浙东沿海围垦工程软基处理及海堤结构的方案优选 林希明

浙东沿海围垦工程软基处理及海堤结构的方案优选林希明摘要：浙江东部沿海地区软土地基属高含水量、高压缩性、高灵敏度、低强度的软弱地基，地基承载力及抗剪强度低，工程地质条件差。软土地基处理以及海堤结构的优劣直接决定着围垦工程的成败。目前，软基处理方式主要有塑料排水插板法、爆破置换法等。海堤结构主要有斜坡式、陡墙式和混合式等。本文结合浙东沿海地区的实际施工情形，对围垦工程软基处理以及海堤结构的方案进行优选，为围垦工程施工提供借鉴。关键词：沿海围垦工程；软基处理；海堤结构围垦工程中的海堤基础处理是工程建设中的重中之重，处理好海堤基础是保证围垦工程建设质量和安全的根本。我国仅陆地海岸线便有1800km，其中大部分海岸线为了保护腹地防汛安全，以及开展围垦工程进而人工修建了海堤。特别在浙江沿岸等经济较发达的地区，社会经济的持续发展有力推动了对围垦工程建设的不断需要，新中国成立以后浙江围垦工程面积已达300多万亩，大约拓展了四分之一的省土面积，极大地拓宽了浙江的发展空间，提高了可持续发展潜力[1]围垦工程概况最近几年，浙江省东部沿海地区大力推广围垦工程的建设，此举大大拓展当地经济商贸的发展空间，实现了浙江省可持续发展的目标。沿海地区围垦工程主要是以修建海堤为主体，多采用土石混合堤型，外海侧选取石坝挡潮，内侧选择海涂淤泥闭气。综合浙江东部沿海地区软土的共同特性，通常具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性差和承载力低等特点，由于这些特性带来的不均匀沉降、沉降量过大等问题成为了浙东沿海地区围垦工程最大的难点。软基处理方案优选2.1软基处理概况软土地基具有强度低，固结慢、变形大的显著特点，在软土地基上修建海堤不可忽视的难题是是稳定与沉降位移变形，因为软土地基含水量较大，其在要求的时间内很难达到规定的压实要求和有关技术标准，施工进度又直接影响着施工质量，同时地基处理、碾压要求等施工又有着高标准、严要求的特点，所以软基处理的方案优化势在必行。一方面，在大多数围垦工程中塑料排水插板法发挥了很好的应用成效，在围垦工程中得到了广泛的推广应用。塑料排水板与土工合成材料有机结合，已逐渐成为围垦工程中最为常用的软土地基处理技术方案。另一方面，爆破置换法在某些围垦工程项目中也取得了成功的应用效果，为围垦工程软土地基处理提供了全新的技术方案[2]。2.2塑料排水插板法塑料排水插板法的具体程序是先在沿海软土地基中以垂直方向插入特制的塑料排水板，同时在地表铺设排水碎石垫层，借助水平排水和垂直排水两者的联合作用，达到缩短排水途径，加速地基土排水固结的目的，确保地基强度在规定的时问内取得合理增长，保障软土地基的大部分沉降在要求的施工期得以完成。塑料排水插板法在很多围垦工程中都取得了成功的效果，该方法施工程序比较简捷，使用历史相对比较长，技术趋于成熟，资金投入相对较小，对沿海生态环境影响很小，施工经验丰富，低潮位水下施工也较为方便，在沿海围垦工程中应用广泛，其较为适合处理软基1.0-2.0倍坝高深度。2.3爆炸挤淤置换法爆炸置换法是在软土地基中埋放药包群，起爆瞬问在淤泥中形成空腔，随即抛石体充填坍塌空腔，达到置换淤泥的效果。该法工后沉降小，施工进度快，地基处理成效好，但石方用量大，存在着小范围的生态环境影响。通常来说，爆炸挤淤置换法的石方用量是塑料排水插板法的3倍左右，投资较大，同时还存在隐蔽工程监管和检测难的问题。