珠海海堤抗滑稳定性分析与除险加固

珠海海堤抗滑稳定性分析与除险加固

一、北西南东边防浪墙带横截面的小直径是马洲水道，西是磨刀门水道，从北到南呈直线分布。水库顶部宽度为5.09.0m，水库顶部修建了防浪墙。本次分析评价为番禺、惠州天然气开发项目珠海终端场地相应的一段,长约1km。二、抛填块石挤淤堆筑为了解堤坝坡面,选取3条断面进行实测并钻探,根据3个断面的实测资料,堤坝为斜坡堤,顶面宽5.2~8.2m,底面宽11~13m,垂高3.4~5.5m,顶面高程为0.4~0.8m(黄高),由抛填块石挤淤堆筑而成。堤顶防浪墙为反L型墙,底宽2~4m,顶宽0.37~0.5m,垂高2.15~2.75m,为浆砌块石,墙后填土为淤泥翻晒后的土料和淤泥质粉砂。三、水库基本质量条件和工程土壤质量评价根据本次钻探揭露,堤防地基土层主要为人工吹填(Qml)的淤泥质砂土和全新世灯笼沙组(Q43-m)的淤泥类土。(1)流体包裹体填料为淤泥质砂土。浅灰色,由人工造陆吹填而成,成份主要为石英,含较多淤泥,局部夹淤泥包裹体。饱和,松散。该层在海堤内广泛分布,层厚4.35~7.50m,平均6.25m,层底标高-5.65~-2.79m。(2)孔底标高和层序岩性为淤泥质土、淤泥,厚度多未揭穿,揭露深度为33.50~41.25m,,钻孔底标高为-39.24~-33.98m。根据层序分为三个亚层:黑灰色,有腥臭味和较强滑感,含有少量蚝壳碎片,见粉细砂微层理。饱和,流塑。该层主要分布于海堤内,层厚7.80~12.08m,平均9.80m,层底标高-14.89~-12.83m。片、腐木、石英砂灰黑色,有腥臭味和强滑感,含有少量蚝壳碎片、腐木和石英砂。饱和,流塑。该层分布广泛,层厚7.10~24.00m,平均13.61m,层底标高-37.23~-16.14m。蓬壳、石英、流塑砂黑灰色,有腥臭味和较强滑感,含有少量蚝壳碎片,见粉细砂微层理。饱和,流塑。底部含有较多石英细砂。该层分布广泛,厚度多未揭穿。3.2水库底板的物理力学性质根据室内土工试验和原位测试结果,各堤基土层的主要岩土参数见表1、2。3.3工程地质特点淤泥质土、淤泥层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低、低渗透性、高触变性、欠固结等特点,承载力极低,工程地质性质差,为典型的软弱土层。3.4主要软土工程的质量分析(1)长期固结沉降因淤泥质土、淤泥欠固结,OCR值小,未经地基处理情况下,在自重应力作用下将发生长期固结沉降,历时长,最终沉降量大,将对其上的建(构)筑物带来长期持续的不良影响甚至破坏性影响。软土固结沉降是淤泥类土广布地区最为常见的工程地质问题。(2)层状剪切波速地面以下15m范围内均为淤泥类土,根据场地土层剪切波速测试资料,软土层的剪切波速Vs=105m/s,因此,场地土类型属软弱场地土,场地类别为Ⅲ类,场地为对建筑抗震不利地段;在抗震设防烈度7度区,地震时淤泥类土有震陷的可能;此外,堤防邻近海边,地震时淤泥类土有可能向海侧扩。(3)饱和土层的判别堤内表层吹填的砂土为饱和砂土,珠海地区的抗震设防烈度为7度,根据液化判别:场地内的饱和砂土层为液化土层,液化指数2.47~63.04,液化等级以严重为主,局部轻微。四、水库全球稳定试验稳定性评价分现状阶段和预计填土到设计高程(建议场地标高为3.5m)阶段两个状态进行。4.1堤基土层极限承载力pu堤基整体稳定安全系数K,按下式进行计算:式中:Pu———堤基土层极限承载力,kPa;σ———堤身垂直应力,kPa。堤基土层极限承载力pu采用太沙基的极限承载力公式进行计算,公式如下:式中:γ———基础底面以下堤基土的天然重度,kN/m3;b———基础宽度,m;c———基础底面以下堤基土的粘聚力,kPa;q———基础的旁侧荷载,其值为基础埋深范围土的自重压力γd,kPa;Nγ,Nc,Nq――堤基承载力系数,可直接计算或查有关图表确定。4.2堤基稳定性验算抗滑稳定安全系数按下式计算:式中:Kc—抗滑稳定安全系数;∑W—作用于堤坝上的全部垂直力的总和(kN);∑P—作用于堤坝上的全部水平力的总和(kN);f—底板与堤基土之间的摩擦系数。计算参数详见表3,计算结果见表4。根据以上稳定性计算结果,三个断面现状阶段的堤坝为基本稳定,但稳定安全系数不大,特别是整体稳定安全系数,均在1.3左右,说明堤坝已处于临界极限状态。当堤内后期填土时,将增加堤基的垂直压力和对堤坝的水平推力,将降低堤坝的稳定性,计算结果显示,堤基整体稳定安全系数均小于1.3,抗滑稳定系数较填土前降低较大,达30%多,1号断面已接近1.0,局部有可能失稳。因此,填土之前应先对堤坝进行加固。五、堤身与堤身的安装鉴于目前堤身和防浪墙结构较完好,未见明显破坏,因此,对堤坝的加固可在堤脚外继续抛石固脚,设置反压,并可增大堤坝与堤基土的接触面积,提高堤坝的稳定性,对局部沉降后低于海水位部位继续加高培厚;对于堤顶防浪墙,则继续采用浆砌石加高加厚。海堤渗漏问题,因堤基土为淤泥质土,渗透小,因此,主要应考虑堤身渗漏问题,可在堤内和堤外沿堤坝轴线各布置一道深层水泥土搅拌桩截水墙,堤内截水墙应插入淤泥质土一定深度;必要时可对堤身采取高压注浆处理。六、工程地质和工程地质堤基土层主要由淤泥类土组成,分布广,厚度大,具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低、低渗透性、高触变性、欠固结等特点,承载力极低,工程地质性质差,地震时淤泥类土有震陷和向海