導(dǎo)語：如何才能寫好一篇淤泥運(yùn)輸方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

CP_ABE）的匿名云存儲(chǔ)隱私保護(hù)方案。提出了關(guān)于密鑰泄漏的前向安全的不可逆密鑰更新算法；在層次化用戶組以及改進(jìn)的SubsetDifference算法基礎(chǔ)上，利用云端數(shù)據(jù)重加密算法實(shí)現(xiàn)屬性的細(xì)粒度撤銷；基于同態(tài)加密算法實(shí)現(xiàn)k匿名l多樣性數(shù)據(jù)請求，隱藏用戶潛在興趣，并在數(shù)據(jù)應(yīng)答中插入數(shù)據(jù)的二次加密，滿足關(guān)于密鑰泄漏的后向安全。在標(biāo)準(zhǔn)安全模型下，基于l階雙線性DiffieHellman（判定性lBDHE）假設(shè)給出所提出方案的選擇性安全證明，并分別從計(jì)算開銷、密鑰長度以及安全性等方面驗(yàn)證了方案的性能優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：密文策略基于屬性加密體制；可證明安全；重加密；密鑰泄漏；屬性撤銷

中圖分類號： TP309 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

英文摘要

Abstract：In order to solve the confidentiality issues such as key exposure and attribute revocation of data stored in cloud server， an advanced anonymous privacypreserving scheme based on CiphertextPolicy AttributedBased Encryption （CP_ABE） was proposed by considering confidentiality of data storage and indistinguishability of access. First， the scheme constructed a forwardsecure irreversible keyupdate algorithm to solve key exposure. On the basis of the classified usergroup and the advanced SubsetDifference algorithm， finegrained attribute revocation was implemented with the help of cloud data reencryption algorithm. The potential interests of user would be concealed when kanonymity ldiversity data request was introduced based on the homomorphic encryption algorithm. The backwardsecurity of key exposure was realized on the basis of secondary encryption inserted in data response. Under the lBilinear DiffieHellman Exponent Problem （lBDHE） assumption， selective security of the proposed scheme was proved in the standard model. The performance advantage of the proposed scheme was demonstrated respectively in terms of efficiency， key length and security.

英文關(guān)鍵詞

Key words：CiphertextPolicy AttributedBased Encryption （CP_ABE）； provable security； reencryption； key exposure； attribute revocation

0 引言

云存儲(chǔ)作為云計(jì)算的延伸和發(fā)展，其最大特點(diǎn)是存儲(chǔ)即服務(wù)。由于用戶將數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器的同時(shí)失去了對數(shù)據(jù)的絕對控制權(quán)，因此如何在保證用戶隱私和數(shù)據(jù)安全的同時(shí)盡可能地提高服務(wù)質(zhì)量已經(jīng)成為安全云存儲(chǔ)的關(guān)鍵問題。

云存儲(chǔ)中關(guān)心的數(shù)據(jù)的機(jī)密性問題包含兩個(gè)方面，首先是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的機(jī)密性，即對于云服務(wù)器的不可見性，這一部分可由層次化的加密算法實(shí)現(xiàn)?；趯傩缘募用芩惴ǎˋttributeBased Encryption， ABE）是由基于身份的加密算法（IdentityBased Encryption， IBE）[1]發(fā)展而來。由于ABE算法通過訪問結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)密文與用戶，提高了系統(tǒng)的訪問效率，放寬了對服務(wù)器與訪問存儲(chǔ)器的安全限制，因此被廣泛應(yīng)用在云存儲(chǔ)的訪問控制中。其次是數(shù)據(jù)訪問的不可區(qū)分性，由于云服務(wù)器存在的“最好有文獻(xiàn)引用，含義不知道指什么？誠實(shí)但好奇”的特性，即誠實(shí)地執(zhí)行用戶的要求，但存在窺探用戶數(shù)據(jù)隱私的可能性。即使數(shù)據(jù)在服務(wù)器中以密文形式保存，服務(wù)商也可以在統(tǒng)計(jì)用戶對密文請求次數(shù)的基礎(chǔ)上建立用

戶與特定密文的關(guān)系，挖掘潛在的用戶興趣。

1 相關(guān)研究

Sahai等[1]在2005年提出了屬性加密算法ABE，只有滿足數(shù)據(jù)屬主定義的屬性集合的用戶才可以對密文進(jìn)行解密。之后Goyal等[2]基于ABE的概念，將訪問結(jié)構(gòu)與密文或者密鑰關(guān)聯(lián)，把ABE劃分為基于密文的ABE（CiphertextPolicy ABE， CP_ABE）和基于密鑰的ABE（KeyPolicy ABE， KP_ABE）。

文獻(xiàn)[3]將CP_ABE應(yīng)用到云存儲(chǔ)中，提出了細(xì)粒度訪問控制和確認(rèn)刪除云存儲(chǔ)方案，簡稱FADE方案，但是無法抵御密鑰泄漏以及合謀攻擊。文獻(xiàn)[4]提出的基于屬性的云存儲(chǔ)控制方法（AttributeBased Access Control for Cloud Storage， ABACCS），通過私鑰屬性與密文屬性的匹配關(guān)系確定訪問控制能力，但無法對用戶屬性單獨(dú)撤銷，粒度過粗。文獻(xiàn)[5]在文獻(xiàn)[4]的基礎(chǔ)上通過重加密的方法靈活地控制屬性撤銷，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的訪問控制策略，但是依然無法解決密鑰泄漏帶

來的安全隱患。魏江宏等[6]利用分層的身份加密的思想，通過離散化私鑰生命周期的方法實(shí)現(xiàn)了前向安全的CP_ABE方案，但是沒有考慮后向安全性，且缺乏對屬性撤銷的支持。王鵬翩等[7]采用合數(shù)階雙線性群雙系統(tǒng)加密的方法實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的基于CP_ABE的訪問控制，但是公鑰長度與用戶數(shù)量線性相關(guān)，這在云存儲(chǔ)環(huán)境中容易造成公鑰長度過長的問題。此外，Yu[8]、Hur[9]、Attrapadung[10]等也都提出了改進(jìn)的CP_ABE方案，但是均存在密鑰過長以及計(jì)算復(fù)雜度高等問題，并且在屬性撤銷方面粒度過粗，大多基于用戶身份的屬性撤銷，使得加密方案在云存儲(chǔ)環(huán)境中的應(yīng)用受到限制。

本文從數(shù)據(jù)的機(jī)密性存儲(chǔ)以及訪問的不可區(qū)分性兩個(gè)方面設(shè)計(jì)基于CP_ABE的匿名云存儲(chǔ)的隱私保護(hù)方案（Anonymous PrivacyPreserving scheme for cloud storage based on CP_ABE， APPCP_ABE），著重解決密鑰泄漏以及屬性撤銷問題。主要研究內(nèi)容如下：

1）在魏江宏[6]的基礎(chǔ)上改進(jìn)了CP_ABE加密算法，通過維護(hù)離散化時(shí)間序列二叉樹實(shí)現(xiàn)高效、不可逆的密鑰更新方案，以滿足密鑰泄漏的前向安全性。

2）層次化用戶與屬性的關(guān)系，提出用戶組和用戶組二叉樹的概念，通過設(shè)計(jì)改進(jìn)的SubsetDifference（Advanced Subset Difference，AdvSubsetDifference）算法實(shí)現(xiàn)屬性級別的細(xì)粒度的屬性撤銷；并證明了提出的撤銷算法滿足前向安全與后向安全性。

3）基于同態(tài)加密算法并利用時(shí)間周期的二元序列的唯一性，使得用戶向云端提交的數(shù)據(jù)請求具有k匿名l多樣性，且不需引入額外的可信機(jī)構(gòu)，在保證訪問的不可區(qū)分性的同時(shí)抵御拒絕服務(wù)（Deny of Service，DoS）與重放攻擊。通過在數(shù)據(jù)應(yīng)答中插入密文的二次重加密，實(shí)現(xiàn)方案關(guān)于密鑰泄漏的后向安全性。

4）基于l雙線性DiffieHellman（Bilinear DiffieHellman Exponent， BDHE）假設(shè)，在標(biāo)準(zhǔn)安全模型上證明了提出方案的選擇安全性。

2 預(yù)備知識(shí)

定義1 訪問結(jié)構(gòu)。假定在參與方集合P={P1，P2，…，Pn}上共享了一個(gè)秘密，定義P的一個(gè)非空子集，若N能恢復(fù)P上共享的秘密，則稱N為授權(quán)子集，否則為非授權(quán)子集。所有授權(quán)子集構(gòu)成的集簇，稱為該秘密的訪問結(jié)構(gòu)。稱Γ為單調(diào)的，如果A∈Γ，ABP則有B∈Γ。

3 形式化定義與核心思路

3.1 APPCP_ABE的形式化定義

定義5 用戶組。設(shè)密文CT的訪問結(jié)構(gòu)Γ對應(yīng)的屬性集合為U，ui∈U，設(shè)用戶群中，擁有屬性ui的用戶構(gòu)成屬性ui的用戶組UsrGroupi，U與所對應(yīng)的用戶組的集合{UsrGroup}構(gòu)成二部圖。

選擇性安全的云存儲(chǔ)隱私保護(hù)方案由以下九個(gè)多項(xiàng)式時(shí)間算法組成：

1）系統(tǒng)初始化Setup：根據(jù)預(yù)定義的G1和G2以及T等參數(shù)，輸出系統(tǒng)公共參數(shù)pub以及系統(tǒng)主密鑰msk。

2）用戶向云服務(wù)器發(fā)送注冊申請Register并生成二元序列bin。

3）密鑰生成KeyGen：根據(jù)系統(tǒng)主密鑰msk以及公共參數(shù)pub和用戶屬性集S等，輸出時(shí)間周期t0時(shí)用戶私鑰Uskt0S，同時(shí)生成用于同態(tài)加密的公私密鑰對（epk，esk）。

4）密鑰更新KeyUpdate：根據(jù)公共參數(shù)pub、當(dāng)前時(shí)間周期用戶私鑰UsktyS、下一時(shí)間周期tn，生成UsktnS。

5）加密算法Encrypt：根據(jù)公共參數(shù)pub、明文m、時(shí)間周期tn以及訪問結(jié)構(gòu)Γ，生成密文CT。

6）重加密ReEncrypt：根據(jù)訪問結(jié)構(gòu)Γ、密文CT以及Γ中每個(gè)屬性對應(yīng)的用戶組，生成重加密密文CTR。

7）數(shù)據(jù)包請求DataRequest：根據(jù)用戶對云端數(shù)據(jù)包請求的聚類，設(shè)計(jì)k匿名l差異性的數(shù)據(jù)包請求，并于數(shù)據(jù)應(yīng)答中插入數(shù)據(jù)的二次加密。

8）解密算法Decrypt：根據(jù)公共參數(shù)pub、用戶屬性集S以及對應(yīng)的時(shí)間周期tv、密鑰UsktvS，輸出明文m。

9）屬性更新KeyProUpdate：撤銷屬性相關(guān)的密文CTR，更新的屬性集S′，生成新的密文CT′R。

3.2 APPCP_ABE的核心思路

常規(guī)的基于CP_ABE安全方案分為四個(gè)算法：系統(tǒng)初始化、密鑰生成、加密和解密。本文提出APPCP_ABE模型在常規(guī)CP_ABE算法基礎(chǔ)上側(cè)重于解決密鑰泄漏和屬性撤銷問題，通過密文組件和兩次加密將兩個(gè)目標(biāo)相關(guān)聯(lián)。

