浅谈土工格栅在水运工程的应用

摘要： 土工合成材料加筋垫层处理堤坝软基，软弱地基上建造防波堤、护岸、堤坝和港口道路堆场等工程可采用土工合成材料加筋垫层。

关键词：软基地基土工格栅

中图分类号：TU531.7文献标识码： A

土木格栅是应用于加筋垫层的一种土工合成材料，许多工程实践证明，采用土工合成材料加筋垫层处理堤坝软基，可以保证基底完整连续，约束浅层地基软土的侧向变形，均化应力分布，从而提高地基承载能力和稳定性，减少差异沉降。因此，在软弱地基上建造防波堤、护岸、堤坝和港口道路堆场等工程可采用土工合成材料加筋垫层。

一工程概况

本工程为威海金线顶地段整体改造水上项目二期工程，工程地点位于威海市金线顶东侧海域，金线顶地段整体改造水上项目二期工程包括1010米岸线的游艇码头区，863米的岛式防波堤和340.9米顺岸码头（海警码头）。建设范围有水上项目二期工程建设范围包括码头、防波堤、护岸岸线建设、后方回填以及海警码头区船舶回转水域的疏浚工作。

金线顶地段整体改造工程软基处理过程大量应用土工格栅，首先要从原材料控制，土木格栅是一种由抗拉条带形成的用于加筋的规则网状土工合成材料，其网孔可容周围土、石等穿入。进场应提交出场合格证明和试验检验报告，并应按设计要求和合同规定，对产品主要物理性能、力学性能、水力学性能和耐久性等指标进行检验。只有通过检验合格后，材料方能投入使用。

再则，材料存放。为防止土木格栅因日晒老化，进场后应存放在通风遮光处，严禁暴露日晒。

二施工工艺及应用

土木格栅铺设准备工作应先将土木格栅拼接，根据规范规定土木格栅铺设块的宽度不宜小于8m，本工程铺设宽度控制在每幅20m左右，拼接宽度为3个孔格并采用扎丝扎紧，截取长度在设计长度的基础上增加一定的富裕量，每边预留1.5m。在拼接过程要进行土木格栅的外观检查，发现有伤痕、裂口和破损应及时修补处。铺设过程中控制相邻土木格栅铺设块的搭接宽度为1m。

土木格栅铺设前，应对砂垫层进行整平，将砂垫层顶面高差控制在150mm内。准备工作完成后就可以进行土木格栅铺设，本工程土木格栅铺设采用驳铺法，提出两种施工方案：第一种施工方案，是传统铺设工艺，水上铺设，即将卷好格栅的滚筒吊在水面，然后靠缆绳拉动船只移动定位、展开，用砂袋压载使之均匀下沉至水底。此工艺可以明了的看到初期格栅展开情况，但受流水影响较大，压载时下沉均匀不易控制，铺设效果不太理想，很难满足规范要求，特别是当遇到涌浪大、流急的海域，格栅铺设质量更加不能保证。通过工艺的研究，找出格栅铺设施工工艺的不足之处和较好的铺设方案，并对其进行改进，从而制定出更加合理施工工艺，就是第二种施工方案，水下铺设，在平板驳上把土工格栅在滚筒上成卷后，定点下锚起固定滚筒作用，移动平板驳到铺设位置，把滚筒放到底，移动船位开始铺设，平铺后开始调整铺设位置，使土工格栅平整的铺设在指定位置上，然后抛沙袋压载后吊出滚筒和锚，之后在进行抛填压载，防止格栅上浮。

根据试验段潜水检查结果显示第一种方法铺设位置普遍偏移大，土工格栅重叠位置多，受流和海上风向影响大，并且经调整后仍不理想。第二种方案铺设位置较好，重叠位置不多，并且宜调整，并对该方案细化调整，并做好水流对船位的影响，解决了流水的影响和格栅均匀铺到水底的问题，我们采用了此方案。

采用方案主要存在滚筒如何下放到水底和滚筒在水下精确定位两个问题。对于滚筒下放至水底，采用钢丝缆吊放，并连接两台卷扬机有专人控制升降。对于滚筒水下定位问题，船体定位采用四角抛锚固定拉动，船上前后两个GPS连接电脑精确定位，并下小锚连接格栅固定滚筒，滚筒通过钢丝缆吊放至水底，滚筒两端分别加设一根钢丝缆，钢丝缆要穿过船底拉紧滚筒，随滚筒升降而松紧，并专人控制保持拉紧状态，以此解决滚筒定位问题。

