防波堤建筑工程不均匀沉降的原因分析及技术处理

防波堤建筑工程不均匀沉降的原因分析及技术处理 摘要：防波堤建筑工程在施工期经常发生不均匀沉降，现场管理部门往往采取各种技术措施加以调控，最大程度地避免影响使用及表观质量的沉降产生。笔者在我公司技术质量部门工作多年，对各种防波堤的不均匀沉降原因进行总结汇总，以期指导后续施工。关键词：水工工程 防波堤 沉降 原因分析 技术处理常见的防波堤均为开敞式结构，由石料、混凝土结构、土工织物等组成防波堤的主体结构。除阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳外，一般防波堤建筑工程兼做舾装码头、景观护岸等作用，也可兼做船舶入港的引导区域。后者对不均匀沉降及表观质量要求均比较高。笔者在我公司技术质量部门工作多年，各式防波堤均有涉猎，本文就常见的防波堤不均匀沉降及其处理做简单分析。1防波堤常见不均匀沉降的原因分析虽然建筑工程中各种防波堤形态各异、主体结构复杂多样，但归根结底无非分为直立式和斜坡式两大类。在这两种结构中，其主要分部分项工程划分大致相同，即均有：基础、堤身、护面、上部结构等四个部分，还有一些防波堤根据功能需要设置一些附属设施及后方道路堆场等等。防波堤不均匀沉降的结构影响主要发生在基础和堤身两个部分，其他因工序组织安排不合理，造成的质量事故不在自然不均匀沉降之列。1.1 基础处理不当引起的不均匀沉降在水工建筑结构中，基础部分的处理至关重要，往往工程后期引发的各种建筑工程质量隐患均为基础处理不当造成的。因此，因基础工程处理不当引起的不均匀沉降往往在水工建筑工程施工中占很大比重。在施工中，基础部分处理一般分为基槽开挖及换填、水下挤淤、土工合成材料加筋垫层、振冲碎石桩加固等措施。在施工中，把控这些措施往往是掌握工程质量的关键。1.1.1 基槽开挖及换填因防波堤工程大多为回填工程，即将承载力较弱的基底土质开挖后换填成其他承载力较好的材料，是一个换填的过程（如将淤泥换成石块、将淤泥换成土工织物、袋装砂等）。在施工过程中个别施工人员质量意识淡薄，致使基槽开挖不彻底，在回填后形成一个流动的淤泥层（或压缩的淤泥层），随着堤身部分的加载，这部分淤泥层可压缩性比较大，往往是引起后期不均匀沉降的主要原因。1.1.2 水下挤淤目前的水工建筑工程中，水下挤淤一般可采用抛石挤淤、爆破挤淤等各种方法（可兼作堤身）。这数种方法的主要原理相同，即利用外力（石料自身重力、爆破冲击力）将流动性较大的淤泥挤出，在挤出的空腔中换填进石料等承载力较大的材料。在挤淤和爆破挤淤施工中，设计方预留的沉降量均比较大。但是在施工中，由于人为因素、机械因素、材料因素、施工方法等不一样，极易造成不均匀沉降，往往相邻段沉降量较大，对最终成堤的表观质量影响较大。1.1.3 土工合成材料加筋垫层土工合成材料加筋垫层施工，往往采用土工格栅、土工布、土工网、土工加筋带、土工织物等改善土的力学性能，提高土的强度和稳定性的一种技术措施。如果施工时，基底部分图纸连续性较差，往往产生不均匀沉降；其次在土工材料接头部分，如果未按照设计及规范要求施工，极易在主体结构上产生不均匀沉降现象。1.1.4振冲碎石桩加固基础振冲碎石桩加固松软土地基，形成符合地基或复合土体，以提高其承载力、增强稳定性、减少沉降量的一种方式，近年在水工工程施工中应用较为广泛。振冲碎石桩关键是密实电流值、成孔振冲水压和填料用量。如果施工中不均匀控制，导致施工区域密实度不一，极易造成不均匀沉降；另外，在施工中土层地质变化较大的情况下，很难做到桩径一致，成桩后基本是变径桩，这也是导致不均匀沉降的原因之一，施工中应该严格控制。1.2 堤身结构引起的不均匀沉降堤身结构如果采用预制构件的方式，如果基础处理较好，一般可以避免不均匀沉降；如果采用的是堤心石抛填、土工织物填充袋作为堤身，则很难避免不均匀沉降。1.2.1 堤心石抛填堤心石抛填施工时，一般抛填量巨大，水上大多采用开体驳施工，陆上大多采用自卸车施工，但在抛填过程中很难控制回填料的质量。由于抛填石料的材质、含泥量等不一致，导致最终成堤时沉降量不一致的现象时有发生。1.2.2 土工织物填充袋筑堤土工织物填充袋筑堤时，由于填充料的土质及颗粒级配按进场批次抽样检测，但在实际操作过程中因检验不及时或检验批取样不准确，导致填充袋中充填入含泥量较大的土质，容易引起不均匀沉降；另外，土工织物的批次及各项技术指标应严格按照规范要求的时间及标准进行检验。1.3 施工过程操作不当引起的不均匀沉降防波堤建筑工程施工中，施工时间节点的把握和下一道施工工序的介入时间非常重要，往往是解决后期不均匀沉降问题的关键。防波堤堤身结构施工完成后，一般应该预留一定的沉降时间，沉降时间过后再施工上部结构。这样的工序安排有余力底部基础及堤身的沉降区域缓和，便于整体表观质量及不均匀沉降的控制。部分斜坡堤施工时，部分施工单位为了节省投入，不按照招投标要求的水上水下施工的分项工程施工，直接采用陆上回填的方式，导致一次性回填标高过大，基础底部回淤明显，不均匀沉降较大，沉降期较长。在施工中，建设单位、监理单位、施工单位应该严格控制施工工序，避免留下不必要的工程隐患。2防波堤常见不均匀沉降的技术处理因施工单位在执行合同的过程中，严格按照国家规范及设计文件执行，监理单位按照相关规定进行监理，除基础部分存在较大变化，地勘时未完全查勘到以外，理论上应该不会出现较大的不均匀沉降（在基础分部施工时，如果地质与设计地质不符，将由数方协助解决），但在实际施工过程中未采取相应的各种措施，导致部分不均匀沉降发生，因此技术处理应从源头上控制不均匀沉降的发生，以“防患”为主，以“亡羊补牢”为辅。2.1 严格按图施工施工图时施工的准则，必须严格按图施工。如在施工中发现与原设计图纸不符合的地方，应尽快协助勘察、设计部门解决。对影响较大的分部分项工程应严格按质量监督部门下发的划分意见分项、分层施工，杜绝偷工减料现象。2.2 加强原材料的检验由上述分析可知，原材料检验在防波堤施工中对不均匀沉降的产生影响较大，因此应该加强原材料的检验。在重点部位、重点分项应该加强检验批密度，监理单位也应加强平行检验的频次。2.3 留足沉降期合理安排施工工序，杜绝建设单位任意压缩工期，根据防波堤工程的重要性，尽量将主体部分留足沉降时间。亦可根据实际工程需要，采取各种方式的提前加载，在沉降位移曲线趋于稳定后再施工后续工序。3 小结在施工过程中，合理组织材料，妥善安排施工方法及施工工序，严格按照图纸施工能很大程度避免不均匀沉降发生，是事前控制；合理安排工期