為解決魏江宏等[6]模型中密鑰泄漏后向安全問題，引入客戶端的注冊過程Register，保證不同的用戶在云端擁有不同的隨機(jī)ID序列。在密鑰生成和更新算法中基于ID序列的模2加性，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)ID與密鑰的綁定。數(shù)據(jù)請求DataRequest算法除了實(shí)現(xiàn)k匿名l多樣性的數(shù)據(jù)包外，還包含了密文的二次加密，從而使不同用戶基于相同密鑰更新得到不同的新密鑰，而只有合法用戶才可以解密云端的密文，實(shí)現(xiàn)了密鑰泄漏的后向安全性。

屬性撤銷方面，文獻(xiàn)[7]的方法無法滿足前向安全；而文獻(xiàn)[8-10]的撤銷算法是基于用戶身份的，粒度過粗；文獻(xiàn)[11-12]的撤銷算法是基于更新時(shí)間的，粒度粗且無法實(shí)時(shí)變更屬性。APPCP_ABE方案的重加密算法ReEncrypt實(shí)現(xiàn)了用戶級別細(xì)粒度的屬性控制。屬性更新KeyProUpdate通過改進(jìn)的AdvSubsetDifference算法，利用云端計(jì)算能力在線性時(shí)間內(nèi)完成密文和用戶私密信息更新，實(shí)現(xiàn)前后向安全的屬性撤銷。

3.3 APPCP_ABE的標(biāo)準(zhǔn)安全模型

通過一個(gè)攻擊游戲來定義APPCP_ABE方案的標(biāo)準(zhǔn)安全模型[6]。

1）Init：敵手選擇并公布挑戰(zhàn)的訪問結(jié)構(gòu)Γ*，挑戰(zhàn)的時(shí)間周期t*c。

2）Setup：生成pub以及msk，并將pub發(fā)送給敵手A，同時(shí)保存msk。

3）Query1：敵手進(jìn)行多項(xiàng)式次數(shù)的關(guān)于屬性集合S、時(shí)間周期tv的私鑰詢問。其中S和tv均不滿足訪問結(jié)構(gòu)Γ*和挑戰(zhàn)時(shí)間周期t*c。挑戰(zhàn)者運(yùn)行KeyGen算法計(jì)算私鑰UsktvS。

4）Challenge：敵手選擇兩個(gè)等長的密文m0、m1，挑戰(zhàn)者拋硬幣并從m0、m1中等概率選擇明文mθ進(jìn)行加密，將密文返回給敵手。

5）Query2：敵手繼續(xù)進(jìn)行多項(xiàng)式時(shí)間的私鑰提問，過程與Query1相同。

6）Guess：敵手輸出對θ的猜測θ′，如果θ=θ′，稱敵手贏得游戲。

定義6 如果多項(xiàng)式時(shí)間的敵手A贏得上述游戲的攻擊優(yōu)勢AdvA是可忽略的，則稱隱私保護(hù)方案關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)安全模型是選擇性安全的。

4 APPCP_ABE的實(shí)施

4.1 方案基本定理

5 APPCP_ABE的安全分析

5.1 安全性證明

本節(jié)改進(jìn)了魏江宏等[6]的標(biāo)準(zhǔn)安全模型，使之適用于APPCP_ABE方案的安全性驗(yàn)證。

定理3 若存在概率多項(xiàng)式時(shí)間敵手A以優(yōu)勢AdvA=ε贏得第3章定義的安全游戲，則存在概率多項(xiàng)式時(shí)間算法B以優(yōu)勢AdvB=ε/T解決判定性lBDHE假設(shè)。

證明 定義安全模型中挑戰(zhàn)者C為概率多項(xiàng)式時(shí)間算法B，通過構(gòu)造半功能密文，利用lBDHE假設(shè)證明半功能密文和隨機(jī)密文的不可區(qū)分，由于敵手解密隨機(jī)密文的優(yōu)勢是可忽略的，從而敵手攻破APPCP_ABE方案的優(yōu)勢是可忽略的。

5.3 密鑰泄漏的安全性

對于用戶密鑰泄漏問題，本文提出的安全模型通過時(shí)間周期完全二叉樹進(jìn)行密鑰更新，將時(shí)間周期與用戶私鑰綁定，使用戶私鑰在每個(gè)時(shí)間周期內(nèi)均不相同。假設(shè)ty > ty ′，按密鑰更新算法KeyUpdate將密鑰Uskty ′S更新為UsktyS。由于更新過程不可逆，從而使得當(dāng)UsktyS發(fā)生泄漏時(shí)，之前需使用Uskty ′S解密的密文依然是安全的（前向安全性）。反之，如果Uskty ′S發(fā)生泄漏，敵手獲取了Uskty ′S并通過KeyUpdate將Uskty ′S更新到UsktyS，然而由于敵手與原用戶使用RG生成的二元序列bini不一致，用戶與敵手更新到的密鑰UsktyS中，uk的階不同。對于云端來說，其發(fā)送給用戶的密文是基于用戶的二元序列bin重加密過的，根據(jù)解密算法Decrypt，只有密文C2與密鑰d0中關(guān)于uk的階相同時(shí)才可以解密，即敵手無法通過更新密鑰來解密ty時(shí)間周期的密文（后向安全性）。本文方案關(guān)于密鑰泄漏是安全的。

6 APPCP_ABE的性能分析

本章將APPCP_ABE方案與Sahai等[1]的方案，魏江宏等[6]的方案以及Hur等[9]的方案進(jìn)行計(jì)算損耗、空間占用情況以及安全性的比較。設(shè)e1為一次G1指數(shù)運(yùn)算損耗，e2為一次G2指數(shù)運(yùn)算損耗；l為密文訪問結(jié)構(gòu)中屬性數(shù)目， p為一次雙線性運(yùn)算損耗，|S|為用戶屬性集大小，N為一個(gè)用戶組平均大小，r為用戶組平均撤銷用戶數(shù)目，G1表示群G1中的元素，G2表示群G2中的元素。對比結(jié)果如表1～3所示。

分析可知，APPCP_ABE方案較已有方案在屬性撤銷以及密鑰泄漏方面具有更好的安全性，盡管時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度有所提高，但提高的幅度至多在O（log T）或O（log N）級別，均在可接受范圍內(nèi)。

7 結(jié)語

本文在CP_ABE加密的基礎(chǔ)上，引入用戶組二叉樹與時(shí)間周期序列二叉樹，給出了關(guān)于密鑰泄漏的安全的CP_ABE方案；在二次重加密算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)細(xì)粒度的訪問控制策略；基于高效的同態(tài)加密算法實(shí)現(xiàn)了具有k匿名l多樣性的數(shù)據(jù)請求；通過標(biāo)準(zhǔn)安全模型證明了方案的選擇安全性。

后續(xù)工作的重點(diǎn)將放在：1）數(shù)據(jù)請求DataRequest過程中不同用戶的同步問題；2）用戶組二叉樹的存儲(chǔ)開銷優(yōu)化問題。

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篇2

關(guān)鍵詞：建筑基礎(chǔ)工程；基坑支護(hù)；淤泥質(zhì)地基換填；基礎(chǔ)樁施工；探討

中圖分類號：TV551.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：

一、工程概況

廣東省某房屋建筑工程總建筑面積283606m2，地下建筑面積68107m2，地上建筑面積213921m2；地下一層，地上結(jié)構(gòu)為17棟小高層住宅樓（15F、18F、22F）。該工程基坑周長約1320m，基底面積約為73960m2，基坑開挖深度約5.73m，土方工程開挖量約42萬m3，回填工程量約8萬m3。該工程樁基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁HPC-AB樁，基坑支護(hù)主要采用格構(gòu)式水泥土攪拌樁重力式擋墻的支護(hù)形式，部分區(qū)域坑內(nèi)基底被動(dòng)土體采用水泥土攪拌樁加固。

該工程地質(zhì)概況：按成因類型自上而下發(fā)育地層有1、人工填土層；2、第四系海陸交互相沉積層；3、第四系沖洪積相沉積層；4、第四系殘積層；5、基巖風(fēng)化層。場地范圍內(nèi)未揭示有明顯的斷層、構(gòu)造破碎帶、巖溶、土洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象，開挖范圍內(nèi)主要為人工填土層和海陸交互相沉積層中的淤泥層。人工填土層主要為素填土和耕土，平均層厚1.54m，層底埋深0.60m~2.40m；海陸交互相沉積層厚度較大，主要有淤泥層、軟塑~可塑狀粉質(zhì)粘土層、硬塑狀粉質(zhì)粘土層、粉土層、淤泥質(zhì)土層，其中淤泥層平均厚度為5.18m，層頂埋深0.50m~13.00m，層底埋深2.80m~15.60m。淤泥層呈流塑狀、淤泥質(zhì)土層呈軟塑狀，二者均為中～高靈敏土層，施工中易產(chǎn)生流泥、觸變、蠕變及振陷，且其壓縮性高、承載力低，工程性質(zhì)不良。按土工試驗(yàn)指標(biāo)，根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ 15-31-2003）中的表查得其地基承載力特征值fak為44kPa。

二、基坑整體施工方案的比較與選擇

大面積地基基礎(chǔ)工程的施工順序有兩個(gè)方案，方案一：先進(jìn)行支護(hù)攪拌樁和工程樁的施工，再進(jìn)行土方開挖；方案二：先施工支護(hù)攪拌樁，再進(jìn)行土方開挖，最后進(jìn)行工程樁的施工。

方案一屬于常規(guī)做法，優(yōu)點(diǎn)在于可以在原狀土平面上施工工程樁，柴油打樁機(jī)的移動(dòng)、預(yù)制管樁的運(yùn)輸以及施工完成后的工程樁各項(xiàng)檢測都可以在原狀土上進(jìn)行。另外，基坑支護(hù)攪拌樁可以與工程樁同時(shí)施工，在理論上更有利于縮短施工工期，既可節(jié)約施工成本，又便于施工。但對于本工程而言，最后進(jìn)行土方開挖時(shí)，對于工程樁的成品質(zhì)量保護(hù)可能無法實(shí)施。

方案二著重考慮到本工程基坑面積有約70000m2，平均開挖深度為5.8m，其中淤泥層平均厚度為5.18m，為含深厚淤泥層的大面積基坑工程。由于淤泥層為流塑狀，局部軟塑狀，為中～高靈敏土層，施工中易產(chǎn)生流泥、觸變、蠕變及振陷，且其壓縮性高、承載力底，工程性質(zhì)不良。若采取常規(guī)方案，首先土方開挖時(shí)，土方開挖機(jī)械的施工、土方運(yùn)輸車輛的行走以及管樁材料的堆載等皆會(huì)對已施打的樁基產(chǎn)生側(cè)向擾動(dòng)，管樁極易偏移和移位，樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量難以保證；其次，本工程含有17棟高層建筑，該部分樁基礎(chǔ)相對密集，為減少對樁基礎(chǔ)的擾動(dòng)，特別是在開挖樁與樁之間土方時(shí)，土方機(jī)械需改成小功率機(jī)械或人工開挖，土方開挖機(jī)械的功效將受很大影響，存在工期上的風(fēng)險(xiǎn)；再者，先施打樁基，若要做到將管樁施打到設(shè)計(jì)深度，管樁的送樁深度將達(dá)到6m上，送樁深度過大，樁基礎(chǔ)質(zhì)量很難保證，若按照施工規(guī)范的規(guī)定，送樁深度控制在2m以內(nèi)則造成管樁的大量浪費(fèi)，對工程造價(jià)控制十分不利，所以先進(jìn)行基坑支護(hù)及土方開挖，消除淤泥層對工程樁的影響后再進(jìn)行工程樁的施工。經(jīng)過對比和分析，通過專家論證討論，本工程采用方案二，確保樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