环境影响方面，由于爆破挤淤法在爆炸时产生噪音和震动，需要石方量较大，对沿海地区海洋环境造成的影响要比其它软基处理方案大，而且连接段海堤都会受到不同程度的影响，同时爆破引起的硝酸物溶于水和土中，会对海域生态环境造成不良影响，严重违背围垦工程的初衷。2.4软基处理方案优选通过对上述两种方案进行分析可知，虽然爆炸挤淤置换法在控制工后沉降与施工进度方面具备显著的优势，然而因为其石方用量大，资金投入较大，而且会对当地海洋生态环境造成一定的影响，这些缺点严重限制了该方案的发展；塑料排水板插法不但节省资金，而且给当地环境造成的影响较小，同时其在设备投入技术完善、施工经验、适用地区广泛等方面的优势可以大大促进当地围垦工程软基处理施工进度的有序开展，确保工程质量与工程早结符合当地经济需求，故推荐浙江东部沿海地区围垦工程软基处理方案选定并运用塑料排水插板法［3］。海堤结构方案优选海堤根据结构型式可分为斜坡式、陡墙式、混合式和改进式。在实际选择海堤的结构方案时，需考虑风浪强度、地基地质、堤身高度、建材价格和施工条件等。3.1斜坡式海堤斜坡式海堤的堤身主体由土堤和护面构成，边坡护面砌体主要依附于堤身土堆。这种结构方案的特点是堤基与地基直接接触面积较大，地基应力相对较小，故海堤整体沉降变形较小，但是在地基不均匀时沉降差较大。另外，由于这种结构方案临水坡坡面较平缓，因而具有充足的地方建设消浪设施。缺点是堤基占地面积相对较高，堤身填筑材料需求较多。3.2陡墙式海堤陡墙式海堤的堤身主体由重力式防护外墙及墙后土堤构成。堤基与地基接触面积相对较小，地基应力集中，沉降差较小，而且波浪爬高值也比斜坡式小。这种结构方案堤身断面较小，工程造价相对较低。缺点主要是风浪对墙面作用力大且集中，容易对堤身造成损坏。除此之外，波浪上壅回落极易造成墙角淘刷，再加上堤身荷载相对集中，沉降较大，容易产生墙角淘空、变形甚至浆砌砖失稳等问题。这种结构方案适合于堤高不大，工程地质条件相对较好的沿海地区。3.3混合式海堤混合式海堤的临海边坡为变坡比结构，是斜坡式与陡墙式的结合型式，当断面组合完美时可同时拥有两者的优势。带平台的复合式断面，布置平台可发挥削减波浪爬，起到稳定堤基的作用。这种海堤结构方案的重点为平台面与后墙的转折处的承受波浪冲击的能力及波浪对平台堤脚的淘刷压力。3.4改进式海堤改进式堤型主要分为改进直墙式和改进斜坡式。改进直墙式由抛石棱体、石墙、墙后填土和前后压台组成，其主要优势是抛石棱体可有效增大石墙的基础宽度，分散地基应力；压载平台可提高海堤的基础稳定性，同时削弱波浪强度，预防堤脚淘刷。与陡墙式结构方案相比，这种结构方案可降低石体的高程，减少石方工程量，且砌石体还能发挥掩护土方填筑，降低施工期潮水引起的土方流失的成效。改进斜坡式结构方案由抛石体、护坡、堤身填土和前后压台组成。这种结构方案除了具有斜坡式结构方案的优势以外，还可发挥压载平台的作用，且底宽较大，地基应力分布相对均匀，适应变形能力相对较强，经实践检验是最适合用于浙东沿海围垦工程的海堤结构方案[4]。结语为了进一步改良与提高我国围垦工程软基处理及海堤结构的方案设计的质量很多科研工作者在坚持不懈的努力着。我国具有海域面积极其广阔，海岸线十分狭长的特点，这些沿海地区都具备开展围垦工程的潜力，因此，做好软基处理以及海堤结构方案优化可以促进围垦工程更深入的建设。参考文献：郑田中，许吉.瓯飞一期围垦工程软基处理及海堤设计J].建材发展导向(下),2012,10(2):63-65.余月魁.沿海地区围