水利工程不均匀沉降分析报告

梅山水道工程不均匀沉降调研分析报告一、研究目的梅山水道工程南北堤堤顶路面今后将作为等级公路，为有效地减少和降低因南北堤软土地基不均匀沉降带来的危害，提高工程外观质量和使用功效。指挥部于2014年5月21日和5月23日召集设计、监理、施工单位对北仑周边水闸、海堤进行了不均匀沉降的考察，发现了许多问题。在总结以往水利工程不均匀沉降带来的危害的基础上，如何有效地减少不均匀沉降，将是各参建单位下一步的任务。二、南堤工程根据南堤水利部分实际情况，结合地质勘察报告，认为不均匀沉降可分为整体不均匀沉降和局部位置不均匀沉降。南堤不均匀沉降点示意图1、整体不均匀沉降根据本工程的地质资料，参考“A1——A1＇工程地质剖面图”，A1——A1工程地质剖面图整个南堤的地质情况为南堤K0+000~K0+100的软土地基层厚度在16m以内，其余区域内的软土地基层厚度均在40m以上。另外由于南堤终点区域有部分与七姓涂海堤重叠，该区域为南堤K1+280~K1+435，由于七姓涂海堤的地基已经过地基处理，并且完工已有将近2年时间，地基的沉降已趋于弱化。认为示意图中①号位置、④号点位置沉降量会较小，而海堤其他位置（除水闸、船闸交通桥外）沉降量会较大。2、局部不均匀沉降南堤工程包括海堤工程、水闸工程和船闸工程，由于地基处理方式不同，将会产生不均匀沉降。⑴在图示中⑤位置，海堤及场坪区与船闸枢纽的地基处理方案不一样，海堤及场坪区的地基处理采取了排水板工艺，而船闸枢纽的地基处理采取了灌注桩工艺，虽然在海堤与船闸间设置了灌注桩基础的过渡段，可以把断崖式不均匀沉降转变为渐变式不均匀沉降，但该衔接处仍然会存在不均匀沉降。⑵图示中②号点位置（即龙口段与非龙口段交接处）：根据设计图纸要求，海堤K0+000~K0+500设置了500m的龙口段。由于龙口段0.00高程以上的加载时间大大滞后于非龙口段的加载时间，根据龙口合拢的计划安排，龙口段0.00高程以上的加载时间将滞后于非龙口段大约1年，这会造成南堤完工后的龙口段沉降量大于非龙口段。⑶图示中③号点位置（场坪区与船闸、海堤连接处）：围堰内海堤、场坪区地基处理方式虽然与相邻海堤及围堰相同，但是基础处理时间将近滞后1年，而场坪区回填堆载施工与相邻区域海堤及围堰相比，也将滞后约2年的时间。因此围堰内海堤与相邻区域海堤的交界处，场坪区中围堰与非围堰的交界处（K0+800位置）会存在较大的不均匀沉降。三、北堤工程根据北堤水利部分实际情况，结合北堤交通工程，认为不均匀沉降也可分为整体不均匀沉降和局部不均匀沉降。1、整体不均匀沉降本工程海堤产生不均匀沉降的原因主要有：淤泥层厚度不均匀分布、填筑层厚度不均匀分布和填筑层的密实度（间歇期控制）。由于北堤海堤抛石填筑严格按照设计要求分层填筑，海堤填筑高程基本均匀上升，因此密实度基本相同，所以产生不均匀沉降的原因主要是淤泥层厚度不均匀分布和填筑层厚度不均匀分布。根据北堤F轴根据北堤A2-A2'地质剖面图（2011-29D-北堤-05S-03）：坐标设计路面标高原始标高表层填筑料及厚度填筑料层厚度淤泥层厚度F0+0006.0m0.0淤泥2m6m29mF0+0506.0m-3.5m淤泥1.5m9.5m29.5mF0+1506.4m-8.3m淤泥2.5m14.7m24.7mF0+3507.3m-9.5m淤泥2.0m16.8m22.5mF0+4507.0m-4.0m块石3m11m24.5mF0+4996.5m2.0m块石8m4.5m13.2mF0+6266.8m4.2m块石4.2m2.6m0F0+8686.4m4.2m块石3m2.9m0北堤B轴根据A1-A1'地质剖面图（2011-29D-北堤-05S-02）：坐标设计路面标高