三、基坑支護(hù)和基礎(chǔ)采用的型式

本工程場地內(nèi)為一整體地下室，基坑開挖深度約5.8m，需對基坑壁進(jìn)行防護(hù)和防滲處理?；又ёo(hù)主要采用格構(gòu)式水泥土攪拌樁重力式擋墻的支護(hù)形式，部分區(qū)域基坑內(nèi)基底被動(dòng)土體區(qū)域采用水泥土攪拌樁加固，水泥土攪拌樁既作基坑的臨時(shí)支護(hù)又起到止水的作用。水泥攪拌樁的樁徑為550mm，樁間的搭接長度為150mm，樁間距和排距均為400mm。攪拌樁采用42.5R級普通硅酸鹽水泥做固化劑，水泥摻量為18%，水灰比0.5~0.6，采用四攪四噴的施工工藝。水泥攪拌樁的長度根據(jù)地質(zhì)條件的差異，長度有8.3m~15.0m不等，格構(gòu)形式也略有變化，格構(gòu)的寬度有4.95m~6.55m。

本工程住宅樓均為高層建筑，對變形的要求較高，而建筑場地淺部地基土均為低-中等強(qiáng)度土，承載力較低，不能滿足建筑荷載的要求，因此需采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（HPC-AB樁），樁徑為φ500，壁厚為125mm，單樁豎向承載力特征值為1800KN，抗拔樁單樁豎向抗拔力特征值為300KN，采用錘擊法進(jìn)行施工，柴油錘型號為D62，樁靴采用B型，有效樁長為18m~40m。樁型為端承樁，樁端嵌入強(qiáng)風(fēng)化巖內(nèi)1米。

四、地基處理方法-碎石換填技術(shù)

采用先進(jìn)行開挖土方再施打工程樁的方案，樁基礎(chǔ)的施工在已開挖完成的基坑底上，基底土體為淤泥和淤泥質(zhì)土，承載力低，需進(jìn)行地基處理方可滿足管樁施打和管樁運(yùn)輸?shù)男枰?/p>

針對該工程的不良地質(zhì)，采用碎石換填的處理方法。碎石換填技術(shù)的工藝原理就是將基礎(chǔ)底部下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖除，將一定級配的碎石墊層材料按一定的要求分層回填碾壓，使回填碎石承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)可使下部土層加速固結(jié)提高承載力。為了檢驗(yàn)換填做法、換填材料的選擇、換填厚度能否滿足錘擊樁機(jī)施工操作的地基承載力要求，在現(xiàn)場做出一個(gè)試驗(yàn)段，對試驗(yàn)段的換填進(jìn)行了平板荷載試驗(yàn)，在現(xiàn)場選取兩點(diǎn)，分別在鋪土工布處和不鋪土工布處進(jìn)行檢測。經(jīng)理論上計(jì)算和現(xiàn)場壓板試驗(yàn)，確定碎石換填的厚度，換填材料選用粒徑40mm～70mm混合碎石，基坑底換填松鋪86cm碎石（松鋪系數(shù)為1.326），經(jīng)壓路機(jī)碾壓密實(shí)后達(dá)65cm，碎石上表面松鋪16cm石屑(虛方)，實(shí)際換填經(jīng)壓路機(jī)碾壓后實(shí)測換填斷面厚度為75cm（實(shí)方），因?yàn)樗槭娇障侗却螅雺汉笫紨D密空隙造成回填厚度減少。

圖 1 地基承載力壓板試驗(yàn)

五、土方開挖和樁基施工

本工程基坑面積較大，為了縮短施工工期，土方開挖與攪拌樁支護(hù)同時(shí)施工，土方開挖采用中心島盆式開挖，從基坑中心向基坑四周開挖，為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和施工的安全性，先預(yù)留基坑周邊20米寬的土體，預(yù)留土體開挖必須等支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行。

在大面積土方開挖之前，在現(xiàn)場進(jìn)行了試挖，原來考慮基坑土體絕大部分為淤泥，施工機(jī)械難以操作，擬采用長臂挖掘機(jī)一次挖到基底標(biāo)高；在試挖過程中，一次挖到基底標(biāo)高，基底標(biāo)高控制難度較大，所以改為二級開挖，挖掘機(jī)在二級平臺(tái)操作時(shí)下鋪鋼板，在實(shí)際操作過程中，挖掘機(jī)在淤泥層中無較大下沉，挖機(jī)可在淤泥層上作業(yè)。

樁基礎(chǔ)施工過程中，單體樓部分的樁較為密集，施打過程中，擠土效應(yīng)較明顯，已施打完成的樁有可能在相近的工程樁施打過程中被擠出上浮。針對這種情況，在合理安排施打順序，科學(xué)組織樁機(jī)行走路線，盡量減少擠土效應(yīng)的基礎(chǔ)上，對已經(jīng)施打完成的每根樁進(jìn)行了上浮監(jiān)測。記錄每根樁施打完成后的原始標(biāo)高，以后定期對其進(jìn)行測量，監(jiān)測其標(biāo)高變化情況。根據(jù)監(jiān)測所得上浮記錄，按照設(shè)計(jì)單位給出的復(fù)打意見和要求進(jìn)行了復(fù)打。

六、結(jié)論

綜上所述，含深厚淤泥層大面積的地基基礎(chǔ)工程與一般地質(zhì)條件下的地基基礎(chǔ)工程有所不同，結(jié)合工程實(shí)例，本文得出以下結(jié)論，供類似工程參考：

1、含深厚淤泥層大面積地基基礎(chǔ)工程由于其地質(zhì)條件的特殊性，其施工順序應(yīng)充分考慮淤泥層的特性對樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的影響，不宜按照常規(guī)的施工方法來做，宜采取先開挖后打樁的施工方法，以更好的保證樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

2、采取先開挖后打樁的施工做法時(shí)，基坑底有淤泥層，應(yīng)考慮在其上行走錘擊樁機(jī)械，運(yùn)輸管樁等的需要，對基坑底進(jìn)行地基處理，提高基底的承載力，例如本工程中采取的換填碎石方法。

3、大面積基坑工程的開挖，可在保證基坑安全的前提下，合理安排施工區(qū)段，采取靈活措施，以縮短工期。

篇3

關(guān)鍵詞：接建;方案比選;高壓噴射注漿旋噴樁;單向地基梁

Abstract: QingDaoZhan both stood DiaoLou south side by running complex building built a, according to completion data and geological data, both building foundation shallow, and there is a lie layer under the mud and pit, the scheme is selected, draw the conclusion: the high pressure jet grouting jet grouting pile reinforcement method can effectively silt layer and soil layer backfilling pit, and avoid the disturbance of adjacent building foundation; ChanXiangLiang type can effectively avoid based equipment cop, and stress is reasonable, as the best design.

Keywords: connect the building; The alternative schemes; High pressure jet grouting jet grouting pile; One-way foundation beam

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：

1 設(shè)計(jì)簡介

隨著青島市快速路三期工程項(xiàng)目的啟動(dòng)實(shí)施，青島站部分生產(chǎn)生活設(shè)施已列入拆遷范圍，為不影響青島市重點(diǎn)工程的進(jìn)度，同時(shí)最大限度地滿足車站運(yùn)輸生產(chǎn)需要，降低拆遷給運(yùn)輸生產(chǎn)工作帶來的影響，設(shè)計(jì)從多方面分析，在既有站調(diào)樓南側(cè)擬接建運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓一座，地上四層，層高3.6m，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。建筑平面位置圖如圖1示：

圖1建筑平面位置關(guān)系圖

2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

根據(jù)既有站調(diào)樓竣工資料，原基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深0.8m，基底標(biāo)高為-1.10m。為避免基坑超挖對既有基礎(chǔ)造成影響，擬接建部分基底標(biāo)高同既有基底標(biāo)高，并要求對既有基礎(chǔ)采取適宜的防護(hù)措施。

根據(jù)地質(zhì)資料顯示，該處地質(zhì)條件較差，表層土厚度不均，無承載力，且存在地基承載力特征值fak=65KPa的淤泥層，場地西南角有一處4.0m（長）x4.0m（寬）x1.8m（深）的地坑，因此如何確定合理的地基處理措施及基礎(chǔ)形式，既能有效加固軟弱地基，又能盡量減小對既有建筑基礎(chǔ)的影響，成為本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

3 方案選型

根據(jù)上部結(jié)構(gòu)計(jì)算，傳至基礎(chǔ)的荷載總值統(tǒng)計(jì)如表1所示：

根據(jù)地質(zhì)條件及既有建筑基礎(chǔ)資料，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型擬采用以下幾種方案，如表2所示：

4 方案設(shè)計(jì)選型及比較

4.1方案一：換填砂夾石墊層，梁板式筏形基礎(chǔ)

4.1.1地基處理設(shè)計(jì)

北側(cè)F軸靠近既有建筑范圍換填0.5m厚砂夾石墊層，同時(shí)需做好對既有基礎(chǔ)的防護(hù)，避免因超挖對既有建筑基礎(chǔ)造成影響。其它范圍換填1.0m厚砂夾石墊層，墊層換填高度變化處，需按1:2（高度：長度）錯(cuò)臺(tái)過渡。地坑范圍需全部挖除并換填砂夾石墊層。

4.1.2基礎(chǔ)計(jì)算結(jié)果

地梁截面尺寸為700mmx650mm，筏板厚度400mm,寬出柱邊800mm～1800mm不等，基礎(chǔ)底板反力102KPa。

4.1.3 方案分析

從基礎(chǔ)計(jì)算結(jié)果來看，地基承載力有所提高，但地基處理存在厚度不均的弊端，并且需進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算。經(jīng)檢算，修正后的軟弱下臥層（第②土層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層）地基承載力特征值fZ=115KPa，而下臥層頂面處的總壓力P=145KPa大于fZ，不能滿足設(shè)計(jì)要求，因此該方案不適用。

4.2采用高壓噴射注漿旋噴樁進(jìn)行地基加固，分別采用交叉梁式基礎(chǔ)、單向梁式基礎(chǔ)

4.2.1 地基處理設(shè)計(jì)

高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黃土、素填土等地基，可用于既有建筑和新建建筑的地基加固。本工程存在淤泥質(zhì)土，且靠近既有建筑，擬采用旋噴樁，樁徑500，樁長3.2m，樁間距1m，等邊三角形布樁，置換率為0.227，由單樁豎向承載力特征值計(jì)算公式（《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》第12.2.3條）求得單樁豎向承載力特征值Ra=130kN，根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》第9.2.5條，經(jīng)計(jì)算，采用高壓噴射注漿法處理后的復(fù)合地基承載力特征值fspk=150KPa。該地基處理方式加固了淤泥層及地坑回填土層，有效的提高了承載力，同時(shí)基坑開挖至既有基底標(biāo)高即可，不存在超挖現(xiàn)象，避免了對相鄰建筑基礎(chǔ)的擾動(dòng)。

