圍海吹填工程護岸變形控制技術

黃文強 中交華南交通建設有限公司

由于港口的土地規劃不合理，導致貨物沒有足夠的存放空間，需要進行填海造陸來建設新的倉庫，以保證港口貨物商品的流通率。為了節省運輸費用，在圍海吹填工程中，可以有效利用其他工程挖掘出來的土壤，通常是直接使用碼頭基槽中的廢土。圍海吹填工程既擴充了港口的貨物存放容量，又將廢棄土壤進行了有效利用。但由于港口土質的特殊性，地基含水量極高，在實施圍海吹填工程前，有必要對地基進行加固處理。

地基的沉降導致護岸變形，嚴重影響了圍海吹填工程的順利實行。為加固圍海吹填工程中的軟地基，需要使用砂子進行填充，保證地基穩固。傳統的吹填施工方式比較直接，通常采用分區吹填的方式，先將需要圍海吹填的地方進行分區，然后根據航道開挖的順序進行分區吹填。通常吹填的原料使用的是基槽廢土，但航道開挖各個分區之間的土質是不同的，全部使用同一種基槽廢土進行吹填，得到的加固效果并不理想。

1.地基施工

圍海吹填工程中，施工地點通常選在海灘較平坦的地區，首先進行地基開挖，然后進行護岸搭建，最后進行吹填施工。圍海吹填工程的施工流程具體如圖1所示。

圖1 圍海吹填工程總體工藝流程

如圖1所示，圍海吹填工程的軟土地基一般都含有夾砂層，遠不如陸地工程的地基穩固。針對這種情況可以使用真空抽壓技術，其原理是：在砂土層縫隙中水含量越低，有效支撐力就越大，在總支撐力不變的情況下，土地的自重力和有效支撐力是相同的。因此需要降低含水量，修建排水設備。與城鎮里的地下橫向排水管不同，軟地基的排水管是按照分區進行水平排列的豎向排水管，排水管下鋪設一層砂礫做排水管墊層，不能用含水量過高的濕砂，只能用含水量低于1%的干砂。

砂礫墊層的鋪設要厚實，表面平整均勻。軟地基的砂礫墊層需使用沒有任何雜質的中砂。在中砂墊層上挖出砂井用來固定豎向排水管，當砂源不足的情況下，可從別處調運，考慮經濟成本，也可以直接使用海底的粗砂。排水管選擇質地輕盈的原材制作即可，考慮到使用周期較短，無需使用質地堅硬的金屬管道，選擇聚乙烯材質或者塑膠材質的排水管也可以滿足要求，并且能夠節約一定的成本。

排水管鋪設完畢后就可以進行設備密封。真空抽壓設備的選擇原則在于保證密封膜的韌性好。在海邊相對潮濕的環境下密封膜的抗氧化性強于陸地上使用的密封膜。密封膜的面積要大于需要加固的區域，厚度在50毫米以上。排水管的鋪設間距在1.5m左右，掩埋深度應根據掩埋所用的土質決定，如果在土層較淺的地方進行抽氣作業容易出現漏氣現象，因此需將排水管掩埋深度控制在軟地基1m以下。排水管接頭外漏長度需大于20cm，呈正方形排布，塑膠墊層與排水管相接長度小于15cm，排水管的垂直偏差的誤差率不可超過管身長度的2.0%，否則在工程后期排水量不合格還需進行二次施工，不僅延長工期，也增加了施工成本。

抽氣設備需要和排水管一樣深埋在砂礫層中，真空氣泵和過濾管采用塑膠材質。真空氣泵分度密度保證每500m2/臺，功率應大于10kw。真空泵在初次抽氣只需開啟1/2的功率，隨著抽氣次數不斷增多而逐漸加大使用功率。直到10d之后，開滿功率進行抽氣作業。軟地基的地基壓力較普通地基小，因此，塑膠材質的過濾罐和真空氣泵可以承受軟地基的地基壓力。真空氣泵的真空壓力應大于地基的地基壓力，最少不小于1.0Mpa。每個分區的真空氣泵都不能少于兩個。

2.護岸搭建

護岸搭建可以使用斜坡結構，也可以使用混凝土加固，但最穩固的護岸搭建方式是將兩種傳統方式的優勢相結合，斜坡結構的核心是一個整塊石頭，斜坡的傾斜度是港口的斜坡傾斜度的1/2，在頂部使用混凝土澆筑進行加固，護岸地基依舊使用平整厚實的沙土墊層。如果回填面積很大，利用人工鋪設沙土墊層耗時耗力。可將沙子裝在箱子中，直接將箱子擺放整齊，用混凝土進行加固處理，做成護岸。受地質條件影響，傳統護岸搭建的施工效率較低，而沙土墊層改變了軟地基的地質情況，應用斜坡結構使得基床即使處在支撐力較小的軟地基上，護岸基礎也能放置平穩。平鋪砂礫墊層工程量大，導致工期變長，而且軟地基上鋪設墊層不易鋪平整，對周圍環境也具有一定的影響。箱子裝沙所需要的占地面積小，只是多了一個施工步驟，節省了建造所用的原材料，間接性地節省了護岸的造價。該護岸搭建的注意事項如下：

（1）結構適應性：可以適應軟地基發生沉降的沉降狀況，不易損壞；

（2）軟地基護岸軸線之間的距離不宜超過50m；

（3）護岸混凝土結構保證支撐鋼板厚度在5 m m以上，且鋼密度達標；

（4）護岸搭建的吹填土底板厚3.2m,粉質粘土底板掩埋深度為3.0m。

3.優化護岸的加固方式

在護岸搭建后，為了延長其使用壽命，需要對護岸進行加固處理，以控制護岸形變。以往的護岸加固方式無非就是提高混凝土結構的標號，此種方式雖能延長護岸的使用年限，但是提升了造價成本。在混凝土結構周圍使用標號為C30的抗滲混凝土構建鋼筋結構的加固墻。雖然混凝土標號增加，但添加量減少，且加固的效果是相同的。為防止海水水量激增導致沖垮護岸的現象發生，在加固墻后還要加上隔斷，且在加固墻之間建立排水井。加固墻后的隔斷要遵循分層降水的原則，提前對港口的地形環境和水位進行測量，根據測量數據計算隔斷一層和二層之間的間隔，據此構筑隔斷。至此，通過加固護岸，有效實現護岸變形的控制。

4.結束語

本文依托混凝土的加固特性設計了圍海吹填工程護岸變形優化控制技術的方案，該方案通過地基施工設計、護岸搭建及優化加固，實現了圍海吹填工程中護岸變形的有效控制。通過此方案設計，在用料上多加考量，節省原材料成本，整體方案的施工技術易于操作，但每道工序都需安排專業人員跟進協調，做好質量監督工作，避免影響后續工作的進行。未來幾年填海造陸的工程會越來越多，希望本文設計的方案可以給予這些工程一定的啟發，以提高整體工程的施工質量并縮短施工工期。