章琦，劉耘東

（1.廣州南華工程管理有限公司，廣東 廣州 510230；2.中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461）

1 工程概況

1.1 總體情況

上海國際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)位于杭州灣口東北部、上海浦東新區(qū)蘆潮港東南的崎嶇列島海區(qū)小洋山一側(cè)。目前小洋山港區(qū)已建成一至三期碼頭工程并連成一體，岸線總長一期工程1 600 m、二期工程1 400 m、三期工程2 600 m。

碼頭設(shè)計(jì)為5萬～15萬噸級(jí)集裝箱專用泊位。一至三期水工結(jié)構(gòu)總體上一致，均由碼頭和接岸結(jié)構(gòu)兩大部分組成，碼頭與接岸承臺(tái)用簡(jiǎn)支板連接。

1.2 駁岸結(jié)構(gòu)

碼頭后方填海區(qū)填方高度26 m左右，淤泥厚度最厚處有20多m，接岸結(jié)構(gòu)采用斜頂樁、板樁、支承樁和承臺(tái)組成獨(dú)立的岸壁作為擋土結(jié)構(gòu)。基樁采用直徑2 000 mm打入式鋼管斜頂樁、直徑1 900 mm板樁鋼管直樁和直徑1 500 mm支撐樁。一些區(qū)段承臺(tái)樁為嵌巖，包括采用斜嵌巖樁[1]。

圖1 洋山三期工程駁岸斷面圖Fig.1 Cross-section of the revetment phase III Yangshan Port project

三期工程水工碼頭和駁岸結(jié)構(gòu)斷面圖見圖1。

駁岸工程監(jiān)理的范圍為承臺(tái)結(jié)構(gòu)、承臺(tái)后方的擋土墻、拋石棱體及內(nèi)側(cè)倒濾層結(jié)構(gòu)。倒濾層結(jié)構(gòu)由土工布排體+混合倒濾層構(gòu)成，并在其外側(cè)覆蓋袋裝砂保護(hù)。

2 駁岸回填施工情況及質(zhì)量控制

承臺(tái)功能為阻隔后方高填土產(chǎn)生的地基變形，避免因后方加載對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)的影響。后方回填采取的質(zhì)量控制措施主要有以下幾點(diǎn)。

2.1 沉降位移監(jiān)測(cè)

承臺(tái)后方回填范圍地基土為淤泥，在承臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置了監(jiān)測(cè)管和平臺(tái)，回填加載時(shí)對(duì)承臺(tái)和地基土的沉降位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容有土體表面沉降、分層沉降、分層土體位移和孔隙水壓力等，間距350 m左右。每個(gè)承臺(tái)端部設(shè)置4個(gè)沉降位移觀測(cè)點(diǎn)，在回填期間對(duì)承臺(tái)進(jìn)行觀測(cè)[2]。

2.2 棱體和堤心石拋填

1）拋填采用水上拋填方式。拋填時(shí)，監(jiān)理工程師督促施工單位分層控制拋填速率。

2）為防止拋石和理坡破壞支承樁防腐涂層，拋填前對(duì)鋼管樁表面包裹土工布和竹籬笆保護(hù)。

2.3 鋪設(shè)碎石倒濾層

按驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)倒濾層的厚度進(jìn)行控制，并在驗(yàn)收后及時(shí)覆蓋土工布，防止受到破壞。

2.4 鋪設(shè)土工布

1）土工布進(jìn)場(chǎng)前，施工單位按每1萬m2取1個(gè)樣品檢驗(yàn)，監(jiān)理按10%比例進(jìn)行平行抽檢。

2） 土工布分兩層施工：碎石墊層上鋪第一層、拋填倒濾層，之后鋪第二層土工布。

3） 施工時(shí)，需檢查鋪布船上土工布鋪設(shè)情況、記錄鋪設(shè)位置。鋪布船為專業(yè)船，施工效率高。

4）土工布先在鋪布船上鋪開，用砂沖填土工布上的沙肋，然后放至碎石墊層或倒濾層上。鋪設(shè)寬度比設(shè)計(jì)多5 m，以適應(yīng)碎石面不平整、布收縮和安放位置誤差，保證土工布鋪設(shè)的搭接寬度。

5）土工布驗(yàn)收采用對(duì)照施工記錄（含有每1幅布4個(gè)角點(diǎn)實(shí)際測(cè)量的坐標(biāo)）的方法，并對(duì)土工布的壓緊和搭接寬度進(jìn)行30%的水下抽檢。

6）上層土工布鋪設(shè)后，鋪筑袋裝砂，防止后方吹填砂對(duì)土工布和倒濾層造成破壞，見圖2。

2.5 監(jiān)測(cè)反饋

在駁岸交付吹填后，駁岸施工單位繼續(xù)負(fù)責(zé)承臺(tái)和地基的監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果反饋給有關(guān)單位。