4.2.2按照處理后的復(fù)合地基，從以下兩種基礎(chǔ)型式中進(jìn)行比選

4.2.2.1基礎(chǔ)型式一：交叉梁式基礎(chǔ)

經(jīng)計(jì)算，地基梁截面700mmx650mm，翼緣寬度1500mm，梁底標(biāo)高-1.00m。但根據(jù)給排水專業(yè)提供的資料，有室內(nèi)給、排水管穿越地基梁，需埋設(shè)套管并進(jìn)行加固處理，從而給施工帶來一定的難度，延長了工期，同時(shí)也增加了造價(jià)。

4.2.2.2基礎(chǔ)型式二：單向梁式基礎(chǔ)

經(jīng)計(jì)算，地基梁截面700mmx650mm，翼緣寬度2100mm，梁底標(biāo)高-1.00m，基礎(chǔ)布置如圖2所示。該方案有效地避開了設(shè)備管線（詳見圖內(nèi)粗線所示），同時(shí)，經(jīng)計(jì)算基底平均反力值P=125KPa小于復(fù)合地基承載力特征值fspk=150KPa，基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

圖2 單向梁式基礎(chǔ)平面布置圖（粗線示地下給排水管線）

4.3 方案確定

綜上所述，經(jīng)比較，采用高壓噴射注漿旋噴樁法加固地基，單向梁式基礎(chǔ)為最佳設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)語

接建房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，基礎(chǔ)底面標(biāo)高一般不應(yīng)低于既有基礎(chǔ)底面標(biāo)高，地基處理方式應(yīng)既能夠有效地加固地基，又能盡量避免對既有建筑基礎(chǔ)的擾動(dòng)，同時(shí)應(yīng)綜合考慮有無管線埋設(shè)或管溝布置等，并盡量避開。因此，應(yīng)進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案的比選，在保證安全的前提下，確定最為經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉正峰.地基與基礎(chǔ)工程新技術(shù)實(shí)用手冊[M].北京：海潮出版社，2006

[2] 龔曉南.地基處理手冊[M].3版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008

篇4

關(guān)鍵詞：污泥；重金屬；污染；

Abstract: The current rapid development of urban environmental improvement become an important task, in which the sludge treatment are important issues to be solved, this paper analyzes sludge treatment and disposal in different ways, considering the geographical location, environmental characteristics, economic strength, sludge and mud sources of various factors in Tianjin, local conditions to choose sludge disposal in line with the actual situation in Tianjin.Key words: sludge; heavy metals; pollution

中圖分類號：TU993文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：2095-2104（2012）04-0020-02

引言

天津城區(qū)內(nèi)所有的污泥，即排水管道疏通養(yǎng)護(hù)的污泥、污水廠污泥、水廠污泥、河道底泥，由于這幾種污泥的來源和性質(zhì)不同，因而在處理處置方式上也要區(qū)別對待。目前要同時(shí)解決所有城市污泥的問題是不可能的，一個(gè)分階段有步驟的項(xiàng)目實(shí)施理念是必須的。

污泥的處理處置方式

1.1土地利用

污泥土地利用的風(fēng)險(xiǎn)在于污泥中有許多有毒有害物質(zhì)。污泥含有的大量重金屬大部分會(huì)在土壤表層累積，對植物有毒害作用，甚至造成地下水污染。污泥中含有較多的病原菌和寄生蟲卵，可通過各種途徑傳播，造成環(huán)境污染。因此在污泥土地利用時(shí)候應(yīng)當(dāng)控制這些風(fēng)險(xiǎn)，避免對周圍環(huán)境和人類食物鏈安全造成的負(fù)面影響。

1.2污泥填埋

污泥填埋是目前天津市污泥處置的主要方式。但是，畢竟污泥填埋不能徹底的解決污泥的二次污染，只是延緩了污染產(chǎn)生的時(shí)間，并且，隨著各種污泥量的增加，現(xiàn)有垃圾填埋場的處理能力也不能滿足污泥量的需要，而市區(qū)內(nèi)可作為填埋廠的建設(shè)用地也非常有限，當(dāng)污水處理廠污泥經(jīng)過預(yù)處理之后可以滿足填埋要求時(shí)，作為垃圾填埋場覆蓋土或進(jìn)行填埋亦可作為近期解決本市污泥處置方案之一。

1.3混合焚燒

受天津市市區(qū)內(nèi)污水處理廠污泥中重金屬含量、有毒有害物質(zhì)含量限制，加上未來嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法規(guī)要求和運(yùn)輸費(fèi)用的制約，而且污水廠80%含水率污泥的性狀明顯不同于含水率45%以下的污泥，目前污水廠80%含水率污泥只能在循環(huán)流化床類型的鍋爐中焚燒，因此只能部分運(yùn)到某個(gè)發(fā)電廠的循環(huán)流化床鍋爐混合焚燒。而當(dāng)污泥含水率降至45%以下后，則可以作為燃料或者助燃材料，適合多種類型的鍋爐焚燒。

1.4建材利用

污泥建材利用是污泥資源化方式的一種，其內(nèi)容包含了利用污泥及其焚燒產(chǎn)物制造磚塊、水泥、陶粒、玻璃、生化纖維板等。我國在污泥建材利用發(fā)展方面有些落后，雖然在污泥制磚方面的研究確實(shí)不少，但缺乏實(shí)際的工程應(yīng)用，還處于研究及嘗試的階段，技術(shù)成熟和推廣應(yīng)用還需要一段很長的時(shí)間。

天津市污泥處理處置可行技術(shù)路線分析及建議

天津的城市規(guī)模較大，未來的污泥處理和處置方案要考慮到天津城區(qū)內(nèi)排水管道疏通養(yǎng)護(hù)的污泥、污水廠污泥、河道底泥等。由于這幾種污泥的來源和性質(zhì)不同，在處理處置方式上需區(qū)別對待。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的幾種污泥處理處置方式，在此分別進(jìn)行評估，以選擇符合天津市實(shí)際情況的污泥處理與處置技術(shù)路線。

2.1首先處理處置污水處理廠污泥

由于天津的城市規(guī)模較大，污水廠污泥和河道污泥的產(chǎn)量巨大，這兩點(diǎn)在做技術(shù)方案和物流運(yùn)輸方案時(shí)都應(yīng)給予足夠重視。目前要同時(shí)解決所有城市污泥的問題是不可能的，一個(gè)分階段有步驟的項(xiàng)目實(shí)施理念是必須的。

2.1.1污水處理廠污泥首先進(jìn)行干化處理

無論填埋、焚燒、農(nóng)業(yè)利用還是熱能利用，污泥干化是污泥處理處置發(fā)展方向，是污泥處置第一步，是目前天津市污水處理廠污泥處理處置應(yīng)該采用的主要技術(shù)路線。

污泥干化屬于污泥處理范疇，可以顯著降低污泥含水率，污泥干化能夠使污泥顯著減容，體積可減少4～5倍并形成顆粒或粉狀穩(wěn)定產(chǎn)品，污泥性狀大大改善。干化后的污泥無臭且無病原體，減輕了污泥有關(guān)的負(fù)面效應(yīng)，使處理后的污泥更易被接受并具有多種用途，如作肥料、土壤改良劑、替代能源等。所以無論填埋、焚燒、農(nóng)業(yè)利用還是熱能利用，污泥干化都是重要的第一步，這使污泥干化在整個(gè)污泥管理體系中扮演越來越重要的角色。天津市中心城區(qū)污水處理廠的污泥干化是污水處理廠污泥處置的主要途徑之一。

2.1.2污水處理廠污泥土地利用

（a）污水處理廠污泥暫時(shí)不考慮農(nóng)田利用

制約污泥農(nóng)田和土地利用的主要因素是重金屬和致病菌。但是,我國在污泥土地利用時(shí),由于施用處理不到位,污泥在很多地區(qū)成為了一種污染源。污泥土地利用的安全性正在受到人們的質(zhì)疑。由于污泥農(nóng)用會(huì)與人類的食物鏈發(fā)生關(guān)系,我們應(yīng)將污泥農(nóng)用和其他形式的土地利用區(qū)別對待。目前市中心的污水處理廠污泥中的部分重金屬含量超過了《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定值，因此暫時(shí)不適于直接農(nóng)用。

（b）園林綠化利用

我市由于城市發(fā)展需要，需要大量的園林綠化用土，但是面臨著土地資源緊張的矛盾。

隨著生活污水和工業(yè)污水逐漸分開，污泥中重金屬含量可能會(huì)隨之降低，當(dāng)污水處理廠污泥中滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質(zhì)》的規(guī)定值時(shí)，污水處理廠污泥可以在園林綠化和土壤改良方面應(yīng)該可以得到應(yīng)用。

污水處理廠污泥處理之后作為園林綠化使用可作為優(yōu)先處置途徑之一。

2.1.3填埋

（a）單獨(dú)填埋

污泥填埋不能徹底的解決污泥的二次污染，隨著污泥量的增加以及填埋對土地資源的浪費(fèi)，對污水處理廠的污泥進(jìn)行單獨(dú)填埋的處置方式應(yīng)該逐漸摒棄，因此該種污泥處置方式只能作為本市污泥處置的過渡方案。

（b）混合填埋

天津市目前有四座垃圾填埋場，但受垃圾填埋場容量以及運(yùn)輸成本的限制，現(xiàn)有垃圾填埋場的處理能力不能滿足污泥量的需要，而市區(qū)內(nèi)可作為填埋廠的建設(shè)用地也非常有限，因此與垃圾混合填埋處理量有限。當(dāng)污水處理廠污泥經(jīng)過預(yù)處理之后可以滿足填埋要求時(shí)，作為垃圾填埋場覆蓋土可解決本市垃圾填埋場覆蓋土短缺狀況，節(jié)約大量的土地資源，因此可作為解決本市污泥處置方案之一。

2.1.4建材利用

污泥建材處置指在通用的建材生產(chǎn)裝置如水泥、制磚、纖維板等工藝設(shè)備中，進(jìn)行污泥熱值利用并對產(chǎn)生的灰渣進(jìn)行材料化利用的方式。這些技術(shù)應(yīng)用通常需要與其它處理技術(shù)相結(jié)合。而由于污泥含水率高、需要添加輔助染料、臭氣、二次污染等原因難以在現(xiàn)有的建材生產(chǎn)設(shè)備上直接進(jìn)行符合環(huán)保要求的處置。該處置技術(shù)據(jù)實(shí)際應(yīng)用還有些困難，但是污泥作為水泥原料、燃料在本市具備實(shí)現(xiàn)的條件，可以作為一種處置途徑。

2.1.5污泥焚燒

因?yàn)槲勰嘀杏袡C(jī)物的存在，污泥也具有了一定的熱值。根據(jù)污泥分析數(shù)據(jù)，污泥干基低位熱值應(yīng)該在3000以下，略低于褐煤熱值，可直接焚燒，但需要添加燃煤，因此，干化后的污泥可以作為燃料作為熱電廠、垃圾焚燒廠的燃料使用。從長遠(yuǎn)看，污泥混燒還有很多需要研究的問題，特別是煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等問題。因此污水處理廠污泥混燃不作為天津污水處理廠污泥最終處理方案，僅可以作為臨時(shí)性處理措施。

