土工格柵在沿海護岸工程中的應用

摘 要：長島縣西海岸護岸工程中采用塑料土工格柵進行軟基處理，該文針對本工程中塑料土工格柵施工的難點及質量控制要求，進行研究與分析，制定了一種簡單有效的施工方案。

關鍵詞：土工格柵 軟基 工程 質量控制

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-0-01

1 工程海域地質類型及特征

山東省長島縣西海岸護岸工程位于長島縣南長山鎮荻溝村西側海域，全長約2000 m，該工程結構為護岸兼圍堰。前期建設圍堰將原有海域圍護起來，為后期建設對所圍護海域進行吹填造地打下基礎，護岸建成后將發揮景觀、休閑、旅游及垂釣功能。本工程位于渤海海域，地貌類型為濱海地貌，海岸類型為巖土海岸。地形總體趨勢為東淺西深，海底地勢平緩。本工程的護岸結構形式為混合式，上部結構為直立式，下部結構為斜坡式，為堤心拋填開山石。根據工程地質勘測結果顯示，本工程海域海底地基淤泥層較厚，最大厚度達到15～20 m。其海底地基承載力小，地基穩定性差，堤心拋填開山石后變形時間較長，因此，需對淤泥質粉質黏土層厚度大于5 m的區域進行軟基處理。

2 軟基處理的方式及特點

本工程對海底淤泥質粉質粘土層厚度大于5 m的區域進行軟基處理。采用基床鋪設砂墊層、水下施打塑料排水板、水下鋪設單向塑料土工格柵三種方式聯合進行處理。基床鋪設砂墊層，可增加淤泥層表面的透水性，并增加縱向抗剪力。水下施打塑料排水板為淤泥層增加縱向排水通道，能夠加速淤泥層排水固結，提高軟基層的承載力。水下鋪設單向塑料土工格柵可以有效分配擴散荷載，提高軟基的穩定性和承載力，在長期持續荷載作用下蠕變較小，有利于護岸結構的整體性和穩定性。

3 土工格柵在工程軟基處理中的應用

3.1 相關技術指標

本護岸（兼圍堰）工程壩底寬度為30～32 m，使用的土工格柵的型號為聚丙烯TGDG120型單向塑料土工格柵，土工格柵原材料為2.5 m×100 m（橫向卷寬2.5 m，縱向卷長100 m，縱向為主受力方向），土工格柵的鋪設方向為其主受力方向垂直于護岸軸線方向，因此，需對土工格柵原材料進行重新剪切、拼接，在拼接的過程中采用塑料鎖扣進行固定，并滿足2個網孔的搭接寬度，將土工格柵原材料拼接后的單幅尺寸為33 m×10 m。在水下鋪設土工格柵施工中，應滿足水下橫向搭接寬度為1 m。

3.2 施工進度及質量控制要求及難點

為保證本工程軟基處理施工的整體性和連貫性，需在基床鋪設砂墊層及水下施打塑料排水板之后立即進行水下鋪設塑料土工格柵的施工，且施工質量應滿足設計及規范要求。施工控制難點有：（1）本工程護岸軸線布置呈流線型，大部分為圓弧段，故在圓弧段鋪設土工格柵的過程中需滿足最小搭接長度為1 m，對施工精度要求較高，施工控制難度較大。（2）塑料土工格柵需穩定的壓在海底，并與軟基層完全融合，不得發生漂移。由于塑料土工格柵的質地較輕，受海水浮力的影響，其在鋪設的過程及鋪設完成后易發生漂移，影響施工質量。

3.3 施工控制方案

（1）傳統鋪設方式：傳統鋪設方式采用改裝平板駁作為定位與施工船舶進行水下鋪設TGDG120型單向塑料土工格柵。（2）改進鋪設方式：針對本工程施工進度及質量控制要求及施工控制難點，采用一種改裝插板船進行水下鋪設TGDG120型單向塑料土工格柵的施工方案。

①插板船改裝方法。插板船原進行水下施打塑料排水板施工，有導軌兩根及可移動的樁機及套管四套，對稱分布于船體兩側，現將一側原有設備改裝，將套管從樁機上移出，只留可在導軌上移動的樁機兩臺，將兩臺樁機沿導軌移動至船體中部，并確保其間距為12 m，在兩臺樁機下安裝長度為12 m的鋼管材質的橫梁，以便固定幅寬為10 m的單向塑料土工格柵。經過改裝的船舶即可進行水下鋪設單向塑料土工格柵的施工。改裝施工船舶示意圖，如圖1所示。

②船舶定位方法。本工程水下鋪設單向塑料土工格柵施工定位采用雙GPS進行定位，船體前后各置一臺GPS移動站，并連接到計算機上，在施工過程中運用相應的施工定位軟件實時的監控船體的位置，施工人員根據船體的位置進行鉸錨移船施工作業，確保鋪設土工格柵的準確度。

③水下鋪設土工格柵施工。塑料土工格柵在陸地上拼接好，經監理工程師檢驗合格后用交通船運至改裝船舶處，將單幅土工格柵固定在鋼質橫梁上，控制橫梁的兩個樁機同時勻速向上移動，同時在土工格柵網孔處綁扎沙袋。沙袋綁扎固定后施工人員根據定位軟件顯示的船體的位置進行鉸錨移船，同時控制兩臺樁機勻速下降，樁機下降的高度與船體橫向移動的距離要協調一致，確保土工格柵在鋪設的過程中不出現重疊和撕裂的現象。當單幅土工格柵鋪設完成后，將船體移至下一船位，繼續按照以上流程鋪設下一幅土工格柵，并確保每幅土工格柵之間的最小搭接寬度為1 m。

3.4 施工效果評價及分析

首先，本工法只需將前一道工序中使用的施工船舶稍加改裝即可投入使用，不需要額外調遣施工船舶，節約了成本；其次，采用本施工方法進行水下鋪設塑料土工格柵施工可單日完成6000～8000 m2，施工效率較高，進度較好。最后，水下鋪設塑料土工格柵施工完成后，對施工區進行水下探摸的結果顯示，土工格柵鋪設準確度高，搭接寬度滿足要求，未出現漂移現象。經監理工程師檢驗，該工程質量滿足《水運工程質量檢驗標準》JTS 257-2008的技術要求，該分項工程整體合格率為100%。

4 結語

該文通過對水下鋪設單向塑料土工格柵施工的研究與分析，制定了一種合理有效的施工控制方案，通過對該方案在施工進度及質量控制、施工方法的難易程度、工程成本等方面的分析與論證，并在長島縣西海岸護岸工程中實際運用，結果表明，采用該方案進行水下鋪設土工格柵效果明顯，軟基處理效果較好，有效的提高了軟基的穩定性和承載力，為后續工程的施工打下了良好的基礎。