沿海滩涂围垦地基土处理技术分析

2015-07-15 252 0

   前言:
 
  沿海滩涂是一种重要的土地再生资源,对其进行围垦开发,重构海陆变迁局势,已成为沿海地区解决土地紧张、促进经济发展的重要技术措施.我国在滩涂围垦开发利用方面研究起步较晚,并且存在很多不足.过去所进行的围垦工程大多是大面积成热的滩涂,只需按照相关规范有序进行围垦和开发利用就能获得相应的社会经济效益,但是随着围垦工程的不断进行,加上大面积成热滩涂资源的有限性,围垦工程已向处于成长阶段的滩涂进行开发利用进军.围垦工程的起围高程必然给围垦工程提出更高的要求,而且现代围垦工程基本达到机械全程作业,因此搞清楚拟围滩涂的土质状况,并结合相应的软土地基加固处理技术措施,提高滩涂围垦工程的地基质量水平,对保证围垦工程高效稳定的进行十分重要.
 
  一、我国沿海滩涂开发历史和现状
 
  1、我国沿海滩涂开发研究以上世纪80年代末为界,分为两个阶段:前期开展了3次大规模的沿海滩涂基本情况的调查研究工作,为沿海滩涂研究丰富了资料。到90年代后,我国的沿海滩涂的研究涉及到了多学科之间的交融发展,大大拓展了研究范围。具体研究如下:
 
  1)滩涂开发涉及的政治经济政策与机制,涉及到的海岸带一体化的综合管理模式;
 
  2)面对滩涂开发中出现的新问题及解决对策;
 
  3)滩涂开发涉及到的指导理论和理想模式;
 
  4)滩涂开发中关于生态和经济评价的理论、实践应用;
 
  5)滩涂开发与资源、环境保护相互均衡机制。
 
  2、沿海滩涂开发现状
 
  1)国外滩涂开发
 
  滩涂是海岸带的重要组成部分,呈环形连续分布于大陆边缘。因而,各国(地区)沿海岸线都有滩涂分布,只是分布类型有所不同。目前,西方各国滩涂利用主要有以下几种方式:(1)个体经营大规模机械化农场,发展大农业。(2)浅海滩涂自然保护区。(3)盐田海水制盐。(4)海滨康乐游览地。(5)港口城镇的建设。亚非拉经济发达的处于沿海地区的国家,通过大量围海造地,建设沿海工业园区。
 
  2)国内滩涂开发
 
  我国的沿海滩涂开发具有悠久的历史,经历了多个阶段,如:兴海煮盐、垦荒植棉、围海养殖、临港工业等,同时也进行了大规模的沿海滩涂围垦的发展工作。如江苏沿海滩涂从1l世纪范公堤修筑以来,共垦植开发了近3000万亩沿海滩涂。特别是新中国成立以来进行了大规模的围海造地,1951年至2008年累计围垦滩涂207个垦区,总面积达412万亩。但是,由于填土后固结的不完全性以及地基土地处较高地下水位的大海边缘,在使用中普遍存在以下几个方面问题:由于地基土的欠固结性导致以后使用中出现地面的沉降而影响正常使用。在临港工业建筑中涉及荷载较大,导致建筑物底层地面或堆载场地地基承载力不够和不断下沉。为此,本研究通过对滩涂围垦地基土处理方法的研究,找到较为适合本类地区的该地基基础处理及施工方法,对本类地区的发展建设具有重大意义。
 
  二、地基土的构成分析
 
  土层构成主要为:1素填土,俗称渣地土,杂色,松散,主要由碎石、块石组成,混砂和黏性土,碎石、块石的粒径多为10~30cm,较大的块石粒径大于60~100cm,局部块石粒径达1m以上,淤泥质粉质黏土,灰色,流塑,干强度中等,含少量贝壳碎片,具有水平层理,层面有粉细砂分布。粉质黏土,灰色、灰褐,流塑,干强度中等,局部上部呈软塑,下部呈可塑粗砂,灰色,稍密,黏性土胶结。
 
  三、地基土的处理技术的方法
 
  目前能够采用的固结方法有很多种,常用的地基处理方法有置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和冷热等,其中适合该类地基土及考虑时间、经济等因素可以采用的方法也有几种,目前,强夯法、堆载预压法、水泥土桩加固地基法采用较普遍。
 
  1、强夯法对提高地基承载力有较好效果,成本较低,施工速度快,对土的固结一般。
 
  2、堆载预压法对提高地基承载力有较好效果,成本较高,施工速度慢,对土的固结较好。
 
  3、水泥土桩加固地基法对提高地基承载力有较好效果,成本较高,施工速度一般,适合于建筑物地基处理。
 
  4、强夯法的应用
 
  在围垦地基土上,除建筑物和堆载场地地基有较高的承载力及较小的固结变形外,建筑物以外地区如道路等也应具有一定的承载力及减少固结变形,鉴于上述要求同时考虑施工进度和经济方面等因素,一般优先考虑强夯法。用强夯法进行地基处理达到了一定的效果。
 