為實(shí)現(xiàn)污泥無害化、資源化的目標(biāo)，針對天津市污水處理廠污泥的性質(zhì)，近期應(yīng)該將上游污染物控制、污泥干化作為污水處理廠污泥處理方案考慮重點(diǎn)，處置方式可考慮污泥園林綠化使用、建材利用、垃圾覆蓋土利用，對于污染嚴(yán)重，不能實(shí)施資源化利用的污泥考慮干化加焚燒處理方法。

2.2管網(wǎng)清通污泥和泵站污泥處理處置

天津市管網(wǎng)及泵站的疏通污泥比較分散，為便于集中處理，首先要在合適的地點(diǎn)建設(shè)若干污泥中轉(zhuǎn)站。根據(jù)《市政污泥處置專項(xiàng)規(guī)劃》，天津市將在南開區(qū)、河?xùn)|區(qū)、河西區(qū)和北辰區(qū)建設(shè)4座中轉(zhuǎn)站，分別就近接納和處理市排水管理處所屬八個(gè)排水管理所和各區(qū)屬排水所或市政園林所在管網(wǎng)疏通中產(chǎn)生的市政污泥。天津市的市政疏通污泥預(yù)計(jì)到2015年將會(huì)增加到450噸以上。污泥經(jīng)收集后擬采取的處理方案是：污泥首先通過粗格柵分離裝置將雜物分離，再通過礫石粗分離機(jī)械將大于10mm的粗物質(zhì)進(jìn)行分離，經(jīng)沖洗后外運(yùn)，其余的污水混合物再通過后續(xù)的細(xì)砂分離器進(jìn)行進(jìn)一步分離，分離出來的細(xì)砂外運(yùn)填埋，而污水則重新回到下水道。

2.3河道污泥處理處置

河道淤泥特點(diǎn)是有含有大量泥沙，有機(jī)質(zhì)含量少，無機(jī)物含量高，不適合燃燒。污泥中很高的重金屬含量又制約了其作為肥料使用。南方有很多城市已經(jīng)采用河道污泥制磚和輕質(zhì)陶粒，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，但是在天津還沒有這方面的工程實(shí)例?？紤]到天津周邊的陶粒廠和磚廠都離市區(qū)較遠(yuǎn)，物流組織和運(yùn)輸成本是制約其應(yīng)用的關(guān)鍵因素。由于本市已經(jīng)開始進(jìn)行大沽排污河道的清淤工作，將有大量的淤泥急需得到妥善的處置，因此，填埋應(yīng)是目前優(yōu)先考慮的方式。據(jù)了解，本市目前已專門為處置河道淤泥在青凝侯建設(shè)了一座規(guī)模為45萬方的填埋場，下一步需要解決的問題是如何將含水率高達(dá)99％以上的淤泥處理到含水率60％以下以滿足污泥單獨(dú)填埋的要求。結(jié)合河道淤泥含砂量大、雜物較多等特點(diǎn)，建議單獨(dú)對管網(wǎng)清通污泥和河道淤泥處理，先對其進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行脫水和干化。

3.結(jié)語

目前，對于河道疏浚底泥或淤泥和城市污水處理廠污泥的處理處置成為困擾我國各大城市發(fā)展的重要環(huán)境問題，過去走單一化填埋的道路，對填埋場周邊造成嚴(yán)重的二次污染，加上城市擴(kuò)張對于土地的需求，已經(jīng)不再可行。但是，我國對于城市污水處理廠的污泥的處理處置已經(jīng)開始出臺(tái)了一些指導(dǎo)性意見，各大城市正在開始進(jìn)行研究、消化吸收。希望通過建立天津市淤泥處置技術(shù)指南和管理政策研究，配合政府相關(guān)部門出臺(tái)指導(dǎo)文件，可以使天津市在淤泥處理處置方面的工作走在全國前列。

參考文獻(xiàn)

[1] 《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質(zhì)》（CJ248-2007）

篇5

在進(jìn)行平面布置設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮的是整個(gè)岸線不同區(qū)域的環(huán)境、風(fēng)格，綜合岸上、岸邊不同的情況，把握“因地制宜、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)”的總體方針分別進(jìn)行考慮，以充分體現(xiàn)多樣性和與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。在對現(xiàn)狀條件充分了解的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并找到設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)，從廣闊的視野范圍來綜合分析。主要從以下幾個(gè)方面考慮：

1)因勢利導(dǎo):基本保持現(xiàn)有河道平面形態(tài)。在具體方案選擇上，首先要考慮的是整個(gè)岸線不同區(qū)域的環(huán)境、風(fēng)格，以充分體現(xiàn)多樣性和與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性;實(shí)現(xiàn)河道平面布局自然流暢并富于動(dòng)感變化，營造出一個(gè)極具親水性的城市濱河景觀帶和沿河生態(tài)綠色走廊。對在河道漫灘及迂回較多的地方將彎段水道保留，建設(shè)人工生態(tài)濕地景觀，起到自凈并提高區(qū)域景觀品味的功能。

2)體現(xiàn)自然:河道應(yīng)緩變、彎曲，靠近河岸有較多漸變空間;河底起伏且水深富有變化，形成跌水、堆石壩群，保留淺灘、深灘等;護(hù)坡及護(hù)岸多利用天然材料，樹木、草皮多采用本地適生品種;河岸盡量形成緩坡，形成平緩而穩(wěn)定的空間，種植喬木、草地，形成疏密合理的自然林及觀賞林綠蔭。

3)預(yù)留濕地、體現(xiàn)親水:河道兩側(cè)大部分有綠線，在斷面選擇上盡量采用自然緩坡，并設(shè)置臨水步道和親水設(shè)施供游人漫步。按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)的洪峰流量作為造床流量，選擇主河槽斷面和走向。

2中心線定線

河道平面布置按照堤線“因勢利導(dǎo)、力求自然”的布置原則，基本沿著老河道現(xiàn)有平面布置，緊密結(jié)合河道規(guī)劃藍(lán)線、綠線的走向，合理確定河道平面。設(shè)計(jì)時(shí)具體把握以下幾個(gè)原則:1)為保證河道的天然河道特色，河道基本沿現(xiàn)狀河道走向，對彎曲較大的部分亦保留原河道，不裁彎取直，僅將微小彎段進(jìn)行順直處理。如果彎曲嚴(yán)重的河段，滿足不了防洪要求，擬保留原現(xiàn)狀彎曲河道的同時(shí)，按照二十年一遇洪水流量開挖分洪道，分洪道比老河道高程略高。平時(shí)河水主要從老河道通過，使其不喪失棲息地的功能。分洪道只在發(fā)生設(shè)計(jì)洪水的條件下才運(yùn)用，其余時(shí)間則保持干涸或少量水流通過的狀態(tài)。2)河道主槽中心線盡量順直，如現(xiàn)狀河道有局部小彎段，則考慮將取直后的中心線與現(xiàn)狀河道一并納入設(shè)計(jì)河道底寬的范圍，挖去該范圍的土體，形成小湖泊濕地的景觀效果。據(jù)此原則，對彎曲較小的原河道主槽，設(shè)計(jì)河道中心線盡量與之一致，盡管平面稍有彎轉(zhuǎn)曲折，但卻保留了天然河道的自然特色，同時(shí)減少了開挖土方量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。

3城市中、小河道綜合治理設(shè)計(jì)心得

1)關(guān)于河道設(shè)計(jì)洪峰流量的計(jì)算。對于匯水面積小(小于10km2)、匯流時(shí)間短(小于2h)、水文資料缺乏的城市中、小河道，可以采用當(dāng)?shù)爻鞘信潘畼?biāo)準(zhǔn)計(jì)算河道洪峰流量，河道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于城市排水管涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在采用實(shí)測流量資料直接推求、暴雨資料間接推求、小流域經(jīng)驗(yàn)公式等水利計(jì)算方法推求河道洪峰流量時(shí)，建議根據(jù)城市建設(shè)區(qū)占河道總匯水面積的比例，適當(dāng)修正流域坡度、下墊面等地形參數(shù)。隨著城市的發(fā)展，硬化面積將逐漸增大，導(dǎo)致降雨下滲量減少、匯流時(shí)間變短，地表徑流增加、洪峰流量隨之變大。

2)土地性質(zhì)及總體規(guī)劃對河道方案的影響。城市河道在總體設(shè)計(jì)時(shí)，需要調(diào)閱并仔細(xì)研究河道周邊總規(guī)、詳規(guī)、路網(wǎng)規(guī)劃、綠地規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、土地出讓現(xiàn)狀等資料。設(shè)計(jì)方案在滿足防洪排澇和截污的基礎(chǔ)上，兼顧周邊用地開發(fā)、近期農(nóng)田灌溉、土地征用等因素。在城市土地屬于稀缺資源，每年城市建設(shè)用地的指標(biāo)也是有限的。設(shè)計(jì)方案確定后應(yīng)配合建設(shè)單位提前開展河道用地的報(bào)批工作，避免后期因?yàn)橥恋刂笜?biāo)不夠、部分用地為基本農(nóng)田很難征用等問題調(diào)整設(shè)計(jì)方案。在老城區(qū)段，河道方案應(yīng)與城市舊城改造相結(jié)合;在新建城區(qū)段，河道方案應(yīng)結(jié)合周邊用地性質(zhì)合理確定;在城市綠地段，河道斷面和景觀綠化應(yīng)以自然為主，避免出現(xiàn)斷面單一化、綠化園林化的現(xiàn)象;對在河道改造過程中破壞的農(nóng)田排灌設(shè)施、現(xiàn)狀人行小橋應(yīng)予以恢復(fù)。

3)河道線型應(yīng)滿足市政橋梁建設(shè)的要求。城區(qū)內(nèi)的河道一般會(huì)穿越多條城市道路，有些道路尚未修建屬于規(guī)劃道路;在河道中心線定線時(shí)，應(yīng)結(jié)合主要道路的軸線做適當(dāng)調(diào)整，保證與道路軸線相交垂線的夾角不大于30°，避免在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)閵A角角度偏大無法實(shí)施，造成重新調(diào)整該處河道軸線的現(xiàn)象;在沒有景觀要求的情況下，應(yīng)控制規(guī)劃道路下的河道斷面尺寸，不要在該處設(shè)置漫灘或大水面，以減小規(guī)劃橋梁跨度、降低橋梁工程造價(jià)。

4)改善河道水質(zhì)，截污是關(guān)鍵。截污工程完成的好壞是河道未來水質(zhì)能否改善的關(guān)鍵。城市河道岸邊一般會(huì)有很多排水口，在設(shè)計(jì)前需先對河邊排水口做拉網(wǎng)式測量及調(diào)查，了解排水口的性質(zhì)(雨水、污水、灌溉)、管徑、高程等基礎(chǔ)數(shù)據(jù);在設(shè)計(jì)時(shí)通過設(shè)置污水截流井，將岸邊排污口(合流口)的污水就近接入周邊市政道路下的污水管道內(nèi)。

篇6

關(guān)鍵詞：拋石；圍堰；設(shè)計(jì)方案；應(yīng)用

Abstract: construction indicated in the contract the ripped-rock cofferdam works for design and construction mentioned price, the construction price according to the signed in 2006 a) construction in the length of the ripped-rock cofferdam and total prices compared to convert. In recent years because of labor, materials, equipments, prices are climbing up, if is still using the original design and construction scheme, the project will cause huge losses. Therefore, the project of construction technology workers after the contract, geological data after detailed analysis, decided to optimization design construction plan, reduce loss, fight for profit.

