碼頭引橋樁基對堤防的防滲影響及處理措施

碼頭引橋樁基對堤防的防滲影響及處理

措施摘要：目前，我國的經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，碼頭工程通過兩座引橋及廊道將碼頭樁臺與后方惠生聯(lián)圩及陸域轉(zhuǎn)運站相接，引橋樁基礎(chǔ)穿透外灘地土體表面覆蓋層。文章通過滲流計算分析工程實施后堤后表層土滲透穩(wěn)定情況，采取堤防背水側(cè)增設(shè)蓋重及樁基周邊2m深度范圍內(nèi)粘土回填結(jié)合鋪設(shè)復(fù)合土工膜的防滲處理措施，以保證堤防防洪安全。關(guān)鍵詞：引橋樁基;滲流;防滲處理;復(fù)合土工膜引言隨著我國高速公路快速發(fā)展，跨江跨海工程的橋梁建設(shè)也越來越常見。由于工程實際需要，許多橋梁基礎(chǔ)緊鄰既有水利工程，這樣勢必給水利結(jié)構(gòu)的安全造成一定影響。1概述高樁碼頭是碼頭的三大結(jié)構(gòu)型式之一，廣泛應(yīng)用于沿海、河口及河流下游的軟土地區(qū)。這些地區(qū)近岸區(qū)域往往坡面平緩，水深變化不大，為了滿足大型船舶停泊所需的大水深，碼頭前沿布置離已有岸線較遠(yuǎn)，如果碼頭布置成滿堂式，就需要有大量的回填或開挖，工程造價高，因此對于后方陸域較寬裕的港區(qū)，廣泛采用引橋式平面布置，貨物可通過流動運輸機(jī)械、傳送帶或管道經(jīng)由引橋運送至后方場地，這種平面布置型式能大大減小工程造價。碼頭前方承臺和引橋部分大多采用高樁梁板式結(jié)構(gòu)，兩者的連接通常有兩種，一是在兩者連接處設(shè)置垂直通縫，另一種是引橋最后一跨采用簡支板連接，一端擱置在前方承臺后邊梁上，另一端擱置在引橋橋墩上。通過多年的工程實踐，第二種連接形式雖然能減少樁基數(shù)量節(jié)省投資，但同時碼頭主體與引橋的連接部位受力復(fù)雜，結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生受力損壞。目前碼頭船舶等級越來越高，碼頭前沿水深越來越大，高樁碼頭結(jié)構(gòu)也在向大跨度、粗樁、長樁發(fā)展，大型船舶對碼頭產(chǎn)生的水平作用力很大，引橋與碼頭存在一定的夾角，這樣會使來自不同方向的力（如船舶擠靠力、沿流方向的系纜力、溫度應(yīng)力等）疊加作用于連接部位，由于這種力的組合比較復(fù)雜，難于從設(shè)計上設(shè)防，所以結(jié)構(gòu)破損的概率大大提高。本文通過對兩個引橋式碼頭的調(diào)查檢測，指出該類型碼頭發(fā)生的破損問題及特點，希望對今后的引橋式高樁碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。2碼頭引橋樁基對堤防的防滲影響及處理措施2.1擬建大橋工程對防汛搶險的影響分析擬建大橋須結(jié)合河道規(guī)劃治理要求按照堤防設(shè)計規(guī)范，在橋址斷面河道兩岸的上下游背水側(cè)修建繞行輔道，用于連接橋位處上下游堤頂防汛道路，從而滿足河道防汛搶險與維修等需要。擬建工程及其附屬設(shè)施的布置不能夠影響防汛搶險與維修通道，其布置與防汛搶險、維修交通的設(shè)置及相互配合需與水利主管部門協(xié)調(diào)解決。河道堤岸的安危關(guān)系到沿岸人民的生命財產(chǎn)，防汛仍是一項十分重要的任務(wù)。因此，防汛期間，首先要組織好人員對河道水情和堤防狀況進(jìn)行實時觀測，對沿岸居民安全和財產(chǎn)有威脅的洪水，要及時通過電臺、電視臺、長鳴警報等現(xiàn)代通訊手段告知相關(guān)人員采取防范措施。其次，要充分做好搶險組織，要對防洪工程險情做好搶險的各種人、財、物的準(zhǔn)備，要實行崗位責(zé)任制，分段落實搶險任務(wù)。對被破壞的堤防和泄洪設(shè)施進(jìn)行及時維修和加固。此外，本次工程施工期間由于施工物料及土石方隨意堆放易將阻礙防洪通道（路面、河道），為此還應(yīng)做好防洪避險措施。2.2防滲處理針對碼頭工程實施后對堤防滲流穩(wěn)定的影響，根據(jù)工程建設(shè)方案具體布置情況、堤防地質(zhì)情況，具體防滲處理的方案為:①在工程范圍內(nèi)的堤防內(nèi)堤腳起設(shè)50m寬的蓋重，蓋重采用透水性較好的砂壤土回填，蓋重中心高程為7.00m，橫向坡比1：50，末端按1：4坡比放坡至自然地面。