原始标高表层填筑料及厚度填筑料层厚度淤泥层厚度B0+0006.0m0.0m淤泥2m6.0m31mB0+0506.0m-3.5m淤泥1.5m9.5m31mB0+1506.4m-8.3m淤泥2.5m14.7m27.2mB0+3507.3m-10.1m淤泥1.5m17.1m22.3mB0+4007.0m-9.4m淤泥3.5m16.4m24.5mB0+4507.0m-8.8m淤泥2.0m15.8m15.2mB0+5006.5m-7.8m淤泥2.5m14.3m14mB0+8106.5m0.8m碎石2.6m5.7m0m以上两张表格分析：F0+050—F0+499、B0+050—B0+450位置淤泥层也较厚（25-30米）、填筑层厚（约15米），沉降量较大；F0+000—F0+050、B0+000—B0+050淤泥层较厚（30米），但填筑层相对较薄（6-10米），沉降量相对较小；圆弧段F0+499—F0+868、B0+450—B0+810位置淤泥层基本为0、填筑层薄（3-15米），沉降量小，越靠近工程终点位置沉降量越小。2、局部不均匀沉降北堤水闸南侧与梅山岛岛内连接线相连，海堤堤顶路面作为公路与沿海中线相接，各个部分基础处理方式不同，必然会产生不均匀沉降，经分析、统计，认为产生不均匀沉降的位置主要有9个，详见下图：⑴图中①号、②号点位置（海堤靠近黎明村岸边）：根据工程地质勘察报告，这两个区域横断面方向淤泥层厚度由岸边向外海侧逐步增加。由此分析，堤顶路面外侧的沉降量会较内侧大。⑵图中③号点位置（黎明碶外海侧箱涵与海堤连接处）：由于黎明碶箱涵基础处理采用振冲碎石桩，虽然会有少量沉降，但是沉降量相对海堤排水固结法基础处理方式明显要小。⑶图中④号点位置（海堤与公路E匝道连接处）：海堤基础处理采用排水固结法，沉降量较大，E匝道公路桥采用钻孔灌注桩，基本无沉降量。⑷图中⑥号点位置（钢板桩13m区域与海堤连接处）：钢板桩之间13m的位置基础处理虽然与海堤基础处理方式相同，但是由于施工时间有先后，待钢板桩围堰拆除后，13m区域的抛石填筑间歇期很难按照设计要求加载，这部分海堤密实度相对海堤其他位置较小，后期沉降量将会比海堤其他位置大。⑸图中⑤号点位置（钢板桩13m区域与水泥搅拌桩连接处）：钢板桩之间13m的位置基础采用排水板处理，与钢板桩南侧水泥搅拌桩基础处理方式不同，会产生不均匀沉降。⑹图中⑦号点位置（水闸连接段Φ800钻孔灌注桩与水泥搅拌桩连接处）：由于钻孔灌注桩基础处理位置无沉降量，水泥搅拌桩处理位置会有少量沉降，故此区域会产生不均匀沉降。⑺图中⑧号点位置（水闸南侧与岛内连接线交接处）：岛内连接线最后一根桥桩位置处于水闸南侧外排两根Φ800钻孔灌注桩之间。灌注桩顶高程为-2.85m，其上有7m左右抛石，7m抛石必须分层填筑，并碾压密实，防止后期抛石孔隙率减小而产生不均匀沉降。⑻图中⑨号点位置（马盘老碶内侧与沿海中线连接段）：门口塘修建已久，沉降基本已稳定，北堤工程横跨门口塘，与门口塘交接处将会产生不均匀沉降。四、建议采取的措施1、南堤龙口段及场坪区可采用超载预压的处理方案加快地基固结速率，减少与相邻区域的后期沉降量。2、南堤围堰内的海堤在条件允许的情况下可尽早施工，增加基础固结时间，也可采取超载预压的处理方案，加快基础固结速率。3、在南堤的起点及终点处可调整预留沉降量来尽量减少后期的不均匀沉降差。4、北堤钢板桩之间13m基础处理建议不采用排水固结法，应过渡连接。5、北堤对轴线位置、断面位置堆载预压时，可对预测沉降量大的部位增加堆载高度。6、北堤水闸公路与海堤连接位置、公路E匝道与海堤连接位置可布置搭板。7、北堤水闸公路箱涵与岛内连接线之间部位施工时，加载厚度和碾压密实度应严格控制，防止后期沉降。