Key words: the ripped-rock; Cofferdam; Design project; application

中圖分類號：TU473.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：

1.概述

1.1工程概況

東莞市虎門港麻涌新沙南作業(yè)區(qū)4#、5#泊位陸域形成及疏浚工程施工內(nèi)容中包含以拋石擠淤形式的圍堰，分西圍堰和北圍堰，總長約1021.40m。其中西圍堰位于4#、5#泊位碼頭前沿線后方80m，沿一期西圍堰方向向北延伸600.15m；北圍堰位于碼頭區(qū)的北側(cè)，與西圍堰及原防洪堤相連，長421.25m。詳見表1-1

表1-1 建設(shè)內(nèi)容

本工程具置處于新沙南破流水閘與淡水河之間，毗鄰已建新沙南作業(yè)區(qū)2＃、3＃泊位陸域。

2.2設(shè)計(jì)水位

詳見表2-1

表2-1工程設(shè)計(jì)水位

2.3設(shè)計(jì)波浪要素

根據(jù)本工程平面布置情況，對于西圍堰，NNW～SSW向浪基本正向作用于碼頭，而SSW向浪最大，因此，西圍堰設(shè)計(jì)波浪取SSW向浪；受已建麻涌2#3#泊位碼頭陸域和防洪堤的掩護(hù)，南圍堰、中隔堰和東圍堰可不考慮波浪影響；對于北圍堰，正向作用的NW向浪最大，設(shè)計(jì)波浪取該向浪。

由于本工程西圍堰前方碼頭待后方陸域形成后會(huì)馬上建設(shè)，故西圍堰設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期按2年取值；北圍堰雖為臨時(shí)圍堰，但相鄰工程建設(shè)時(shí)間未知，設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期暫按25年取值。

根據(jù)水文分析結(jié)果，所取設(shè)計(jì)波浪波要素如下表2-2所示。

表2-2 設(shè)計(jì)波浪波要素一覽表

2.4設(shè)計(jì)潮流

根據(jù)實(shí)測的結(jié)果，港區(qū)碼頭前沿的最大漲、落潮最大流速分別為0.87m/s和0.88m/s。為此，本工程最大設(shè)計(jì)流速值采用0.9m/s。

2.5設(shè)計(jì)荷載

本工程圍堰均屬臨時(shí)性建筑，因此不考慮使用期荷載。施工期主要荷載有運(yùn)輸車輛，臨時(shí)堆料及施工機(jī)械等，按均布荷載不超過10kN/m2計(jì)。

3地質(zhì)條件

3.1地形地貌條件

該勘察場區(qū)陸地現(xiàn)主要為香蕉林地，地形較為平坦，水域地形較為平坦。水、陸域區(qū)之間已筑人工混凝土填石堤，堤岸線順直穩(wěn)定。

本區(qū)地貌受蓮花山斷裂帶和東江斷裂帶控制，構(gòu)造帶較為穩(wěn)定，勘察區(qū)屬于珠江三角洲，為沖積平原和殘丘地貌，在本次勘察深度范圍內(nèi)，揭示的基巖為白堊系的沉積巖，上覆土層為第四系全新統(tǒng)河流相沖積層，主要為淤泥類土、砂性土和粘性土。

3.2地層巖性及工程特性

（1）第四系新近人工填土層（Qhml）

①1 素填土：灰黃色，濕，稍壓實(shí)，主要成份為粉質(zhì)粘土,混多量中粗砂及碎石。本層平均層厚1.38m，層頂標(biāo)高在2.81～-0.69 m，層底標(biāo)高在1.96～-5.91 m，平均值0.50 m。

標(biāo)貫擊數(shù)平均值N=18.5。

①2雜填土：灰色，飽和，為近期堆積物，主要由細(xì)砂及粘性土、粉砂巖及頁巖巖屑組成，混淤泥。該層土在該區(qū)分布范圍較廣，平均層厚4.70m。層頂標(biāo)高在2.20～-2.89 m，層底標(biāo)高在1.35～-6.29 m，平均值-3.95m。標(biāo)貫擊數(shù)平均值為N=5.1。

（2）第四系全新統(tǒng)珠江三角洲沖積層（Qhal）

②1淤泥：灰色，飽和，流塑狀態(tài)，局部混少量粉砂。在勘察區(qū)普遍分布，平均層厚6.24m；層底標(biāo)高最大值0.19m,最小-11.70m，平均值為-5.70 m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)絕大多數(shù)為N＜1。

②2淤泥混砂：灰色，飽和，流～軟塑，含少量腐植物，局部夾粉細(xì)砂或薄層中砂。平均層厚3.16m；層底標(biāo)高最高0.36m，最低-9.63m,平均值為-6.08m。標(biāo)貫擊數(shù)平均值N=1.3。

②3砂混淤泥：灰色，松散，飽和，主要以細(xì)砂為主，混較多淤泥，局部以中粗砂為主。該層呈透鏡體分布，厚度分別為3.20m、0.80m，層底標(biāo)高分別為-7.31m、-10.11m，平均值為-8.71m。標(biāo)貫擊數(shù)平均值為N=9.0。

（3）第四系全新統(tǒng)珠江三角洲沖積層（Qhal）

③1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色、灰黑色，飽和，軟塑狀態(tài)，局部夾薄層黑色腐殖質(zhì)。平均層厚為3.11m；層底標(biāo)高最高為-6.59m，最低為-15.80m,平均值為-10.40m。標(biāo)貫擊數(shù)平均值N=3.0。

③2粉細(xì)砂：淺黃色，松散，飽和，混多量貝殼碎屑。標(biāo)貫擊數(shù)平均值N=4.0。

③4粉質(zhì)粘土：灰白色、褐黃色、棕紅雜色，飽和，可塑狀態(tài)。平均層厚為3.07m；層底標(biāo)高最高為-4.11m，最低為-16.50m，平均值為-10.37m。標(biāo)貫擊數(shù)平均值N=10.4。

（4）第四系晚更新統(tǒng)殘積地層（Q3el）

④粉質(zhì)粘土：灰色、局部棕紅、灰白雜色，可塑～硬塑狀態(tài)，濕，遇水產(chǎn)生軟化，為基巖風(fēng)化殘積土。該土層平均層厚為2.32m，層底最高處為-7.34m，最低處為-16.44m，平均值為-11.81m。標(biāo)貫擊數(shù)平均值為N=12.7。

（5） 白堊系基巖（K）

與拋石擠淤圍堰工程關(guān)系不密切，不做描述。

3.3地震

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）劃分規(guī)定，本區(qū)域抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組均為第一組，建筑的設(shè)計(jì)特征周期為0.35s。

4基槽開挖可行性評價(jià)：

4.1基槽位置上覆土層，各土層性質(zhì)和可挖性如下：

1素填土、①3沖填土：松散，分布不均勻，狀態(tài)中等，為4級土，可采用一般疏浚設(shè)備疏浚處理。

②1淤泥：灰色，飽和，流塑狀，局部混少量粉砂，狀態(tài)很軟，為2級土，可采用一般疏浚設(shè)備疏浚處理。

②2淤泥混砂：灰色，飽和，狀態(tài)很軟，為2級土，可采用一般疏浚設(shè)備疏浚處理。

②3砂混淤泥：灰色，松散，飽和，主要以細(xì)砂為主，混較多淤泥，局部以中粗砂為主。該層呈透鏡體分布，狀態(tài)為極松，為7級土，采用一般疏浚設(shè)備疏浚處理。

③1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，飽和,狀態(tài)軟，為3級土，可采用一般疏浚設(shè)備疏浚處理。

4.2各土層容許承載力建議值

詳見表4-1

表4-1各土層容許承載力一覽表

4.3上覆土層物理指標(biāo)表

詳見表4-2

表4-2 各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

5水工結(jié)構(gòu)方案簡介

圍堰在陸域形成施工期為吹填圍堰，使用期均為碼頭后方場地的一部分。

根據(jù)本工程地質(zhì)資料，本工程范圍內(nèi)表層為5~8m左右厚的淤泥、淤泥混沙、雜填等軟土層。因其具有含水量高，孔隙比大，壓縮性高，力學(xué)強(qiáng)度低等特性，工程地質(zhì)條件差劣，對護(hù)岸穩(wěn)定將產(chǎn)生不利影響，通過穩(wěn)定計(jì)算，需要進(jìn)行圍堰基礎(chǔ)地基處理。

根據(jù)周邊類似工程經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)采用與一期圍堰工程相類似的結(jié)構(gòu)方案：開挖基槽+拋石擠淤方案，即先開挖圍堰基槽位置上層軟土層至一定標(biāo)高，然后拋石擠淤落底。該方案具有施工快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。

5.1一期工程圍堰設(shè)計(jì)典型斷面及簡單介紹

5.1.1西圍堰方案

西圍堰在+0.0m處頂寬為22m，+4.0m處頂寬為8m，袋裝素土結(jié)構(gòu)的底寬6m，頂寬1.6m。第一級拋石結(jié)構(gòu)內(nèi)外坡坡度均為1：1.5，第二級拋石結(jié)構(gòu)內(nèi)外坡坡度均為1：1.25，袋裝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外坡坡度均為1：1.5。圍堰堤身采用全棱體拋石堤心結(jié)構(gòu)，采用200～300kg塊石護(hù)面（厚度900mm）。圍堰內(nèi)坡鋪設(shè)二片石+碎石碴+土工布復(fù)合倒濾層。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布為400g/m2抗老化無紡?fù)凉げ?。如下圖5-1所示：

圖5-1西圍堰典型斷面示意圖

5.1.2北圍堰方案

北圍堰在+0.0m處頂寬為22m，+4.0m處頂寬為8m，袋裝素土結(jié)構(gòu)的底寬6m，頂寬1.6m。第一級拋石結(jié)構(gòu)內(nèi)外坡坡度均為1：1.5，第二級拋石結(jié)構(gòu)內(nèi)外坡坡度均為1：1.25，袋裝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外坡坡度均為1：1.5。圍堰堤身采用全棱體拋石堤心結(jié)構(gòu)，采用100～150kg塊石護(hù)面（厚度600mm）。圍堰內(nèi)坡鋪設(shè)二片石+碎石碴復(fù)合倒濾層+土工布。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布為400g/m2抗老化無紡?fù)凉げ?。如下圖5-2所示：

圖5-2 北圍堰典型斷面示意圖

5.2本次工程圍堰設(shè)計(jì)典型斷面

5.2.1西圍堰方案

西圍堰在-1.0m處頂寬為25.5m，+4.0m處頂寬為8m，山皮土子堰頂寬1.0m。圍堰外側(cè)山皮土子堰坡度為1:1.2，其余坡度為1:1.5，內(nèi)側(cè)坡度均為1:1。圍堰堤心采用拋填1～1000kg塊石，采用200～300kg塊石護(hù)面（厚度900mm）。圍堰內(nèi)坡鋪設(shè)二片石+碎石碴復(fù)合倒濾層+土工布。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布為400g/m2抗老化無紡?fù)凉げ?。如下圖5-3所示：

圖5-3西圍堰X0+493斷面示意圖

5.2.2北圍堰方案

北圍堰在-1.0m處頂寬為23.5m，+4.0m處頂寬為6m，山皮土子堰頂寬1.0m。圍堰外側(cè)山皮土子堰坡度為1:1.2，其余坡度為1:1.5，內(nèi)側(cè)坡度均為1:1。圍堰堤心采用拋填1～1000kg塊石，圍堰采用200～300kg塊石護(hù)面（厚度900mm）。圍堰內(nèi)坡鋪設(shè)二片石+碎石碴復(fù)合倒濾層+土工布。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布為400g/m2抗老化無紡?fù)凉げ?。如下圖5-4所示：

