圍堤填筑對(duì)吹填土軟地基變形特性影響研究

崔藝瀟，王莉嘉，王 凱

(寧波市交通建設(shè)工程試驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司，浙江 寧波 315000)

0 引 言

近些年來(lái)，我國(guó)填海造陸事業(yè)不斷發(fā)展，吹填土區(qū)的地基穩(wěn)定性也越來(lái)越多的被人們關(guān)注。吹填土往往具有高含水量、高有機(jī)質(zhì)含量、高壓縮性、低強(qiáng)度、低滲透性等特點(diǎn)，因此其工程力學(xué)性質(zhì)較一般軟土而言更差。

1 研究?jī)?nèi)容

1.1 工程概況

溫州市甌江口新區(qū)靈昆北堤外灘涂圍墾形成陸域面積1 616 186 m2，以現(xiàn)狀北堤水閘為界分為西圍墾區(qū)和東圍墾區(qū)，陸域形成設(shè)計(jì)高程5.0 m。

其中西區(qū)圍墾成陸面積511 187 m2，西區(qū)港區(qū)陸域平面形態(tài)上呈現(xiàn)矩形，縱深337～553.5 m，寬度1 454.5 m。北側(cè)新建1 490.4 m圍堤，西側(cè)以1～3泊位自行建設(shè)區(qū)和兩橋一隧用地為界拋石護(hù)坡形成369.7 m側(cè)堤，東側(cè)建設(shè)403 m側(cè)堤，南側(cè)以靈霓大堤鎮(zhèn)壓層為界，總體形成封閉圍區(qū)。東區(qū)港區(qū)陸域平面形態(tài)上亦呈現(xiàn)矩形，總體形成封閉圍區(qū)，具體尺寸詳見(jiàn)表1。

表1 陸域形成區(qū)域尺寸匯總表

1.2 監(jiān)測(cè)方案

現(xiàn)以2019年12月21日至2020年1月12日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析圍堤填筑對(duì)吹填土軟地基變形特性影響。本月主要施工的內(nèi)容有：主堤堤身段第一層拋石工作已基本完成，對(duì)主堤堤身處繼續(xù)進(jìn)行拋石攤鋪工作，第二層的拋石及攤鋪工作正在進(jìn)行；東側(cè)堤部分區(qū)域已完成拋石的攤鋪工作；西側(cè)堤進(jìn)行砂被鋪設(shè)及塑排板的埋設(shè)。本月監(jiān)測(cè)項(xiàng)目匯總見(jiàn)表2。

表2 本月監(jiān)測(cè)點(diǎn)匯總表

(1)土體沉降觀測(cè)

圍堤填筑過(guò)程中，通過(guò)表層沉降觀測(cè)地基的沉降量和沉降速率。加荷期每天測(cè)1～2次，每一級(jí)加載的分層厚度為1 m。棱體沉降觀測(cè)在一級(jí)加載完成后進(jìn)行，連續(xù)3日觀測(cè)的沉降量小于3～5 mm方可進(jìn)行下一級(jí)加載。

(2)土體側(cè)向位移觀測(cè)

圍堤施工過(guò)程中，通過(guò)埋設(shè)測(cè)斜管觀測(cè)在隔堤施工過(guò)程中地基土的水平位移。共設(shè)25個(gè)觀測(cè)斷面，每個(gè)斷面各設(shè)置3個(gè)觀測(cè)孔，設(shè)置于平臺(tái)處。加荷期每天測(cè)1～2次。

(3)孔隙水壓力觀測(cè)

在填筑圍堤的過(guò)程中，通過(guò)觀測(cè)加載過(guò)程中吹填土軟地基內(nèi)孔隙水壓力的增長(zhǎng)和減小過(guò)程，用以控制加載速率，同時(shí)可以計(jì)算土體固結(jié)度。設(shè)25個(gè)觀測(cè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)1個(gè)觀測(cè)孔。加荷期每天測(cè)1～2次。

2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

2.1 沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

通過(guò)對(duì)埋設(shè)在軟土地基內(nèi)部的沉降桿進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到地表沉降位移，監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖1所示。

圖1 累計(jì)沉降量曲線圖

從曲線圖可以看出，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)沉降量隨時(shí)間增加不斷增大，其中測(cè)點(diǎn)CD6-2的累計(jì)沉降量較大。前期受現(xiàn)場(chǎng)天氣的影響，測(cè)點(diǎn)增速波動(dòng)較大，隨著風(fēng)浪的減小，測(cè)點(diǎn)增速有所降低，后期由于拋石攤鋪工作導(dǎo)致上覆荷載增大，導(dǎo)致增速有增加的趨勢(shì)。

2.2 土體側(cè)向位移監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

通過(guò)測(cè)斜得到土體內(nèi)部側(cè)向位移，具體見(jiàn)圖2。

圖2 XD15-1測(cè)點(diǎn)深度-累計(jì)位移匯總曲線

從圖中曲線可以看出，測(cè)管主要變化方向?yàn)橄蛲夂?cè)移動(dòng)。測(cè)點(diǎn)XD15-1最大正位移為20.46 mm，位于管口處。由于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入施工階段，使測(cè)斜管的位移變化量有所增加，測(cè)管受現(xiàn)場(chǎng)施工影響使測(cè)管上部出現(xiàn)較大位移。

2.3 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

通過(guò)地基土中不同深度的孔隙水壓力計(jì)的監(jiān)測(cè)得到孔隙水壓力隨時(shí)間的變化情況，結(jié)果詳見(jiàn)圖3。

由圖3可知，壓力增量最大的測(cè)點(diǎn)為KYD1-3，數(shù)值為-8.5 KPa。整體來(lái)看孔隙水壓力值變化之后與初值相比幾乎無(wú)變化，孔隙水壓力增加或減少呈周期性變化，分析可知潮汐現(xiàn)象對(duì)孔隙水壓力影響較大，拋石攤鋪對(duì)孔隙水壓力的值影響較小。

圖3 KYD1孔隙水壓力-深度變化圖

3 結(jié) 論

主堤堤身持續(xù)進(jìn)行填筑，使堤身自重增加，上覆荷載增大，沉降量逐漸增大，沉降速率隨填筑施工的進(jìn)行逐漸增大后趨于平穩(wěn),無(wú)突變情況。

目前，測(cè)斜管監(jiān)測(cè)到的深層水平位移產(chǎn)生的變化主要是因潮汐水流帶動(dòng)泥沙引起的，測(cè)管受現(xiàn)場(chǎng)施工影響使測(cè)管上部出現(xiàn)較大位移。測(cè)點(diǎn)位置總體較為穩(wěn)定，測(cè)管整體晃動(dòng)較小，主要位移方向?yàn)橄蛲夂?cè)移動(dòng)。

監(jiān)測(cè)到的孔隙水壓力值較為平穩(wěn)，單次的變化量主要受潮汐靜水壓力影響，但變化幅度相對(duì)較小，累計(jì)孔隙水壓力增加與累計(jì)減小相對(duì)均衡，上覆荷載對(duì)孔隙水壓力影響較小。