钱塘江中下游地区海塘加固建设技术
摘要
关键词
正文
(吉玉亮1、王罗杰2、杨怡1
1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江省,310000;2.杭州之江城市建设投资集团有限公司,浙江省,310000)
摘要:杭州市本级海塘安澜工程(上泗南北大塘)建设已逐步完成,针对工程主要加固技术进行归纳,并对过程中存在问题进行总结,形成海塘加固设计施工关键技术体系。
关键词:海塘;提标加固;水泥碎石土;防冲防护;盘头加固;杭州市本级海塘安澜工程
0引言
当前,华东地区,尤其是浙江省,正全面推进海塘安澜千亿工程建设。在海塘建设过程中难免遇到一些难题,本文归纳杭州市本级海塘安澜工程(上泗南北大塘)建设过程中出现的问题与解决方案,供大家参考。
杭州市本级海塘安澜工程(上泗南北大塘)位于杭州市西湖区钱塘江海塘北岸钱塘江、富春江、浦阳江的交汇处,全长24.3km,防洪标准100年一遇,主要建设内容:海塘主体提标加固,并且对沿线丁坝、盘头进行加固,对沿线涵闸、泵站与机埠进行改造。
1、堤防轴线选定
堤防轴线应当顺直,在不影响河道防洪排涝能力的前提下,保证沿线水流流态,减少洪水、潮水冲刷。且应当结合现状已建闸站、堤防,与现状保留的闸站平顺衔接。[1]上泗南北大塘现状轴线都能满足以上要求,因此维持现状轴线不变。
2、海塘填筑技术
一般海塘段都采用粘性土分层碾压回填,能够有效解决海塘堤身防渗问题。但是上泗海塘位于建成区,部分海塘堤顶路面现状交通负荷大,沿线还有物流公司、商用混凝土站等企业大型车辆出入频繁,对路堤结构要求高。受通行车辆影响,该段海塘路面结构破坏频繁。
针对该段海塘需要承担较高的交通荷载的特点,本工程考虑增加路堤强度以改善路面结构受力。经过比选,最终采用水泥碎石拌合土分层回填碾压,水泥碎石土配合比(质量比):水泥:碎石:土=0.05:0.35:0.6。填筑(厚度不小于80cm)至路面结构底部,路基顶面回弹模量不应小于30MPa,压实度应大于95%。
经过以上处理,经过近一年的通行,仅有部分沥青路面损坏,路堤与水稳层未发现破损,对比建设前,海塘结构强度有了显著提升。
3、海塘堤身加固技术
海塘堤身加固方法主要有:防渗加固、结构断面加高与加厚、地基处理与基础加固、增设护岸与护脚等几类,针对复杂地质条件或多重险情,也常采用组合方案。上泗海塘存在主要问题为局部塘身沉降不均匀、局部护坦和坡脚冲损等问题,在海塘提标加高后,也需要考虑塘体边坡抗滑稳定。
考虑海塘结构稳定需要、所在区域景观要求以及征地红线影响,选定海塘整体加固方案:迎水侧上部采用C35砼重力式挡墙,挡墙前侧设C35钢筋砼花槽作为景观绿化种植使用,下部接1:3的生态砌块护坡。新的堤脚防冲是在现有护坦外侧设置钢筋砼灌注桩防冲兼顾整体抗滑加固,长度12~20m。背水侧边坡按照不陡于1:2的坡度放坡至现状地面,现状堤脚坡脚设置排水沟。[2]
4、海塘防冲防护技术
防冲结构一般来说有两个大类,一类是垂直防冲,一类是水平防冲。水平防冲是通过保护滩地来达到保护塘脚的目的(同时增加了塘脚压载,有利于海塘整体抗滑稳定),而垂直防冲则是通过加强塘脚的材料强度,即便滩地刷深也能保持稳定。[3]钱塘江的海塘塘脚加固一般采用垂直防冲形式,现状塘脚防冲是标准塘建设时的钢筋混凝土板桩和沉井结构,坦水宽度一般3~5m。
本次也采用垂直防冲方案,根据海塘地质情况,可以考虑采用预应力钢筋混凝土板桩、钢筋混凝土板桩、拉森钢板桩、钻孔灌注桩与高压旋喷桩等方案。上泗南北塘建设年代久远,历史上多有采用抛石护脚,各类板桩方案施工困难,最终选择密排灌注桩方案,桩间采用高喷防渗。钻孔灌注桩强度高,耐久性较好,且同时起到抗滑稳定作用。[4]
海塘边坡采用生态砌块进行护坡防冲,不仅抗冲刷、抗变形能力较强,且绿化效果较好,能够与周边景观相融合。本工程生态砌块安放高程基本高于6.0m,对应95%频率水位,高出平均高潮位约1.5m,可最大限度保证生态砌块内的植物存活率。
5、丁坝盘头加固技术
丁坝盘头的主要作用是调整水流方向;束窄河床,归槽导流;改善河势与航道整治;促淤防冲。上泗南北大塘历史悠久,丁坝与盘头作用显著,且各丁坝外观结构总体完整,沿线丁坝及盘头坡脚有冲损现象,全线滩地高程都在设计允许冲刷高程以上。如果丁坝另选位置重建,防冲促淤效果需论证,因此采用老坝加固的方式。[2]
考虑到丁坝与盘头历史上多次采用抛石护脚,板桩施工难度大,坝头与坝身防冲结构采用单排C30Ф80cm密排灌注桩,桩顶均由90cm厚C30F50钢筋砼帽梁进行连接;坝根采用C30F50砼大方脚做防冲,与海塘大方脚相连形成封闭。护面结构采用40cm厚C30F50钢筋砼结构。
6、海塘加固建设注意事项
海塘加固建设应当结合海塘自身特点、所在区域地质条件,充分考虑对邻近构筑物、交叉建筑物的影响。海塘加固建设中,灌注桩施工、堤身填筑最容易对海塘以及周边建筑物造成影响。海塘周边地质条件较为复杂,不仅临水施工,还需要考虑历史抛石的影响,因此一般桩基施工考虑采用旋挖钻施工,但是旋挖钻噪声大,施工时应当严格控制施工时间,减少对周边居民影响。如果桩基施工区域为土质,且不存在抛石的条件下,建议采用长臂螺旋钻机施工,不仅对底层扰动小,且噪声也小,对周边居民影响也非常小。堤身填筑应当严控回填土的含水率,严格按照规范要求施工,在建成区施工不得振动碾压。振动碾压对周边居民影响极大,不仅严重扰民,且对老旧民居,尤其是砖房,造成不同程度损伤。
7、结论
杭州市本级海塘安澜工程(上泗南北大塘)一期已建成,并经过汛期考验,二期工程也已接近尾声,过程顺利。杭州市本级海塘安澜工程(上泗南北大塘)设计方案吸取了以往附近海塘工程经验,并在此基础上加以改进,使其更适合工程特点,以有利于更快、更好完成工程建设。
参考文献
[1]刘孔英,胡康宁.钱塘江南北塘标准堤设计中若干问题的认识[J].浙江水利科技,2000,增刊:45-46,51.
[2]浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司、中国电建华东勘测设计研究院有限公司.杭州市本级海塘安澜工程(上泗南北大塘)二期初步设计报告[R].杭州:浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司、中国电建华东勘测设计研究院有限公司,2023.
[3]孙超,张建强.钱塘江上泗南北大塘段堤脚的防冲措施[J].浙江水利科技,2000,增刊:16-17.
[4]浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司.杭州市本级海塘安澜工程(上泗南北大塘)一期初步设计报告[R].杭州:浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司,2022.
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