  在淤泥和淤泥质黏土上填一定厚度透水性好的素填土,在确定有效加固深度下,把握好夯击能量、夯击击数、夯击遍数及夯击点布置为主要关键技术控制要点,否则控制不当会使土成为/橡皮土0,达不到实际效果。表1为沿海地区常见的围垦地基土分布及物理指标。
 
  四、强夯法施工步骤
 
  ·清理并平整施工场地。
 
  ·铺设垫层,使在地表形成硬层,用以支承起重设备,确保机械通行和施工。同时可加大地下水和表层面的距离,防止夯击的效率降低。
 
  ·标出第1遍夯击点的位置,并测量场地高程。
 
  ·起重机就位,使夯锤对准夯点位置。
 
  ·测量夯前锤顶标高。
 
  ·将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩,测量锤顶高程;若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平。
 
  ·用推土机将夯坑填平,并测量场地高程。
 
  ·在规定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,最后用低能量普夯,将场地表层土夯实,并测量夯后场地高程。
 
  1、打桩注浆加固手段
 
  打桩注浆加固手段是通过打桩、注浆等技术手段,对海堤地基土进行加固处理,通过重构地基的内部力学结构、分布,提高其承载力和压缩模量,压密注浆或水泥土搅拌等地基土加固方法对浅层地基处理较为有效,而对软土层较厚的淤泥土处理效果较差,同时打桩加固手段虽然对深层地基有很好的加固作用,但由于桩体原材料及打桩过程需要巨大的造价成本,违背了前面的经济实惠原则。
 
  2、预压法
 
  预压法是建筑物建造前,对建筑场地进行预压,使土体中的水通过砂井或塑料排水带排出,逐渐固结,地基发生沉降,强度逐步提高的方法。预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差,同时可增加地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。
 
  对于预压法进行地基处理,排水通道选用砂井费用要高于塑料排水带,真空管道的布置及选材也直接影响工程造价,因此预压法处理地基费用差别较大,综合经济指标变化范围大,可根据工程实际情况需要进行预压法地基处理。
 
  3、地基处理效果
 
  围垦工程中的海堤是在地基土土质的海滩上修建较高的防汛挡水坝,堤坝如此大的荷载直接或间接作用在地基软土层中的附加应力相当大,而且整个衰减过程比较缓慢,需要的压缩厚度较大,故浅层的地基加固对减少海堤由于自重导致沉降的作用效果十分有限。因此,在制定处理方案时,必须考虑其所能达到的效果满足相关规范要求。
 
  五、滩涂围垦地基土技术开发效益及效应研究
 
  在社会经济方面,滩涂围垦不仅增加了土地面积,也提高了养殖等其他相关产业的经济效益,但对旅游业的发展和航运、港口建设存在不利影响。在环境效应方面,滩涂围垦对水质和生物生存环境影响甚大,不利于环境的保护和资源的可持续利用。通过对江苏沿海滩涂围垦资料的统计,针对滩涂围垦对沿海环境和经济的影响,对江苏沿海滩涂围垦的规划方向进行了预测,提出了条子泥等地区是江苏沿海滩涂未来围垦的潜力地区。
 
  针对沿海滩涂围垦开发的特点,选取反映滩涂围垦开发对生态环境影响的指标,进一步对滩涂围垦地基土技术进行生态评价。运用层次分析法对生态评价因子进行等级化处理,确定各评价指标的权重,计算各生态评价因子的评价指数。指出滩涂围垦过程中,措施得当,可减少滩涂围垦对生态环境的负面影响。
 
  滩涂围垦对沿海人地矛盾的缓解起了很大作用,但同时也产生了侵占海洋生物天然栖息地、破坏海洋生物生态系统、影响海湾航运能力和建港能力等一系列的生态环境问题。针对滩涂资源状况、滩涂围垦的驱动因子和围垦引起的一些不良环境影响,提出了滩涂资源开发与保护的若干对策建议。
 
  滩涂围垦开发相关研究成果较为丰富,但总体来说应用研究的较多,基础研究还不够深入。对滩涂围垦区的分类、效益评价、优化决策等方面缺少一套完整的科学可行的理论。对如何开展滩涂围垦地基处理技术和工艺在滩涂围垦应用上的深入研究,同时开展滩涂湿地保护与滩涂围垦间的关联研究,滩涂围垦开发模式的生态学研究以及滩涂围垦地基处理技术在滩涂围垦中的应用等研究,应成为目前研究的热点问题。
 
  六、结束语
 
  如何有效的利用地基土处理技术对沿海滩涂围垦进行有效的开发,是要综合考虑各方面的因素,做到因地制宜,合理规划,争取在提高资源的利用率时也实现生态环境的持续发展。
 
  参考文献:
 
  [1]陆上云.组合式地基加固技术在沿海软弱地基处理中的应用[J].广西城镇建设,2011,(5):52-54.
 
  [2]张锦茹.沿海地带软弱地基处理探讨[J].企业科技与发展,2009,(14):95-98.
 
  [3]董晓马,杨广军.一种新型的软弱地基处理方法[J].山西建筑,2008,34(6):124-125.

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