②對1號引橋（廊道）堤防迎水側(cè)50m范圍內(nèi)的樁基及堤防背水側(cè)30m范圍內(nèi)的樁基周邊2m深度范圍內(nèi)采用粘土回填結(jié)合鋪設(shè)復(fù)合土工膜防滲。③對2號引橋堤防迎水側(cè)50m范圍內(nèi)的樁基周邊2m深度范圍內(nèi)采用粘土回填結(jié)合鋪設(shè)復(fù)合土工膜防滲。2.3橋梁建設(shè)對防汛搶險的影響分析橋梁與堤防相交處左岸引道高程為162.12m，左岸松花江堤防現(xiàn)狀高程為161.83m，規(guī)劃堤防高程為161.45m，平交處引道與松花江現(xiàn)狀、規(guī)劃堤防之間高差分別為0.29m、0.63m；相交處右岸引道高程為162.11m，右岸馬家店圍堤現(xiàn)狀高程為160.38m，規(guī)劃堤防高程為160.38m，平交處引道與松花江現(xiàn)狀、規(guī)劃堤防之間高差均為1.73m。防洪橋工程建成后，增加了圍堤內(nèi)居民的對外交通方式，對防汛搶險有利。由于新建防洪橋工程后，相比規(guī)劃堤防高程，左、右岸堤防橋位斷面引道與堤防局部高差分別為0.63m、1.73m，因此，需要對橋位斷面左、右岸規(guī)劃堤防分別加高，使左、右岸規(guī)劃堤防平順連接，減小對防汛搶險車輛通行的不利影響。2.4樁基防滲施工引橋樁基施工結(jié)束后，挖除樁基周邊2m深度范圍內(nèi)受擾動的原狀土，在樁基外壁刷涂粘土漿液，一邊刷涂一邊回填粘土并壓實，粘土的回填壓實度N0.91;當(dāng)防滲體回填至距原狀地面1m時，待防滲體表面平整后，鋪設(shè)復(fù)合土工膜（二布一膜），復(fù)合土工膜與樁基外壁用膠粘后采用螺栓和鋼板固定；復(fù)合土工膜以上繼續(xù)采用粘土回填至原狀地面；為保護(hù)防滲體，在粘土上部設(shè)20cm厚C20素混凝土保護(hù)層。防滲體開挖邊坡坡比為1：1.50，回填粘土前要清基，清除植物根莖、碎石、磚頭瓦塊，填筑時應(yīng)分層鋪筑并碾壓，上下層接縫應(yīng)錯開，每層厚W30cm，以保證粘土填筑質(zhì)量。2.5防洪影響補救措施防洪橋工程建成后，由于大橋橋臺及引道位于河道內(nèi)，考慮橋臺及引道自身防洪安全，需要進(jìn)行防護(hù)；大橋建設(shè)對上、下游規(guī)劃堤防實施造成影響，且左、右岸橋梁引道與堤防平交處堤防局部加高，對防汛搶險造成一定影響，因此，建議采取以下防治措施，減小防洪橋工程建設(shè)對防洪的不利影響。對橋位斷面中心線上游50m、下游100m按規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)對堤防邊坡進(jìn)行防護(hù)。其中松花江堤防、馬家店圍堤邊坡防護(hù)長度各為150m。在堤防邊坡防護(hù)中，橋梁引道與左、右岸堤防平交處上下游堤防需要在規(guī)劃堤防高度上進(jìn)行加高，使平交處堤防與上下游規(guī)劃堤防平順連接。堤防平順連接段設(shè)計縱坡比為5%，經(jīng)計算，松花江堤防加高連接段總長度為36m，其中橋位上游17m，下游19m；馬家店圍堤加高連接段總長度為70m，其中橋位上游35m，下游35m。結(jié)語碼頭引橋樁基的布置距離惠生聯(lián)圩圩堤的內(nèi)外堤腳較近，工程在施工期和運行期可能會對樁基周圍的土體產(chǎn)生擾動，造成樁基與周圍土體之間產(chǎn)生接觸裂縫，汛期高水位時，水流會直接順著裂縫向堤后滲流，從而縮短了堤防的滲徑長度，增大了堤后表層土的滲流比降，尤其是近堤段的樁基易成為堤防滲透穩(wěn)定的薄弱環(huán)節(jié)，引發(fā)堤防滲透破壞，影響堤防滲透穩(wěn)定，應(yīng)采取相應(yīng)的防滲處理措施，以確保工程區(qū)堤防的防洪安全和碼頭自身的運行安全。參考文獻(xiàn)劉濤，楊文海，于清霖.保阜高速引線跨越沙河大橋防洪影響評價[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2008(3):35-37.呂寧軍.關(guān)于吳忠黃河公路橋防洪影響評價水文分析】J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2006(6):30-31.李懷志，張小穩(wěn)