封永杰

[摘 要]文章首先簡(jiǎn)述了圍堰的種類及作用，然后分析了地基處理措施，最后重點(diǎn)探討了圍堰的安全防護(hù)技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]港口航道；圍堰形成；防護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：U656.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）20-0130-01

一、前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加強(qiáng)港口航道基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，促進(jìn)圍堰技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究是發(fā)展工程建設(shè)的重要部分，我們要做好圍堰的安全保護(hù)，采用必要的措施和技術(shù)，確保安全度汛。

二、圍堰的種類及作用

1、圍堰的種類劃分

在實(shí)際港口航道工程建設(shè)中，由于施工的自然條件、所建筑的港口航道工程項(xiàng)目都不可能相同，所以決定了采用的圍堰種類也不盡相同，根據(jù)實(shí)際的施工情況，一般按材料的性質(zhì)劃分，有混凝土圍堰、木板樁圍堰、土石圍堰、管柱圍堰、鋼圍堰、木籠圍堰等多種，隨著科技的進(jìn)步，越來(lái)越多的新材料應(yīng)用到港口航道工程施工中，采用新工藝新材料的圍堰也逐漸應(yīng)用到施工中，如竹籬笆墻圍堰。

2、圍堰的主要作用

當(dāng)一些建筑的基礎(chǔ)位于地表水位以下時(shí)，當(dāng)所需建筑要建在沿海、河道或湖泊中時(shí)，就要用到圍堰來(lái)輔助施工了，所以圍堰一般是用做防水、圍水，保證施工作業(yè)面在無(wú)水的情況下進(jìn)行，便于施工，另外圍堰還能對(duì)基坑的坑壁起著支撐作用，給施工作業(yè)提供一個(gè)安全環(huán)境。圍堰是一種臨時(shí)性的擋水建筑物，起著保護(hù)作業(yè)面的作用，所以結(jié)構(gòu)上要求要有一定的強(qiáng)度，其穩(wěn)定性、防滲、抗沖性、耐擠壓性要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要求簡(jiǎn)單，施工、維護(hù)、拆除都要盡可能方便，從整體布局上要求設(shè)計(jì)合理，使水流能平順通過(guò)，不發(fā)生局部的水流沖撞，圍堰在施工上要求保質(zhì)保量，避免有滲漏現(xiàn)象發(fā)生，以免產(chǎn)生圍堰透水事件，造成財(cái)產(chǎn)及生命損失。

3、不同情況采用不同圍堰

圍堰的種類很多，采用什么形式的圍堰要根據(jù)實(shí)際的自然情況來(lái)決定，要因地制宜，經(jīng)濟(jì)合理采用恰當(dāng)?shù)膰?，保證施工的順利進(jìn)行。

在圍海造地工程中，圍堰主要起到圍海防滲漏隔離的作用，把一片水域圍成設(shè)計(jì)的形狀，圍堰形式主要有石圍堰、充沙袋圍堰、土圍堰及其他形式的圍堰如竹籬笆墻圍堰形式，圍堰內(nèi)用絞吸船等船舶設(shè)備進(jìn)行吹填，把這片水域形成陸地。

當(dāng)在河邊淺灘水進(jìn)行港口航道施工時(shí)，水深不足1.5米，水流速度小于0.5米/秒，這時(shí)河床滲水性不大，這種情況下可采用土石圍堰。當(dāng)在水深在3米以下，水流速小于1.5米/秒這樣的河床中施工時(shí)，如果床滲水性較小，或淤泥很淺，或沒(méi)有淤泥時(shí)，可采用土袋圍堰來(lái)保證施工。

三、圍堰形成軟土地基的處理措施

1、選擇合適的處理措施

目前，軟土地基處理的方法有換填法、預(yù)壓法和強(qiáng)夯置換法、砂石樁法、水泥土攪拌法、高壓旋噴樁法、樁基法及其他地基處理法。

換填墊層法是挖除軟弱地基土，采用砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料進(jìn)行換填作為墊層的一種地基處理方法，通過(guò)換填軟弱地基土的變形變成墊層地基的變形，因此能夠減少地基的沉降。

堆載預(yù)壓法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問(wèn)題有效措施，堆載預(yù)壓分塑料排水帶活砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。通常，當(dāng)軟土層厚度小于4.0m時(shí)，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4.0m時(shí)，為加速預(yù)壓過(guò)程，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎井排水預(yù)壓法處理地基。

水泥攪拌法分為深層攪拌法和粉體噴攪法，水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%、大于70%或地下水的PH值小于4時(shí)不宜采用干法。

2、排水板堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法

排水板預(yù)壓法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體，利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法，插入軟基排水板，當(dāng)填筑基礎(chǔ)及上部建筑物時(shí)，荷載作用軟基，地下水由于受擠壓和毛細(xì)作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂層向兩側(cè)排出，從而提高基底承載力，塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測(cè)量人員測(cè)量出需處理范圍，標(biāo)出每根排水板具體位置，插板機(jī)對(duì)中調(diào)平，把排水板在鉆頭安放好，開(kāi)動(dòng)打樁機(jī)錘打鉆桿，將地面上塑料排水板截?cái)?，并留有一定富余長(zhǎng)度，在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前，塑料排水板有以下規(guī)格、型號(hào)，SPB-A型-寬度100mm，厚度3.5mm，可打入軟基15m；SPB-B型-寬度100mm，厚度4.0mm，可打入軟基25m；SPB-C型-寬度100mm，厚度4.5mm，可打入軟基35m.本工程適合采用SPB-B型，塑料排水板按等邊三角形排列，間距取1.0m，主要受壓層淤泥層層厚11.4m，塑料排水打穿受壓土層，深度取H=11.4m.加載過(guò)程進(jìn)行加載，為固結(jié)度Ut與t之間的關(guān)系。

