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水利工程论文-小狮子口海堤的滑动原因与经验教训.doc

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水利工程论文-小狮子口海堤的滑动原因与经验教训.doc

水利工程论文小狮子口海堤的滑动原因与经验教训摘要本文对小狮子口围垦海堤情况作简要介绍,着重分析了海堤滑动原因,得出的经验教训是要求建设、设计、施工等单位,对软土地基筑堤的特性和规律有一个共识,认识和掌握堤基强度随着加荷逐渐变化的规律,是软土地基上筑堤的关键,在建设过程中要配合默契,做到精心设计、精心施工加上精心指挥,才能使工程建设达到费省效宏的目的。关键词软土地基海堤滑坡观测一、工程概况小狮子口工程位于象山港中段奉化市东南松岙乡境内,距奉化市大桥镇约50Km,距宁波市为70Km。小狮子口工程堤线全长1.96Km,围涂面积3360亩,流域集雨面积40.64Km2,涂面高程为吴淞1.22.4m之间。本工程曾于1960年3月动工围垦,投资12万元,抛石4.5万m3,62年因故停工,现经多年淤积沉降,涂面增高,平坦,抛石基本与涂面持平。工程设计建设期3年半。海堤基础处理方案采用土工布结合碎石垫层,(0500)设计断面如图1。1、地貌特征象山港属于强潮海湾落潮流比涨潮流更急促、历时短、流量大,泥沙一般不落淤,整个象山港中部基本上以基岩海岸为主,径流含沙量较少,大部分泥沙由潮流挟沙落淤形成,因此工程所在地属微淤涨型海涂地貌。2、地基条件海堤地基属第四系地层,为海相沉积为主的软土地层,可分为三层第Ⅰ层淤泥淤泥质粘土天然容重为17KN/m3,天然含水量为54,空隙比为1.5,呈饱和流塑状态,出露于整个涂面,层厚0.93m。第Ⅱ层灰色淤泥天然容重为16.2KN/m3,天然含水量为65,空隙比为1.8,呈饱和流塑状态,高压缩性,层厚3.26m。第Ⅲ层灰色淤泥淤泥质粘土天然容重为17KN/m3,天然含水量为57,空隙比为1.7,呈饱和流塑状态,层厚9m。显然,本工程地基均为软土层,承载力低,抗剪强度低,渗透性能差。海堤地基土层物理力学性指标见表1。3、对地形地质条件评价从地形上看海堤地形从狮子山逐渐向黄岩山升高,约以0.6坡率递增,颇有规律从地质上看,海堤土质均为软土层,地层性质变化不大,从地质指标看狮子山逐渐向黄岩山地质变好。二、两次滑动情况与原因分析1、两次滑动情况第一次滑动发生在黄岩山段海堤1390~1650堤段。当石坝高程从4.0m加高到5.3m时,石坝顶宽5.0m,靠外海侧沉降20cm,内侧土石交界处沉降80~90cm,堤顶向内倾斜,外海涂面隆起20~40cm,范围5~10m第二次滑动发生在08200950,当浆砌直墙从6.3m加高至8.0m,内坡土方从6.3m加高至7.5m时,石坝顶宽5m,土石交界处最大沉降1.5m,轴线最大外移90cm,地梁沉降3050cm,斜坡由14变为110左右,外海涂面隆起2050cm,范围515m。小狮子口海堤地基土层物理力学性指标表表1堤段名称土层编号土层名称含水量ω重度rKN/m3液限ωL塑性指数Ip孔隙比e压缩系数αMpa1固结系数CvCm2/s104直快剪直固快天然十字板强度KpaS0CuλZCqKpaΦqOCcqKpaΦcqO黄岩山Ⅰ淤泥淤泥质粘土53.117.242.222.11.471.596.937.85214.111S03.030.78ZⅡ淤泥65.416.249.824.71.831.967.194.85213.611Ⅲ淤泥淤泥质粘土57.616.945.723.31.651.747.004.8739.511.1中间段Ⅰ淤泥淤泥质粘土55.117.244.923.31.521.396.524.002.37.89.5S02.760.81ZⅡ淤泥63.916.449.324.31.772.156.052.0239.49.5Ⅲ淤泥淤泥质粘土57.217.145.323.31.581.176.993.62210.610狮子山Ⅰ淤泥淤泥质粘土54.917.044.222.11.511.248.043.50211.110.5S03.020.72ZⅡ淤泥67.516.250.224.61.W892.306.614.751.58.810Ⅲ淤泥淤泥质粘土54.617.246.423.11.511.496.992.452.06.3112、滑动原因分析经过断面测量,查看施工纪录,对照施工加荷速率与设计加荷速率,如表2。施工与设计加荷时间比较表表2桩号设计加荷时间施工加荷时间提前工期13901650土方石方330天(0.9年)480天(1.79年)290天(0.79年)455天(1.16年)40天(1.3个月)25天(0.8个月)08200950土方石方820天(2.25年)1100天(3.1年)640天(1.75年)970天(2.66年)180天(6个月)130天(4.3个月)首先,对第一次滑动,施工加荷与设计基本接近,从补勘地质资料看,滑坡段地处古河道,实际地质强度比设计略微偏弱,使海堤在施工过程中处于临界稳定状态,是发生滑动的主要原因。从表2可见,第二次加荷施工比设计工期提前4~6个月,由此判断加荷速率太快是发生滑动的主要原因。从理论上分析,软土地基上筑堤,地基强度随着荷载的增加而逐渐变化的状态,可用下式来描述SS0ΔScΔSt式中S0天然地基的抗剪强度ΔSc由于地基固结而增长的抗剪强度ΔSt由于剪应力引起抗剪强度的衰减S软土地基随着荷载的增加而变化的抗剪强度。由上式可以看出地基强度随着荷载的变化,有可能增长也有可能减少,若欲使地基强度随荷载的增加而增长,必须充分认识并掌握其变化规律,具体地说欲使ΔSc

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