厦门某海堤挡潮闸工程与邻近大桥概况调研,水利工程论文.docx

厦门某海堤挡潮闸工程与邻近大桥概况调研,水利工程论文厦门某海堤开口改造工程地点位于某湾口的海堤上，海堤开口是某湾流域潮水进出湾和洪水外泄的重要通道。为解决该海堤开口改造工程挡潮闸干地施工条件，工程采用临时围堰止水的办法。临时围堰分为外围堰和内围堰：外围堰为现有某海堤，围堰顶高程 +7.5 ；内围堰为新填围堰，围堰顶高程 +4.4。 在施工经过中发现某大桥桥墩处边坡出现了局部滑坡。相关部门以为本工程的施工和设计对于邻近的某大桥可能存在安全风险问题。故文章针对某大桥和厦门某海堤挡潮闸工程进行基本情况调查，并给出相关施工设计建议和措施。 2 基本构造情况 2.1 大桥构造基本大概情况 大桥位于某港东端，横跨某海湾，北端距某海堤约 70 m，南端约 40 m，桥梁全长 1660 m至台尾，共有 61 孔 27 m 预应力混凝土简支梁，每孔由 11 片 T 梁组成，梁高 1.4m。桥面宽21 m，设双向四车道，按城市一级主干道设计，桥面标高为6.50m8.50m 左右。 下部构造为钻孔桩基础，直径为 1.5m，双柱墩顶应力混凝土盖梁，圆柱墩直径为 1.2m。局部桥梁桩基之间设有横系梁，底标高与海底平齐，在低水位时，系梁不露出水面。全线工程范围 K0+000K2+654.73，主线全长 2654.73 m，华而不实跨某海湾桥长 1620m，道路长 1034.73 m；除此之外起点处某平面穿插口，西环城路及杏滨路主线穿插长 492.44m，终点处翁厝平面穿插口，翁角路与主线穿插长 624.09 m。 2.2 厦门某海堤挡潮闸构造基本大概情况 厦门某海堤开口改造工程地点位于某湾口的海堤上，海堤开口是某湾流域潮水进出湾和洪水外泄的重要通道。为解决该海堤开口改造工程挡潮闸干地施工条件，工程采用临时围堰止水的办法，临时围堰分为外围堰和内围堰，外围堰为现有某海堤，围堰顶高程 +7.5m；内围堰为新填围堰，围堰顶高程 +4.4m。 挡潮闸采用分离式闸室构造，在闸板上设顺水流方向伸缩缝，将挡潮闸分为 10 个闸段，每个闸段呈 T 形，单孔闸室净宽24m，闸墩长 23.8m，厚均为 3.0m。挡潮闸总长 304m，总宽度246m。墩底板宽度 16m，板厚 2.03.0m，中底板宽度 11m，板厚 0.5m。挡潮闸西边为某大桥，两者相距只要 24.3m中心线距离，基坑抽水、开挖区域基本在某大桥桥下进行。围堰内总水域面积约为 25000m2，潮位在 -3.0m+3.0m 之间，总抽水量约为 13 104m3。基坑内土方呈斜坡式，东面为靠近外围堰的边坡土，地面高程约为 +3.0m，土质为粘性土和砂性土；西面为靠近内围堰的原海底淤泥土，地面高程约为 -6.0m-8.0m。基坑开挖在围堰内抽水完成后进行，基坑开挖底标高为 -8.34m，总开挖量为 21.5 104m3。 闸墩墩身采用 C35 钢筋混凝土构造，为避免产生混凝土的收缩裂缝，以及提高混凝土的耐久性，在混凝土内掺有聚丙烯纤维。另外，根据(海港工程混凝土构造防腐技术规范的规定选用抗氯离子扩散性能强的水泥，并添加适量的外加剂。闸室及闸墩底板均采用钢筋混凝土构造。 本工程闸址选在海堤与某大桥之间狭长地段其地址情况复杂，地基表层存在原老海堤抛石层下的松懈砂性土、软粘土、淤泥等软弱地基，此类地基土均具有标准贯入击数小、承载力低、粘性土的天然含水量高、砂性土的天壤孔隙比大等特点，因而，闸墩选用冲孔灌注桩进行地基处理，每孔闸段共布置 35 根直径 1300mm 的灌注桩，闸室底板采用天然基础。 3 基坑工程 3.1 基本大概情况 挡潮闸及船闸施工基坑处于外围堰和内围堰之间，外围堰为现有某海堤，长 530m，顶高程为 +7.5m；内围堰为新填围堰，长 633 m，顶高程为 +4.2m，某大桥位于华而不实，场地范围狭小，且基坑开挖深度较大。基坑内土方呈斜坡式，东面为靠近外围堰的边坡土，地面高程约为 +3.0m，土质为粘性土和砂性土；西面为靠近内围堰的原海底淤泥土，地面高程约为 -6.0m-8.0m。 