圖2 土工布鋪設(shè)圖Fig.2 Paving of geotextile

2.6 施工中出現(xiàn)的問題

壓上袋裝砂后，后方開始吹填砂，但未出水面。因吹填海域后方的導(dǎo)堤連接后，使吹填海域完全封閉，倒濾層受到破壞。原因是水域封閉后，漲潮時(shí)，由于水域面積較大且底質(zhì)為淤泥、透水性差，回填區(qū)內(nèi)水位上漲緩慢，與水域外形成較高的水頭差，水流從倒濾層頂部下瀉沖刷倒濾層、部分袋裝砂被沖垮。處理措施為：將封閉的水域挖開一道口子，使?jié)q潮時(shí)水流能快速進(jìn)入回填區(qū)，避免內(nèi)外水頭差過大。

2.7 承臺(tái)和碼頭結(jié)構(gòu)位移情況

1）洋山三期一階段Ⅰ標(biāo)段和二階段Ⅳ標(biāo)段承臺(tái)和碼頭結(jié)構(gòu)位移統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 承臺(tái)和碼頭結(jié)構(gòu)位移統(tǒng)計(jì)表Table1 Statistical table of the structural displacementsof capsand wharfs mm

2）一階段Ⅰ標(biāo)段碼頭部分結(jié)構(gòu)段先于后方回填砂施工，回填開始后位移較大；二階段Ⅳ標(biāo)段碼頭回填砂完成后施工，故總體位移量較小。

3）二階段Ⅳ標(biāo)段承臺(tái)位移在Ⅳ標(biāo)段吹填砂基本結(jié)束時(shí)，由于臨近的Ⅲ標(biāo)段承臺(tái)位移更大，故采取以下處理措施：后方暫停吹填；改進(jìn)位移監(jiān)測(cè)方法，測(cè)量控制點(diǎn)每周用GPS測(cè)量方法復(fù)核；建設(shè)單位每周召開監(jiān)測(cè)會(huì)議，協(xié)調(diào)對(duì)護(hù)岸位移有影響的各施工單位的施工安排，一旦位移超出控制要求，則暫緩有關(guān)單位的施工。

采取措施后，盡管后方仍有項(xiàng)目施工，但施工速度受到限制，護(hù)岸位移曲線大大趨緩，至工程竣工和使用后一直沒有發(fā)生護(hù)岸失穩(wěn)事故。

3 承臺(tái)位移原因分析

一階段Ⅰ標(biāo)段承臺(tái)位移總體正常，在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。但二階段Ⅳ標(biāo)段承臺(tái)位移量明顯增大，主要原因分析如下：

1）二階段Ⅳ標(biāo)段駁岸施工期間趕工。駁岸結(jié)構(gòu)完成后，后方拋石棱體、倒濾層和吹填砂施工基本沒有停止過，從拋石開始至回填砂結(jié)束最長時(shí)間僅8個(gè)月，拋石棱體地基加固沒有必要的排水固結(jié)時(shí)間，使板樁墻承受拋石棱體的土壓力過大。

2）護(hù)岸后方有深達(dá)20 m的淤泥，大范圍吹填砂引起深層土體位移，導(dǎo)致板樁底部位移。從設(shè)計(jì)計(jì)算模式看，如底部不動(dòng)，頂部護(hù)岸的過大位移將導(dǎo)致樁基塑性變形，但事實(shí)上承臺(tái)結(jié)構(gòu)自發(fā)現(xiàn)發(fā)生過大位移至工程竣工，一直是穩(wěn)定的，因此反推樁底部有位移的結(jié)論可以成立。

3）由表1可知，承臺(tái)和碼頭位移主要發(fā)生在棱體后方吹填砂階段，但護(hù)岸結(jié)構(gòu)和后方吹填有各自的施工監(jiān)理單位，在工程協(xié)調(diào)和控制方面有一定的難度，建設(shè)單位忽略了此方面的綜合協(xié)調(diào)，在觀測(cè)報(bào)警后，沒有引起有關(guān)單位足夠重視。

一階段Ⅰ標(biāo)段碼頭在后方地基處理期間位移較大，經(jīng)分析有如下原因：

1）發(fā)生較大位移的碼頭部位為第1結(jié)構(gòu)段，該段基樁采用直徑為1 800 mm的鋼管直樁，排架間距10 m，每排架樁8根，全直樁結(jié)構(gòu)對(duì)土體位移產(chǎn)生的水平力抵抗較差，故位移大一些。

