连云港港徐圩港区斜坡式结构东防波堤工程高性能塑料排水板水上施工

◎贺永前 连云港科谊工程建设咨询有限公司

1.工程概述

连云港港徐圩港区斜坡式结构东防波堤工程施工项目DXP-SG1标段，位于连云港徐圩港区规划东边界，由现有防汛大堤根部向外海延伸4000m。本工程对天然淤泥地基采用塑料排水板加固，利用堤身分级回填对地基施加预压后，促使软土充分排水固结，从而尽可能消除软土沉降，提高土体的强度，满足上部堤身的稳定和沉降要求。本工程近期具有防浪减淤的双重功能，对堤内建筑物形成掩护条件，同时还需考虑30万吨原油码头油气管廊地基结合防波堤同步建设，要求充分发挥防波堤的防护功能，确保油气管廊的使用安全；远期防波堤作为港区永久性边界建筑，防波堤的设计尺度需与陆域形成结合考虑。

本工程共有塑料排水板4433708m。排水板正方形布置，断面方向中间44m范围内按1m正方形布置，两侧按1.2m正方形布置，排水板长12m～15m。典型断面图如图1所示。

图1 排水板断面图

2.工程特点和难点

（1）天然淤泥厚度平均约为10～15m，最深厚度达17.8m，关键是提高排水板的通水性和渗透性，减少排水板的涂抹和井阻效应，使土体充分沉降固结；

（2）油气管廊通道地基若与东堤同步实施，对地基工后沉降和差异沉降要求高，如何使实际发生的沉降与理论计算值相符，从而将地基工后沉降较为准确地控制在一定的范围，需有相对应的措施；

（3）工期要求紧，地基处理又为水上作业，需采取一定措施，在满足使用前提下，尽可能减少水上工作量，加快成堤进度。

3.塑料排水板的选择

预压排水固结方案中塑料排水板的材料质量直接影响到预压排水固结的效果。考虑到防波堤处软土分布情况、水上插板工期、防波堤工后沉降，以及满足上部设施要求等，为确保加固效果，排水材料采用高性能排水材料。

所谓高性能材料，是指板材在浸水、弯曲变形情况下保持良好的排水性，板芯采用纯新聚丙烯塑料原料生产，不得采用再生料，齿槽挺直、光滑、通水量大、通水阻力小、抗拉抗撕裂强度大，工程应用中在侧压力作用下的地基沉降弯折扭曲的条件下，仍能保持最大的排水空间和排水能力，减少井阻影响，施工不断带。无纺布滤膜要求布质硬挺，在地基土层中侧压力作用下保持硬挺不内凹，确保齿槽有较大的排水空间，既能起到良好的隔土性、反滤性，又有较好的渗透性，可选用涤纶长纤维热粘无纺布滤膜，滤膜的有效孔径在80～130μm范围，保证滤膜隔土和渗水的功能。

高性能塑料排水板物理力学指标见表1。

表1 塑料排水板性能表

高性能排水板与普通排水板有明显的优点。综合比较如表2所示。

表2 高性能排水板与普通排水板比较

4.排水板施工工艺流程

（1）打设船定位偏差不宜大于50mm，打设过程中应确保船位稳定。

（2）下沉套管时，套管平面位置与打设船确定的板位偏差不应超过50mm。

（3）套管的垂直度偏差不应大于1.5%。

5.水上打插排水板工艺

（1）插板船采用DGPS测量系统对打设船位进行定位，每一船位和点位完成后均在平面图上进行标注，形成即时记录。

（2）将排水板板头20cm反插在插管内，然后用桩销别住排水板，排水板另一端用力拉住防止脱销。

（3）振动锤下落，将排水板打设到设计标高，排水板打到穿透淤泥层并进入下卧良好土层内。然后提管并注意观察排水板回带现象。上拔插板套管时，注意观察排水板有没有回带现象，回带长度应小于20～30cm。若回带长度超过50cm，则在该板位旁45cm内重新插入补打一根。

（4）排水板剪板采用水下剪板工艺，保证排水板在砂垫层以上的外露长度大于50cm。

（5）施工船舶上实行24小时值班制度，同时安装监控摄像头，对施工过程进行全过程监控记录。

6.排水板质量通病治理

图2 水上排水板打桩工艺流程图

图3 排水板插板船

图4 GPS定位系统

图5 排水板穿桩靴

图6 排水板一端拉紧

图7 振动锤下落

图8 排水板插管提管

图9 水下剪板工艺

图10 水下剪板工具

图11 排水板回带处理

图12 定位滑轮

图13 水下剪板工艺

图14 设置进水口

图15 增加套环

针对排水板回带的问题，适当增加桩靴链条长度，向插板管内注水清除插管内淤泥，严格控制打设深度不小于设计深度，淤泥厚度较大区域可适当增加打设深度。

7.排水板精细化施工

（1）排水板底部采用定位滑轮，保证插管垂直度。

（2）采用水下剪板技术，保证排水板外露长度保持一致。

（3）在排水板插管没入水中的部分开进水孔，使其在每次插板时管内进水，提管时利用管内的水将进入管内的淤泥冲刷干净，减少了管内摩擦力，减少了排水板回带。

（4）插管上设置套环，排水板从中穿过，防止纽带。

8.结论

高性能塑料排水板和普通排水板相比,通水量大,施工期预压排水和土体固结更充分,工后沉降相对较小,间距可适当放大,数量可减少,水上作业时间减少。施工期可减少超载或不超载预压，有助于降低筑堤费用。