,大的温差、降雪和反复的冰冻,经常造成建筑施工的质量事故。据资料分析,混凝土工程有大

14、部分的工程质量事故发生在冬季。本文以此为依据,从以下几方面探讨了混凝土冬季施工技术具有一定的现实意义与参考价值。一、混凝土工程冬季施工的特点1、混凝土质量事故出现的隐蔽性、滞后性。混凝土工程是冬天干的,大多数问题在春季才开始暴露出来,因而给事故处理带来很大的难度,轻者进行修补,重者重来。因此,混凝土质量事故出现的隐蔽性、滞后性,不仅给工程带来损失,而且影响工程的使用寿命。2、混凝土冬季施工的计划性和准备工作时间性强。一些质量事故的发生,是由于混凝土冬季施工准备工作的时间短,技术要求复杂,仓促施工造成的。二、混凝土工程冬季施工原理冬季混凝土施工,水形态的变化是抑制混凝土强度增长的关键因素。由于水

15、泥的水化作用,混凝土浇筑后逐渐凝结、硬化,直至达到设计强度。水化作用速度与混凝土原材料和配合比有关,主要随温度的高低而变化。温度升高,水化作用加 快,强度增长也快。温度降低到0时,混凝土中部分水开始 结冰,逐渐由液相变为固相,参与水化作用的水减少,水化作 用减慢,强度增长相应较慢;温度继续下降,混凝土中的水完 全结冰,水化作用基本停止,混凝土强度不再增长。水变成冰 后,体积增大9%,当混凝土毛细孔含水率超过91.7%时,结冰 会产生2500kg/cm2的冰胀应力,大于水泥内部形成的初期强度 值,使混凝土受到不同程度的破坏,导致其强度降低。水变成 冰后,骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与骨 料、钢筋的黏结力,影响混凝土的抗压强度。冰凌融化后,会 在混凝土内