圖5-4 北圍堰B0+393斷面示意圖

5.3圍堰穩(wěn)定性計(jì)算工可及結(jié)果(均采用簡化bishop 法)

以下計(jì)算均按照圍堰前為設(shè)計(jì)低水位的最不利情況進(jìn)行校核計(jì)算，結(jié)果詳見表5-1：

表5-1西、北圍堰典型斷面穩(wěn)定性計(jì)算成果表

圍堰 計(jì)算工況 代表性斷面 對應(yīng)鉆孔 安全系數(shù)

西圍堰 圍堰形成并吹填完成后，前方碼頭基槽開挖時(shí) X0+493 S146 1.259

北圍堰 圍堰形成并吹填完成時(shí) B0+393 S259 1.757

*注：當(dāng)后方陸域地基處理方式采用堆載預(yù)壓方式時(shí)需重新復(fù)核圍堰的整體穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果圖如下圖5-5、5-6：

圖5-5西圍堰 X0+493 斷面圖施工期穩(wěn)定性計(jì)算斷面圖

圖5-6北圍堰 B0+393 斷面圖施工期穩(wěn)定性計(jì)算斷面圖

結(jié)論，新設(shè)計(jì)方案中圍堰的穩(wěn)定性符合要求。

5.4設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用

基槽開挖于2011年3月20日開工，6月7日竣工驗(yàn)收，拋石圍堰于2011年4月21日開工，7月28日竣工驗(yàn)收，通過施工過程中的沉降位移觀測數(shù)據(jù)分析，拋石圍堰穩(wěn)定并達(dá)到了擠淤的目的，拋石圍堰實(shí)拍圖如下圖5-7所示：

圖5-7完工后的拋石圍堰實(shí)景圖

5.5新方案產(chǎn)生的效益：

經(jīng)過方案優(yōu)化，該拋石圍堰工程總造價(jià)降低了15.65%，既為公司創(chuàng)造了直接的經(jīng)濟(jì)效益，也為國家節(jié)省了大量的資源。

5.6結(jié)束語

設(shè)計(jì)和施工方案的不斷優(yōu)化，是降低成本、提高毛利、節(jié)能環(huán)保的重要手段之一。尤其是設(shè)計(jì)施工總承包的工程，更應(yīng)該對方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化，滿足工程使用性能和安全性能的基礎(chǔ)上尋找最佳設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，組織恰當(dāng)?shù)娜藛T，選配合適的設(shè)備，調(diào)整施工工序，搭配最優(yōu)的施工方案。

通過對新方案的實(shí)施，也發(fā)現(xiàn)了一些可以更加優(yōu)化之處，方案沒有最好，只有更好。只有通過不斷的總結(jié)，不斷的分析對比，才能尋到更佳的方案。

參考文獻(xiàn)：

《東莞市虎門港麻涌新沙南作業(yè)區(qū)2#、3#泊位工程圍堰設(shè)計(jì)說明書》中交天津港航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（2007年3月）

《東莞市虎門港麻涌新沙南作業(yè)區(qū)4#、5#泊位圍堰工程施工圖設(shè)計(jì)總說明》中交天津港航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（2011年5月）

《東莞市虎門港麻涌新沙南作業(yè)區(qū)4#、5#泊位陸域形成及疏浚工程施工組織設(shè)計(jì)》主編：鐘貴

作者簡介：

1、姓名：汪生福；出生年月：1975.11.12；畢業(yè)院校：大連理工大學(xué)；單位深圳海勤工程管理有限公司；職務(wù)/職稱：總監(jiān)理工程師；工程師職稱；專業(yè)領(lǐng)域：港口航道與海岸工程

篇7

關(guān)鍵詞：軟土地基；評價(jià)模型；權(quán)重；評語；處理方法

Abstract： With Tianjin Harbor Industrial Park continues to accelerate the pace of construction， a large number of infrastructure projects have been started in this， such as high-power locomotive maintenance base in Tianjin project， faced with a large area of soft soil foundation treatment. Strengthening soft foundation costs account for a large proportion of the total investment， therefore， we need the technical and economic comparative analysis of treatment options. Finally， select the best solution.In this paper，according to high-power locomotive maintenance base in Tianjin Harbor Industrial Park characteristics of the program itself， select the technical feasibility， economic reasonableness and environmental impact of three indicators to establish optimal evaluation system about soil foundation processing program. Using Expert score to determine the weight of evaluation， the use of fuzzy soft optimal multi-level program evaluation model to prefer soft ground treatment options， preferred choice of program results consistent with the actual project.

Key words： soft soil foundation， evaluation model， weight， remark， processing method

引言

選擇軟土地基處理方案需要考慮很多因素，比如工期、造價(jià)、處理效果、材料來源及消耗、機(jī)具條件、施工因素、環(huán)境影響等。任何一種處理方案要完全滿足以上各方面要求，找到一種完全理想化的處理方案幾乎是不可能完成的。我們只能考慮這些因素哪些相對比較重要、不同處理方案在多大程度上能夠滿足這些要求，最終通過對比分析得出一個(gè)總體上最合適的處理方案。但是，這些要考慮的因素有些可以定量分析，有些則具有模糊性質(zhì)，只能定性分析，它們相互關(guān)聯(lián)和制約，構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。而目前方案的決策選擇基本上還是憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，沒有科學(xué)定量的評價(jià)體系，經(jīng)常造成成本上的浪費(fèi)，也不能達(dá)到預(yù)期效果。因此加強(qiáng)地基處理方案的決策分析研究，將決策方法數(shù)值化、科學(xué)化具有非常重要的意義。

1.工程概況

天津市濱海新區(qū)臨港工業(yè)區(qū)位于海河入海口南側(cè)灘涂淺海區(qū)，是通過圍海造陸而形成的新興工業(yè)區(qū)。工程所處地區(qū)為沖海積平原，地形平坦開闊，場地周圍均為圍海造地區(qū)，大部分為規(guī)劃預(yù)留用地，場地東側(cè)為渤海26路，西側(cè)為華能電廠，南側(cè)為長江道，北側(cè)為藍(lán)星項(xiàng)目。

新建天津和諧型大功率機(jī)車檢修基地屬全路新建5個(gè)和諧型大功率機(jī)車檢修基地之一。檢修基地內(nèi)滿足管轄區(qū)內(nèi)3000臺(tái)和諧型電力機(jī)車保有量，2年修每年1000臺(tái)檢修任務(wù)量，近期滿足年檢修500臺(tái)2年修機(jī)車、200臺(tái)6年修機(jī)車以及新造200臺(tái)大功率客運(yùn)電力機(jī)車規(guī)模?；匚挥谔旖蚴袨I海新區(qū)臨港工業(yè)區(qū)一期東南側(cè)。征地1131畝，其中基地占地1039畝，該地塊為吹填造陸工程?；匦陆ǚ课?29916平方米，鋪軌11.704Km，鐵路線與基地西側(cè)的天堿車場接軌。主要工程包括軌道線路、站場、路基、橋涵、機(jī)務(wù)、通信、信息、信號、電氣化、電力、給排水環(huán)保、制造生產(chǎn)區(qū)廠房、檢修生產(chǎn)區(qū)廠房、廠前區(qū)綜合樓、理化樓、單身公寓；生產(chǎn)輔助區(qū)房屋、其他運(yùn)營生產(chǎn)設(shè)備及建筑物等工程、大臨工程等。

2.工程分析評價(jià)

2.1 場地穩(wěn)定性和適宜性評價(jià)

本場地地層有第四系全新統(tǒng)人工填土層（Qml）、第Ⅰ海相層（Q42m）、第Ⅱ陸相層（Q41al、 Q41h）、第Ⅲ陸相層（Q3eal）、第Ⅱ海相層（Q3dmc）、第Ⅳ陸相層（Q3cal），巖性主要為吹填土、黏性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、粉土、粉砂及細(xì)砂。

地表普遍分布第四系全新統(tǒng)人工填土層（Qml），巖性為吹填土，成分以粉砂、細(xì)砂、淤泥、淤泥質(zhì)土為主，土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)松散，密實(shí)程度差。

第Ⅰ海相層（Q42m），巖性以粉質(zhì)黏土、粉土、黏土、淤泥質(zhì)土為主；淤泥質(zhì)土含水量高，高壓縮性，高靈敏度，低強(qiáng)度，弱滲透性，呈層狀分布，工程性質(zhì)差。

第Ⅱ陸相層（Q41al、 Q41h）上部為湖沼相沉積層，該層厚度較小，工程性質(zhì)較差；下部為河床～河漫灘相沉積層，以粉土、粉質(zhì)黏土為主，夾黏土層，含姜石及貝殼，底部出現(xiàn)“混粒土”。該層土質(zhì)較密實(shí)，為良好的持力層。

第Ⅲ陸相層（Q3eal）由粉土、粉質(zhì)黏土及砂層組成，含姜石。本層工程性質(zhì)及抗震性能較好。

第Ⅱ海相層（Q3dmc）、第Ⅳ陸相層（Q3cal），以粉細(xì)砂為主，層狀分布，密實(shí)飽和狀，底部為黏性土層，多呈軟塑～可塑狀，局部為粉土層，含貝殼，工程性質(zhì)較好。

本工點(diǎn)地下水位較高，并且含水層呈層狀分布，在垂直水平方向具有明顯差異?；娱_挖過程中在水壓力作用下易產(chǎn)生潛蝕、突水及管涌現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)必須采取支護(hù)及止、降水措施，同時(shí)還應(yīng)充分考慮浮托力作用。

場地屬穩(wěn)定場地，適宜建筑物建設(shè)。但場地內(nèi)存在軟弱地層，工程地質(zhì)條件較差，應(yīng)針對具體工程要求采取適宜的處理措施。本工點(diǎn)距海邊較近，且地下水與地表水互為補(bǔ)給，水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕蹬潘胧?/p>

2.2基坑巖土工程問題分析與評價(jià)

（1）基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)

本工點(diǎn)開挖深度為5～6米，范圍內(nèi)土體主要為吹填土、淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土層，土質(zhì)松軟，直立性差，不具備放坡開挖的地質(zhì)條件，應(yīng)采取支護(hù)措施?；臃秶鷥?nèi)地下水水位0.00～0.90m，地下水水位較高，須采取止水措施?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁加樁間止水帷幕、多排內(nèi)支撐支護(hù)方案。圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同方案經(jīng)計(jì)算確定。

（2）基坑底隆起

由于基坑內(nèi)開挖土方而形成基坑內(nèi)、外水土壓力差，可能造成坑底土體向上隆起；基坑坑底隆起降低了土體的強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)造成周圍土體的流失，危及基坑及附近建筑物的安全。另外，基坑開挖后造成坑底土卸荷回彈引起坑底隆起，設(shè)計(jì)時(shí)宜結(jié)合上述條件，并根據(jù)地層情況等因素進(jìn)行檢算。為防止基坑坑底隆起，需加強(qiáng)坑底土體強(qiáng)度。但不宜采取注漿方式加固基坑底部。