三土工格栅的铺设

铺设船就位格栅卷下放抛小锚移动船位拉紧锚绳格栅卷下水拉开捆绑绳移船铺设格栅压载船跟进压载铺设完成后将卷筒收起进行下一循环的施工

土工格栅铺设工艺流程图：

H GFE3E2 E1D CB A

注：此图实线部分为格栅铺设压载部分，虚线部分为铺设定位船移船辅助格栅铺设压载。

A点为抛小猫位置（距格栅开始端头10m）

B点为格栅卷下水到底位置（距格栅开始端头2m）

C点为铺设格栅卷起始端位置

D点为抛石船抛石压载格栅位置（抛石船距格栅铺设起始端3m）

E（1、2、3）点为抛石压载格栅位置

F点为抛石压载格栅位置（抛石船距格栅铺设末端3m）

G点为格栅铺设卷末端位置

H点为定位船后移辅助定位压载格栅尾部位置

铺设完成后要求下潜水探摸检查铺设情况，有问题及时补救处理。土木格栅铺设过程应拉紧铺平，并保持每5-10米抛填二片石压载，防止格栅展开后上浮漂移。土木格栅的上部抛填施工，应按先两侧后中央的顺序分层进行，分层厚度和加荷速率应满足设计要求。

四土木格栅铺设过程控制质量要点

1、检查铺设船舶必须定位牢固（不能出现脱锚现象），移位准确，校核仪器保证定位精确。

2、必要时潜水水下检查，保证平铺每幅搭接合理，并无重叠现象。

3、土工格栅平铺完成后，初抛压载要严格控制压载二片石厚度和石料质量（大小适中并含泥量不能高，否则易导致格栅上浮），再及时抛石进行分层压载。

4、土工格栅铺设如遇有流向较大现象，船位尽可能逆着流向铺设，卷筒所下定位位置要略有余量（余量根据现场海况而决定，无特殊情况一般1—1.5m即可）。

施工过程要注意施工安全控制：

1、超过六级风的天气不得进行施工（见重力式码头设计与施工规范）。船舶必须尊守“四防”预案，有相应的防台、防突风措施。

2、所有参加施工人员必须严格遵守“三必须”、“五不准”。

3、工作前要认真检查起重用具的完好程度，仔细检查吊点的牢固程度，若出问题及时解决。

4、所有船舶、机械必须严格按其操作规程操作。

5、现场用电必须严格遵守安全用电操作规程并有专业电工值班。

6、递送工具不得抛掷，可采用绳递，以免跌落伤人。

7、起重作业要由专人指挥，指挥人员要站位明显，并以规定的哨声或信号旗指挥作业。

8、潜水作业必须严格遵守潜水操作规程，并随时做好下水准备，检查格栅搭接及偏位异常情况。

9、各施工船舶有良好的通讯设备、交通船和值班汽车，保证施工现场通讯、交通畅通无阻。

10 、所有现场作业船舶、机械均要听从现场调度的统一指挥，严禁违章操作。

11、所有施工产生的生活垃圾均集中处理，不得随意抛弃，污染施工水域。

12、船舶产生的废品（含机油、油漆剩料、船舶维护下角料）等均需集中收集处理。

13、格栅加成过程中的施工余料集中回收处理

五总结

本工程土工格栅铺设采用把土工格栅在滚筒上成卷后，把滚筒沉入海底的待铺位置，使用移动船舶带动滚筒铺设，土工格栅平铺后，调节土工格栅的位置和铺设重叠现象。该方案的铺设使土工格栅在质量有保证，进度大大加快，成本受控，为整个工程节省了宝贵的施工时间。土工格栅铺设是基础工程处理的一种长用方案，在水工施工中经常使用，土工格栅铺设工艺的好坏直接影响工程的主体质量和施工进度，在今后施工中应更好的应用科技手段，使用更先进的机械设备和更加合理的施工工艺，使土工格栅的铺设能质量更好，施工更快。

通过土木格栅的铺设过程，深切体会到了施工工艺的重要性，良好的施工工艺既能高效快速的完成施工，更能保证工程施工质量并降低工程投资。在整个施工过程中我们全程旁站监理，有问题大家讨论解决，并参考别人的施工经验进行整理更正施工中存在的缺点得失，以保证工程顺利正常进行。