土工格栅在沿海护岸工程中的应用

摘 要：长岛县西海岸护岸工程中采用塑料土工格栅进行软基处理，该文针对本工程中塑料土工格栅施工的难点及质量控制要求，进行研究与分析，制定了一种简单有效的施工方案。

关键词：土工格栅 软基 工程 质量控制

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-0-01

1 工程海域地质类型及特征

山东省长岛县西海岸护岸工程位于长岛县南长山镇荻沟村西侧海域，全长约2000 m，该工程结构为护岸兼围堰。前期建设围堰将原有海域围护起来，为后期建设对所围护海域进行吹填造地打下基础，护岸建成后将发挥景观、休闲、旅游及垂钓功能。本工程位于渤海海域，地貌类型为滨海地貌，海岸类型为岩土海岸。地形总体趋势为东浅西深，海底地势平缓。本工程的护岸结构形式为混合式，上部结构为直立式，下部结构为斜坡式，为堤心抛填开山石。根据工程地质勘测结果显示，本工程海域海底地基淤泥层较厚，最大厚度达到15～20 m。其海底地基承载力小，地基稳定性差，堤心抛填开山石后变形时间较长，因此，需对淤泥质粉质黏土层厚度大于5 m的区域进行软基处理。

2 软基处理的方式及特点

本工程对海底淤泥质粉质粘土层厚度大于5 m的区域进行软基处理。采用基床铺设砂垫层、水下施打塑料排水板、水下铺设单向塑料土工格栅三种方式联合进行处理。基床铺设砂垫层，可增加淤泥层表面的透水性，并增加纵向抗剪力。水下施打塑料排水板为淤泥层增加纵向排水通道，能够加速淤泥层排水固结，提高软基层的承载力。水下铺设单向塑料土工格栅可以有效分配扩散荷载，提高软基的稳定性和承载力，在长期持续荷载作用下蠕变较小，有利于护岸结构的整体性和稳定性。

3 土工格栅在工程软基处理中的应用

3.1 相关技术指标

本护岸（兼围堰）工程坝底宽度为30～32 m，使用的土工格栅的型号为聚丙烯TGDG120型单向塑料土工格栅，土工格栅原材料为2.5 m×100 m（横向卷宽2.5 m，纵向卷长100 m，纵向为主受力方向），土工格栅的铺设方向为其主受力方向垂直于护岸轴线方向，因此，需对土工格栅原材料进行重新剪切、拼接，在拼接的过程中采用塑料锁扣进行固定，并满足2个网孔的搭接宽度，将土工格栅原材料拼接后的单幅尺寸为33 m×10 m。在水下铺设土工格栅施工中，应满足水下横向搭接宽度为1 m。

3.2 施工进度及质量控制要求及难点

为保证本工程软基处理施工的整体性和连贯性，需在基床铺设砂垫层及水下施打塑料排水板之后立即进行水下铺设塑料土工格栅的施工，且施工质量应满足设计及规范要求。施工控制难点有：（1）本工程护岸轴线布置呈流线型，大部分为圆弧段，故在圆弧段铺设土工格栅的过程中需满足最小搭接长度为1 m，对施工精度要求较高，施工控制难度较大。（2）塑料土工格栅需稳定的压在海底，并与软基层完全融合，不得发生漂移。由于塑料土工格栅的质地较轻，受海水浮力的影响，其在铺设的过程及铺设完成后易发生漂移，影响施工质量。

3.3 施工控制方案

（1）传统铺设方式：传统铺设方式采用改装平板驳作为定位与施工船舶进行水下铺设TGDG120型单向塑料土工格栅。（2）改进铺设方式：针对本工程施工进度及质量控制要求及施工控制难点，采用一种改装插板船进行水下铺设TGDG120型单向塑料土工格栅的施工方案。

①插板船改装方法。插板船原进行水下施打塑料排水板施工，有导轨两根及可移动的桩机及套管四套，对称分布于船体两侧，现将一侧原有设备改装，将套管从桩机上移出，只留可在导轨上移动的桩机两台，将两台桩机沿导轨移动至船体中部，并确保其间距为12 m，在两台桩机下安装长度为12 m的钢管材质的横梁，以便固定幅宽为10 m的单向塑料土工格栅。经过改装的船舶即可进行水下铺设单向塑料土工格栅的施工。改装施工船舶示意图，如图1所示。

②船舶定位方法。本工程水下铺设单向塑料土工格栅施工定位采用双GPS进行定位，船体前后各置一台GPS移动站，并连接到计算机上，在施工过程中运用相应的施工定位软件实时的监控船体的位置，施工人员根据船体的位置进行铰锚移船施工作业，确保铺设土工格栅的准确度。

③水下铺设土工格栅施工。塑料土工格栅在陆地上拼接好，经监理工程师检验合格后用交通船运至改装船舶处，将单幅土工格栅固定在钢质横梁上，控制横梁的两个桩机同时匀速向上移动，同时在土工格栅网孔处绑扎沙袋。沙袋绑扎固定后施工人员根据定位软件显示的船体的位置进行铰锚移船，同时控制两台桩机匀速下降，桩机下降的高度与船体横向移动的距离要协调一致，确保土工格栅在铺设的过程中不出现重叠和撕裂的现象。当单幅土工格栅铺设完成后，将船体移至下一船位，继续按照以上流程铺设下一幅土工格栅，并确保每幅土工格栅之间的最小搭接宽度为1 m。

3.4 施工效果评价及分析

首先，本工法只需将前一道工序中使用的施工船舶稍加改装即可投入使用，不需要额外调遣施工船舶，节约了成本；其次，采用本施工方法进行水下铺设塑料土工格栅施工可单日完成6000～8000 m2，施工效率较高，进度较好。最后，水下铺设塑料土工格栅施工完成后，对施工区进行水下探摸的结果显示，土工格栅铺设准确度高，搭接宽度满足要求，未出现漂移现象。经监理工程师检验，该工程质量满足《水运工程质量检验标准》JTS 257-2008的技术要求，该分项工程整体合格率为100%。

4 结语

该文通过对水下铺设单向塑料土工格栅施工的研究与分析，制定了一种合理有效的施工控制方案，通过对该方案在施工进度及质量控制、施工方法的难易程度、工程成本等方面的分析与论证，并在长岛县西海岸护岸工程中实际运用，结果表明，采用该方案进行水下铺设土工格栅效果明显，软基处理效果较好，有效的提高了软基的稳定性和承载力，为后续工程的施工打下了良好的基础。