2）第1結(jié)構(gòu)段后方進(jìn)行過強(qiáng)夯地基處理及高壓旋噴樁施工，對(duì)淤泥擾動(dòng)大，因土體位移帶動(dòng)樁基產(chǎn)生了較大位移并具有滯后性，地基處理及高壓旋噴樁施工后，碼頭1、2分段軌道即出現(xiàn)了25 mm左右的錯(cuò)牙，此后繼續(xù)發(fā)展，最大達(dá)到41 mm。碼頭第1結(jié)構(gòu)段對(duì)應(yīng)的后方1號(hào)、2號(hào)承臺(tái)向海側(cè)位移也增加了46 mm和40 mm。

4 結(jié)語

洋山港水工碼頭工程駁岸結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制良好，但也有因回填失控導(dǎo)致承臺(tái)和碼頭位移過大的教訓(xùn)，總結(jié)有以下幾方面：

1）一次回填厚度及每層間隔時(shí)間應(yīng)按設(shè)計(jì)要求、地基土性質(zhì)和監(jiān)測(cè)結(jié)果加以控制[3]。此為回填的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示碼頭和護(hù)岸的沉降位移超過控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)指令暫?；靥罨蛘{(diào)整回填方案。當(dāng)采用陸上回填方式時(shí)，如果回填高度超過允許的層厚要求，則必須先水上拋填至必要的標(biāo)高，之后再陸上回填。

2）回填時(shí)必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)回填區(qū)域較大且為軟土地基時(shí)，應(yīng)注意布置的監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)在回填區(qū)范圍內(nèi)是否穩(wěn)定，每次監(jiān)測(cè)前，應(yīng)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行校核。監(jiān)理工程師對(duì)監(jiān)測(cè)方法要預(yù)先審核并對(duì)監(jiān)測(cè)過程予以檢查。

3）軟基上后方大范圍的吹填砂對(duì)護(hù)岸結(jié)構(gòu)影響很大，應(yīng)當(dāng)把吹填砂的施工納入總體控制范圍內(nèi)。吹填砂也必須按層厚和時(shí)間間隔要求施工。如果后方吹填砂由其它施工單位和監(jiān)理單位負(fù)責(zé)，則應(yīng)及時(shí)將監(jiān)測(cè)結(jié)果通報(bào)各有關(guān)單位，通過建設(shè)單位協(xié)調(diào)后，方可進(jìn)行吹填砂的施工。

在建的洋山四期駁岸工程，由建設(shè)單位建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，觀測(cè)單位將數(shù)據(jù)發(fā)布于該平臺(tái)，各有關(guān)單位均可第一時(shí)間進(jìn)行查詢，設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位在平臺(tái)上發(fā)布控制意見，施工單位根據(jù)報(bào)警情況控制施工，避免了位移過大問題的再次發(fā)生。

4）軟基上的駁岸后方應(yīng)避免采用引起深層擾動(dòng)的施工方法，如強(qiáng)夯、高壓旋噴，以防止駁岸和碼頭發(fā)生過大位移。

5）由于后方回填和吹填砂對(duì)碼頭區(qū)域土體位移有影響，為避免碼頭發(fā)生較大位移、影響軌道布置，碼頭沉樁或樁帽澆注宜在后方回填基本完成后進(jìn)行。

[1] 吳鵬程，朱明有.洋山深水港區(qū)一期工程水工碼頭C標(biāo)段駁岸施工技術(shù)[C]//港口工程分會(huì)技術(shù)交流文集.北京：中國土木工程學(xué)會(huì)，2005：396-402.WUPeng-cheng，ZHUMing-you.Revetment construction technology in C section of phase I Yangshan deepwater port hydraulic wharf project[C]//Technical communication proceedings of harbor engineering branch.Beijing：China Civil Engineering Society，2005：396-402.

[2]戴炳坤，尹海卿.洋山港一期工程水工碼頭AB標(biāo)駁岸及碼頭的沉降和位移[J].港工技術(shù)與管理，2005（4）：3-9.DAI Bing-kun，YIN Hai-qing.Settlements and displacements of the revetment and wharf in AB section of phase I Yangshan Port hydraulic wharf project[J].Technology＆Management of Port＆Harbor Engineering，2005（4）：3-9.

[3]王現(xiàn)中.上海洋山深水港三期工程變形監(jiān)測(cè)與分析[J/OL].城市建設(shè)理論研究，2013（4）.http：//www.qikan.com.cn/article/csjl/csjl201304/csjl2013042517.html.WANG Xian-zhong.Deformation monitoring and analysis of the phase IIIYangshan deepwater port project in Shanghai[J/OL].Urban Construction Theory Research，2013（4）.http：//www.qikan.com.cn/article/csjl/csjl201304/csjl2013042517.html.