洋山港三期駁岸回填施工及位移影響分析

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

上海國際航運中心洋山深水港區位于杭州灣口東北部、上海浦東新區蘆潮港東南的崎嶇列島海區小洋山一側。目前小洋山港區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。

碼頭設計為5萬～15萬噸級集裝箱專用泊位。一至三期水工結構總體上一致，均由碼頭和接岸結構兩大部分組成，碼頭與接岸承臺用簡支板連接。

1.2 駁岸結構

碼頭后方填海區填方高度26 m左右，淤泥厚度最厚處有20多m，接岸結構采用斜頂樁、板樁、支承樁和承臺組成獨立的岸壁作為擋土結構。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。一些區段承臺樁為嵌巖，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構斷面圖見圖1。

駁岸工程監理的范圍為承臺結構、承臺后方的擋土墻、拋石棱體及內側倒濾層結構。倒濾層結構由土工布排體+混合倒濾層構成，并在其外側覆蓋袋裝砂保護。

2 駁岸回填施工情況及質量控制

承臺功能為阻隔后方高填土產生的地基變形，避免因后方加載對碼頭結構的影響。后方回填采取的質量控制措施主要有以下幾點。

2.1 沉降位移監測

承臺后方回填范圍地基土為淤泥，在承臺內側設置了監測管和平臺，回填加載時對承臺和地基土的沉降位移進行監測。監測內容有土體表面沉降、分層沉降、分層土體位移和孔隙水壓力等，間距350 m左右。每個承臺端部設置4個沉降位移觀測點，在回填期間對承臺進行觀測[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，監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，拋填前對鋼管樁表面包裹土工布和竹籬笆保護。

2.3 鋪設碎石倒濾層

按驗收標準對倒濾層的厚度進行控制，并在驗收后及時覆蓋土工布，防止受到破壞。

2.4 鋪設土工布

1）土工布進場前，施工單位按每1萬m2取1個樣品檢驗，監理按10%比例進行平行抽檢。

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，需檢查鋪布船上土工布鋪設情況、記錄鋪設位置。鋪布船為專業船，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。鋪設寬度比設計多5 m，以適應碎石面不平整、布收縮和安放位置誤差，保證土工布鋪設的搭接寬度。

5）土工布驗收采用對照施工記錄（含有每1幅布4個角點實際測量的坐標）的方法，并對土工布的壓緊和搭接寬度進行30%的水下抽檢。

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

2.5 監測反饋

在駁岸交付吹填后，駁岸施工單位繼續負責承臺和地基的監測，并將結果反饋給有關單位。

圖2 土工布鋪設圖Fig.2 Paving of geotextile

2.6 施工中出現的問題

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，由于水域面積較大且底質為淤泥、透水性差，回填區內水位上漲緩慢，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，使漲潮時水流能快速進入回填區，避免內外水頭差過大。

2.7 承臺和碼頭結構位移情況

1）洋山三期一階段Ⅰ標段和二階段Ⅳ標段承臺和碼頭結構位移統計見表1。

表1 承臺和碼頭結構位移統計表Table1 Statistical table of the structural displacementsof capsand wharfs mm

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

3）二階段Ⅳ標段承臺位移在Ⅳ標段吹填砂基本結束時，由于臨近的Ⅲ標段承臺位移更大，故采取以下處理措施：后方暫停吹填；改進位移監測方法，測量控制點每周用GPS測量方法復核；建設單位每周召開監測會議，協調對護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，則暫緩有關單位的施工。

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

3 承臺位移原因分析

一階段Ⅰ標段承臺位移總體正常，在設計允許的范圍內。但二階段Ⅳ標段承臺位移量明顯增大，主要原因分析如下：

1）二階段Ⅳ標段駁岸施工期間趕工。駁岸結構完成后，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束最長時間僅8個月，拋石棱體地基加固沒有必要的排水固結時間，使板樁墻承受拋石棱體的土壓力過大。

2）護岸后方有深達20 m的淤泥，大范圍吹填砂引起深層土體位移，導致板樁底部位移。從設計計算模式看，如底部不動，頂部護岸的過大位移將導致樁基塑性變形，但事實上承臺結構自發現發生過大位移至工程竣工，一直是穩定的，因此反推樁底部有位移的結論可以成立。

3）由表1可知，承臺和碼頭位移主要發生在棱體后方吹填砂階段，但護岸結構和后方吹填有各自的施工監理單位，在工程協調和控制方面有一定的難度，建設單位忽略了此方面的綜合協調，在觀測報警后，沒有引起有關單位足夠重視。

一階段Ⅰ標段碼頭在后方地基處理期間位移較大，經分析有如下原因：

1）發生較大位移的碼頭部位為第1結構段，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，全直樁結構對土體位移產生的水平力抵抗較差，故位移大一些。

2）第1結構段后方進行過強夯地基處理及高壓旋噴樁施工，對淤泥擾動大，因土體位移帶動樁基產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分段軌道即出現了25 mm左右的錯牙，此后繼續發展，最大達到41 mm。碼頭第1結構段對應的后方1號、2號承臺向海側位移也增加了46 mm和40 mm。

4 結語

洋山港水工碼頭工程駁岸結構質量控制良好，但也有因回填失控導致承臺和碼頭位移過大的教訓，總結有以下幾方面：

1）一次回填厚度及每層間隔時間應按設計要求、地基土性質和監測結果加以控制[3]。此為回填的關鍵控制環節，當監測結果顯示碼頭和護岸的沉降位移超過控制標準時，應指令暫停回填或調整回填方案。當采用陸上回填方式時，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高，之后再陸上回填。

2）回填時必須進行監測。當回填區域較大且為軟土地基時，應注意布置的監測控制點在回填區范圍內是否穩定，每次監測前，應對控制點進行校核。監理工程師對監測方法要預先審核并對監測過程予以檢查。

3）軟基上后方大范圍的吹填砂對護岸結構影響很大，應當把吹填砂的施工納入總體控制范圍內。吹填砂也必須按層厚和時間間隔要求施工。如果后方吹填砂由其它施工單位和監理單位負責，則應及時將監測結果通報各有關單位，通過建設單位協調后，方可進行吹填砂的施工。

在建的洋山四期駁岸工程，由建設單位建立監測數據平臺，觀測單位將數據發布于該平臺，各有關單位均可第一時間進行查詢，設計和監理單位在平臺上發布控制意見，施工單位根據報警情況控制施工，避免了位移過大問題的再次發生。

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

5）由于后方回填和吹填砂對碼頭區域土體位移有影響，為避免碼頭發生較大位移、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行。

[1] 吳鵬程，朱明有.洋山深水港區一期工程水工碼頭C標段駁岸施工技術[C]//港口工程分會技術交流文集.北京：中國土木工程學會，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標駁岸及碼頭的沉降和位移[J].港工技術與管理，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]王現中.上海洋山深水港三期工程變形監測與分析[J/OL].城市建設理論研究，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.