塑料排水板堆載預(yù)壓法在加載70天時(shí)，固結(jié)度U70=0.74；在加載80天時(shí)，固結(jié)度U80=0.81；在加載100天時(shí)，固結(jié)度U100=0.90；在加載120天時(shí)，固結(jié)度U120=0.95.在固結(jié)度U100到達(dá)0.90時(shí)，可以認(rèn)為符合設(shè)計(jì)要求，此時(shí)沉降已經(jīng)大部分完成。

真空預(yù)壓發(fā)與堆載預(yù)壓法前期工序相同，主要是打完排水板鋪設(shè)完排水管后，在其上鋪無(wú)紡?fù)凉げ迹谧钌厦驿佋O(shè)密封膜，在密封膜上布設(shè)真空泵，一般每1000㎡布設(shè)6至9臺(tái)，用真空泵進(jìn)行抽真空作業(yè)；當(dāng)膜下真空度達(dá)到85kpa持續(xù)15天時(shí)，固結(jié)度能達(dá)到0.85以上，符合設(shè)計(jì)要求。一般抽真空時(shí)間為3個(gè)半月至4個(gè)月，沉降量為小于等于2mm/d，真空預(yù)壓處理合格。

軟基處理完成后在其上建筑圍堰，地基比較穩(wěn)固，有利于圍堰的穩(wěn)定性。

四、圍堰的安全防護(hù)技術(shù)

1、圍堰的防滲

圍堰防滲的基本要求，和一般擋水建筑物無(wú)大差異。土石圍堰的防滲一般采用斜墻，斜墻按水平鋪蓋、垂直防滲墻或灌漿帷幕等措施。圍堰一般需在水中修筑，因此如何保證斜墻和水平鋪蓋的水下施工質(zhì)量是一個(gè)關(guān)鍵課題。

土石圍堰的斜墻和鋪蓋一般都在深水中，可用人工手鏟拋填的方法施工，施工時(shí)注意滑坡、顆粒分離及坡面平整等的控制。拋填后填土密實(shí)度均勻，防慘性能良好，干容重均在安全系數(shù)以上，無(wú)顯著分層沉積現(xiàn)象，土坡穩(wěn)定。斜墻和水平鋪蓋的水下施工難度較高，但只要施工方法選擇得當(dāng)，保證質(zhì)量是沒(méi)問(wèn)題的。

2、圍堰的接頭處理

圍堪的接頭是指圍堰與圍堰、圍堰與其他建筑物及圍堰與岸坡等的連接而言。圍堰的接頭處理與其他水工建筑物接頭處理的要求并無(wú)多大區(qū)別，所不同的僅在于圍堰是臨時(shí)建筑物，使用期不長(zhǎng)，因此接頭處理措施可適當(dāng)簡(jiǎn)便，如混凝土縱向圍堰與土石橫向圍堰的接頭，一般采用刺墻型式，以增加繞流滲徑。防止引起有害的集中滲漏。為降低造價(jià)，使施工和拆除方便，在基礎(chǔ)部位可用混凝土刺墻，上接雙層2.5厘米厚木板，中夾兩層瀝青油膏及一層油毛氈的木板刺墻。木板刺墻與混凝土縱向圍堰的連接處設(shè)厚2毫米的自鐵片止水。木板刺墻與混凝土刺墻的接觸處則用一層油毛氈和兩層瀝青麻布防滲。

3、圍堪的防沖

圍堰遭受沖刷在很大程度上與其平面布置有關(guān)，尤其在分段圍堰法導(dǎo)流時(shí)，水流進(jìn)入圍堰區(qū)受到束窄，流出圍堰區(qū)又突然擴(kuò)大，這樣就不可避免的在河底引起動(dòng)水壓力的重新分布，流態(tài)發(fā)生急劇改變，此時(shí)圍堰的上下游轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生很大的局部壓力差，局部流速顯著增高，形成螺旋狀的底層渦流速度方向自下而上，從而淘刷堰腳及基礎(chǔ)。一般多采用簡(jiǎn)易的拋石護(hù)底措施來(lái)保護(hù)堰腳及其基礎(chǔ)的局部沖刷。解決圍堰及其基礎(chǔ)的沖刷問(wèn)題，除了拋石護(hù)底或其他措施（如柴排）外，還應(yīng)對(duì)圍堰的布置給予足夠的重視，力求使水流平順地進(jìn)、出束窄河段。通常在圍堰的上下游轉(zhuǎn)角處設(shè)置導(dǎo)流墻，以改善束窄河段進(jìn)出口的水流條件。在大、中型港口航道水電工程中，縱向圍堰一般都考慮作為永久建筑物的隔墩或?qū)畨Φ囊徊糠?，因之均采用混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流墻實(shí)質(zhì)上是混凝土縱向圍堰分別向上、下游的延伸。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，圍堰是港口航道工程重要的建筑物，因此，港口航道工程施工單位在實(shí)際施工中應(yīng)該不斷地改善圍堰技術(shù)，制定科學(xué)合理的施工方案，促進(jìn)港口航道工程事業(yè)的快速發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 李欣，查京民，李豪杰，等.基于案例推理的港口工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[J].港工技術(shù)，2014.

[2] 王原安，周金林.試論人工挖孔樁的施工工藝與施工安全[J].北方交通，2014.