基坑开挖在围堰内集水抽完后进行，根据设计施工图。基坑开挖共分四个阶段进行，挡潮闸基坑开挖设计底标高为 -8.34m；船闸基坑开挖设计底标高为 -9.84m，基坑内总土方开挖量约为 34 104m3。 海堤两端分布有多条村庄和交通要道，海堤湾内湾外两侧有海产养殖区。海堤内侧紧挨拟建的挡潮闸为连接海沧与集美的重要交通大桥 某大桥，开挖期间对某大桥的保卫是本工程安全的重中之重。沿老海堤内侧有高压电缆及电缆塔架，现已改迁到老海堤外侧，老海堤上现有军用光缆含有线电视、铁通、联通、网通、移动光缆及军用光缆等、10kV 高压电缆、工业氮气管和自来水给水管等需要在基坑开挖中进行保卫，施工的自然环境复杂。 根据 厦门某海堤开口改造工程岩土工程勘察报告 ，闸底范围地层情况如下：闸底标高下面分布有 3m7m 的素填土，素填土之下有 3m6m 的抛石及 1m9m 的抛砂，抛石与抛砂分布不均，部分地段缺失。开挖深度为 8m11m。另在围堰及拟建船闸范围分布有 0.6m5.6m 的淤泥。 工程区原始地貌属滨海相的沟谷。某海堤走向近南北向，其构造为土石堤底部为抛石、抛砂，中上部为粘土、块石组成，靠外海一侧为块石混凝土构造护坡。堤顶标高一般在6.0m 左右，海堤西侧为某湾水面标高为黄海标高 -0.50m，东侧为厦门西港高潮位为黄海标高 3.70m；低潮位为黄海标高-1.50m，实测各钻孔孔口高程在黄海标高 -12.36m6.05m。 3.2 场地岩土层特征及分布 在钻孔揭露深度范围内的岩土层按成因、构成顺序和岩性可分为：淤泥、素填土-1、素填土-1a、抛石-2a、抛砂-3、填砂素填土1-3a、淤泥质粘土、砂质粘土粘土-1、含泥中粗砂-2、淤泥质粘土-3、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩-1、碎块状强风化花岗岩-2、中风化花岗岩、微风化花岗岩，共 14 层。 3.2.1 地表水体特征某海堤西侧为某湾，湾内水体水面相对稳定，平均黄海标高为 -0.5m 左右，水位波动幅度一般在 0.5m 左右；某海堤东侧为厦门西港，根据厦门鼓浪屿观潮站资料，该海域高潮位为黄海标高 3.70m，历年最高潮位为 4.35m；低潮位为黄海标高 -2.50m，历年最低潮位 -4.08m；平均高潮位 1.58m，平均低潮位-1.73m；实测最大潮差 6.92m，平均大潮期间潮差 4.95m，平均小潮期间潮差 2.85m，历年平均潮差 3.98m。 3.2.2 地下水特征场地地下水主要为赋存于素填土、抛石、抛砂、含泥中粗砂、残积土中的孔隙水以及基岩风化带中的孔隙裂隙水，水力性质一般为潜水，局部承压。抛石-2、抛砂-3、含泥中粗砂-2层为强透水层，水量丰富；素填土、强风化岩为中等透水层，水量较丰富；全风化岩、残积土为弱透水层，水量较贫乏；淤泥质粘土、粘性土为微 极微透水层，水量贫乏；中微风化岩带水量主要受裂隙发育程度及裂隙性质影响，在揭露深度范围内一般属弱透水层，水量贫乏。抛石-2、抛砂-3、含泥中粗砂-2层等强透水层与海水相连通，其水头高度大致与海平面相当，其水位受潮水影响，呈互补关系，大气降水、地下径流对其影响有限。 3.3 防渗帷幕布置情况 内围堰迎水侧布置防渗帷幕长度 545m，外围堰防渗帷幕布置在迎海侧的堤身上，总长度 573m。内外围堰构成了一道总长 1118m 封闭的防渗帷幕。外围堰老海堤开口段的防渗帷幕上部被开挖后，为了知足外消力池基坑开挖时的防渗要求，在抛石棱体与现有海堤外侧坡面连接处布置一层防渗土工膜，与袋装土联合构成一道防渗设施。内围堰堤身迎水侧采用粘土和复合土工膜，堤身下砂层采用高压旋喷工艺进行防渗。外围堰防渗帷幕抛石层为低压灌稠浆，砂层为高压旋喷，两者竖向搭接 2m。在老海堤与新填围堰接头部位的南北两端各 25m 墙段位于某大桥及老海堤局部 17m 的试验段防渗幕墙采用冲孔排桩。整个内外围堰的防渗帷幕构成一道封闭的防渗帷幕。 4 桥梁基础地质情况勘察 据本次勘探孔揭露，在钻探深度范围内的岩土层按成因、构成顺序和岩性可分为：-1素填土、-2碎、块石填土、-3中粗砂素填土、-1粉质粘土、-2淤泥质土、-1含泥中粗砂、-2粉质粘土、-3含泥粗砾砂、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、-1砂砾状强风化花岗岩、-2碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩等层。 4.1 地表水体特征 某大桥桥墩位于某海堤内，湾内水体水面相对稳定，平均黄海标高为 -0.5m 左右，水位波动幅度一般在 1.0m 左右；某海堤东侧为厦门西港，根据厦门鼓浪屿观潮站资料，该海域高潮位为黄海标高 3.70m，历年最高潮位为 4.35m；低潮位为黄海标高 -2.50m，历年最低潮位 -4.08m；平均高潮位 1.58m，平均低潮位 -1.73m；实测最大潮差 6.92m，平均大潮期间潮差 4.95m，平均小潮期间潮差 2.85m，历年平均潮差 3.98m。 4.2 地下水特征 场地地下水主要为赋存于素填土、填石、填砂、含泥中粗砂、残积土中的孔隙水以及基岩风化带中的孔隙裂隙水，水力性质一般为潜水，局部承压。-2碎、块石填土、-3中粗砂素填土及含泥中粗砂层为强透水层，水量丰富；素填土、强风化岩为中等透水层，水量较丰富；全风化岩、残积土为弱透水层，水量较贫乏；淤泥质粘土、粘性土为微 极微透水层，水量贫乏；中微风化岩带水量主要受裂隙发育程度及裂隙性质影响，在揭露深度范围内一般属弱透水层，水量贫乏。场地地下水动态主要受潮水影响，呈互补关系，大气降水、地下径流对其影响有限。 为了查明场地地下水与某湾潮水的波动关系，勘察时对部分钻孔内地下水及潮水进行了同步连续观测，地下水水位与潮水位基本同步，二者水位标高基本一致。 4.3 地表地下水对基础的影响 大桥桥墩位于湾海堤内，地表水与勘探孔内地下水存在密切的水力联络，地下水与某湾内地表水一样随潮水而升降。由于地下水对构造有中等腐蚀性；对钢筋构造中的钢筋在长期浸水情况下有弱腐蚀性，在干湿交潜条件下有强腐蚀性，因而设计需采取相应等级的防腐措施。 在拟建桥墩加固部位除地下水对建筑材料有一定的腐蚀性外，地下水对桩基础施工的影响表如今预先成孔的情况下施工时受地下水影响上部土层如填土、粉质粘土、-2淤泥质土、-1含泥中粗砂、-2粉质粘土、-3含粗砾砂、残积土砂砾状强风化岩层局部易产生塌孔、流砂等现象。 5 结 论 本工程闸址选在海堤与某大桥之间狭长地段其地址情况复杂，地基表层存在原老海堤抛石层下的松懈砂性土、软粘土、淤泥等软弱地基和强透水的砂层这些地质条件和因素对于保障工程安全特别不利。 从某大桥构造基本大概情况，桥面较宽，围堰范围内的桥梁下部构造只设有两个墩柱没有系梁，某大桥上部情况现在状况经检测属于三类桥；同时桥梁重载交通状况严重，车流量大，超载车辆多，因而桥梁构造对于额外的施工安全影响将特别敏感。如拟在桥梁底部和邻近区域进行诸如基坑开挖和冲孔施工，应事先进行具体的勘察分析和安全评估，同时还应有专门针对保障桥梁安全的构造物设计、施工和监测方案，并严格按专项安全设计的方案和工艺施行构造加固后，才能进行相关的施工作业。 地表、地下水对基础有腐蚀影响，某大桥部分墩柱已出现不同程度侵蚀状况，且对桥梁墩柱承载能力已产生削弱影响，必需对桥墩进行补强加固。 以下为参考文献 1 GB50021-2001,岩土工程勘察规范S.北京:中国建筑工业出版社,2001. 2 GB50287-99,水利水电工程地质勘察规范S.北京:中国计划出版社,1999. 3 JTGD63-2007,公路桥涵地基与基础设计规范.S.北京:人民交通出版社,2007. 4 JGJ94-2008,建筑桩基技术规范S.北京:中国建筑工业出版社,2008. 5 GB50011-2001,建筑抗震设计规范2008 年版S.北京:中国建筑工业出版社,2008.