綜上所述，在基坑開挖前應(yīng)采取降水等措施，將地下水水位降至開挖面下一定深度，止水帷幕以達(dá)到抗?jié)B流為目的。

（3）地表變形

由于基坑周邊及底部以新近完成的吹填土為主，該土層有較明顯觸變及流變特性，在動(dòng)力作用下土體強(qiáng)度極易降低，使基坑發(fā)生側(cè)向位移，基坑支撐不及時(shí)或維護(hù)結(jié)構(gòu)漏水均可使基坑變形，進(jìn)而引發(fā)地表變形。

吹填土分布區(qū)域廣，因填土成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)松散，填筑時(shí)間短，采取真空預(yù)壓處理后，仍存在一定的殘余沉降，為防止地表變形，應(yīng)控制降水規(guī)模及強(qiáng)度、挖土深度，及時(shí)支撐基坑。

（4）地下水的降水控制

基坑開挖范圍內(nèi)為吹填土，吹填土成分以粉砂、淤泥、淤泥質(zhì)土為主，其土層經(jīng)驗(yàn)滲透系數(shù)K≤0.5m/d，下部分布粉砂及粉土層，砂層經(jīng)驗(yàn)滲透系數(shù)約為2.0～3.5m/d?？梢怨芫邓椒?，達(dá)到降水、降壓的目的。水位降深應(yīng)達(dá)到基坑底下0.5～1.0m。不宜采用坑外降水方案。

因附近均為吹填土，為防止基坑外潛水流失，同時(shí)控制地下水抽降強(qiáng)度，要求止水結(jié)構(gòu)不漏水。

2.3地下水及地表水腐蝕性評價(jià)

（1）地表水腐蝕性評價(jià)

15m以上地下水判定：依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》按Ⅱ類環(huán)境類型評價(jià)：地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具強(qiáng)腐蝕性。地下水在干濕交替作用下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具強(qiáng)腐蝕性；在長期浸水情況下具弱腐蝕性。

依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》評價(jià)：地下水在化學(xué)腐蝕環(huán)境下，對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的環(huán)境作用等級為V-D。

15m以下地下水判定：依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》按Ⅱ類環(huán)境類型評價(jià)：地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具強(qiáng)腐蝕性。地下水在干濕交替作用下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具強(qiáng)腐蝕性；在長期浸水情況下具弱腐蝕性。

依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》評價(jià)：地下水在化學(xué)腐蝕環(huán)境下，對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的環(huán)境作用等級為V-D。

（2）地表水腐蝕性評價(jià)

依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》按Ⅱ類環(huán)境類型評價(jià)：地表水對混凝土結(jié)構(gòu)具強(qiáng)腐蝕性。地表水在干濕交替作用下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具強(qiáng)腐蝕性；在長期浸水情況下具弱腐蝕性。

依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》評價(jià)：地表水在化學(xué)腐蝕環(huán)境下，對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的環(huán)境作用等級為V-D。

2.4環(huán)境土腐蝕性評價(jià)

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》，環(huán)境土在Ⅱ類環(huán)境類型下：對混凝土結(jié)構(gòu)具中腐蝕性；對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具強(qiáng)腐蝕性。

依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》評價(jià)：環(huán)境土在化學(xué)腐蝕環(huán)境下，對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的環(huán)境作用等級為V-C。

2.5設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

3.軟基處理方案

3.1權(quán)重的確定

本文選擇了具有代表性的二十九位專家及有關(guān)人員進(jìn)行軟基處理方案因素權(quán)重的確定，被咨詢?nèi)藛T既有公路界和巖土界科研、設(shè)計(jì)方面的人員，也有施工、管理方面的人員，他們均有中高級職稱，經(jīng)驗(yàn)豐富，熟悉軟基處理的專業(yè)知識(shí)和管理，因此具有充分的代表性，評價(jià)結(jié)果具有較高的可信度。影響因素權(quán)重咨詢表結(jié)果匯總見表3。

3.2 工程地質(zhì)條件評語等級的確定

天津和諧型大功率機(jī)車檢修基地征地1131畝，其中基地占地1039畝，基地新建房屋229916平方米，鋪軌11.704Km?？梢赃x擇以下地基處理方案：

方案一：真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是天津港灣工程研究所的專利技術(shù)，具有加固效果顯著，不需大量預(yù)壓材料等特點(diǎn)，尤其適合于高壓縮性超軟土地基；

方案二：堆載預(yù)壓法，堆載預(yù)壓法是工程中廣泛應(yīng)用的一種軟基加固方法，設(shè)計(jì)計(jì)算理論和施工監(jiān)控技術(shù)成熟，施工工藝簡單，加固效果可靠；

方案三：動(dòng)力排水固結(jié)法，其結(jié)合了堆載預(yù)壓法和強(qiáng)夯法兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。由于場地的淤泥厚度大，其下有嚴(yán)重液化的細(xì)砂層，采用動(dòng)力排水固結(jié)法有利于消除液化，控制工后沉降；

方案四：深層攪拌法，適宜處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土等含水量較高的粘性土。

對上述四個(gè)方案，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或邏輯推理可以確定各方案的各項(xiàng)指標(biāo)的評語，評語的確定采用七等級劃分法。

1、 對“工程水文地質(zhì)條件”，由于四個(gè)方法都可以對一定厚度的淤泥層進(jìn)行處理，但是真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法和動(dòng)力排水固結(jié)法處理淤泥的深度大于另外兩種方法，所以各個(gè)方案的評語依次為：

①“軟土性質(zhì)”：很適應(yīng)、適應(yīng)、適應(yīng)、很適應(yīng)；

②“地下水位高度”： 很適應(yīng)、較適應(yīng)、適應(yīng)、很適應(yīng)；

③“軟土層厚度”： 適應(yīng)、適應(yīng)、適應(yīng)、適應(yīng)。

2、 對“施工條件”，每個(gè)方法均要進(jìn)行橫向和豎向排水體的施工，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法可以迅速加載，堆載預(yù)壓法需要逐步施加荷載，動(dòng)力排水固結(jié)法需要逐遍夯擊，攪拌法需要噴粉，所以各個(gè)方案的評語依次為：

①“施工復(fù)雜程度”：較簡單、較復(fù)雜、較復(fù)雜、一般；

②“設(shè)備要求”：一般、簡單、一般、一般。

3、對“理論計(jì)算和設(shè)計(jì)方法是否成熟”，動(dòng)力排水固結(jié)法的理論尚不成熟，而真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法和深層攪拌法的理論比較完善且技術(shù)成熟，所以各個(gè)方案的評語依次為：較豐富、豐富、一般、豐富。

4、對“國內(nèi)外當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)”，關(guān)于各個(gè)方法國內(nèi)外可查詢的資料很多，所以各個(gè)方案的評語依次為：豐富、很豐富、較豐富、豐富。

5、對“質(zhì)量監(jiān)控水平”，由于國內(nèi)的監(jiān)控水平較高，所以各個(gè)方案的評語依次為：高、高、較高、較高。

6、對“造價(jià)”，統(tǒng)計(jì)胡發(fā)宗[43-45]等人的資料可知：

①真空聯(lián)合堆載（塑料板）預(yù)壓法的造價(jià)約為370元/m2；

②堆載預(yù)壓（塑料板）排水法的造價(jià)約為270元/m2；

③動(dòng)力排水固結(jié)法的造價(jià)約為240元/m2：

④深層攪拌法：采用粉噴樁的造價(jià)約為500元/m2；

將{370；270；240；500}中的各個(gè)數(shù)值除以500可以得到：{0.74；0.54；0.48；1}。對比{0；1/7；2/7；3/7：4/7：5/7：6/7；1）中的七個(gè)區(qū)間，可得各個(gè)方案“造價(jià)”的評語依次為：較高；一般；較低；高。

7、對“工期”，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法、動(dòng)力排水固結(jié)法和深層攪拌法的時(shí)間都比堆載預(yù)壓法的短，所以各個(gè)方案的評語依次為：較短、長、較短、較短。

8、對“是否就地取材”，現(xiàn)場場地附近無大量石料和土方，堆載預(yù)壓法需從外地運(yùn)輸石料和土方，而真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法、動(dòng)力排水固結(jié)法及深層攪拌法基本都能就地取材，所以各個(gè)方案的評語依次為：部分、部分、全部、全部。

9、對“噪音”，采用動(dòng)力來進(jìn)行處理的方法必然會(huì)造成一定的噪音，所以各個(gè)方案的評語依次為：小、小、較大、小。

10、對“對空氣、水質(zhì)的影響”，深層攪拌法由于要噴粉或噴漿，可能會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)影響，其他方法就產(chǎn)生的影響很小，所以各個(gè)方案的評語依次為：依次為：很小、、很小、很小、小。

11、對“對周圍建筑物的影響”，由于現(xiàn)場附近很少有建筑物，所以各個(gè)方法的評語依次為：很小、很小、很小、很小。

將上述各指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)或邏輯推理評語匯總，填入表5。

3.3 綜合評價(jià)系數(shù)的確定

以方案一（真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法）為例，計(jì)算綜合價(jià)值系數(shù)

1.計(jì)算各子因素（）的評語隸屬度

①工程水文地質(zhì)條件：

“軟土性質(zhì)”的評語為“很適應(yīng)”，得到其的評語隸屬度是：（0 0 0 0 0 0.33 0.67）；

“地下水位高度”的評語為“很適應(yīng)”，得到其的評語隸屬度是：（ “軟土層厚度”的評語為“不適應(yīng)”，得到其的評語隸屬度是：（0 0 0 0 0 0.33 0.67）；

“軟土層厚度”的評語為“適應(yīng)”，得到其的評語隸屬度是：（0 0 0 0 0.25 0.5 0.25）

故其評價(jià)矩陣為：

明顯可見，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的綜合價(jià)值系數(shù)最高，堆載預(yù)壓排水法最低，深層攪拌法）和動(dòng)力排水固結(jié)法的綜合價(jià)值系數(shù)也較高，故將真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方案作為模糊綜合評判的最優(yōu)方案，深層攪拌法和動(dòng)力排水固結(jié)法也是較優(yōu)的方案。

4、結(jié)論

本文對大面積軟土地基處理的影響因素、方案選型、設(shè)計(jì)施工等進(jìn)行了層次分析，同時(shí)考慮到使用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法很難建立評判模型，引入了模糊數(shù)學(xué)和層次分析法等進(jìn)行非定量問題分析的理論，建立了關(guān)于選擇軟基處理方案的多層次分析綜合模糊評判模型。再根據(jù)我國軟土地基處理的現(xiàn)狀，采用專家咨詢法對軟基處理效果和方案有較大影響的因素，如工程水文地質(zhì)條件（包括軟土性質(zhì)、軟土厚度等因素）、施工條件（包括施工復(fù)雜程度、施工設(shè)備要求）和環(huán)境影響等對軟基處理效果的影響進(jìn)行評價(jià)，得出其權(quán)重值，這樣可以避免憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)作出決策造成巨大損失的現(xiàn)象發(fā)生。該方法綜合考慮工程水文地質(zhì)條件、施工條件、國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)、造價(jià)等多方面因素的影響，對初選處理方案建立模型進(jìn)行計(jì)算，評價(jià)出其中的最優(yōu)者。最后通過對天津臨港工業(yè)區(qū)大機(jī)車檢修基地大面積軟土地基處理工程實(shí)例的具體計(jì)算，證明了該模型可以對軟基處理方案提供科學(xué)合理的決策，并說明真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法、深層攪拌法及動(dòng)力排水固結(jié)法是適合處理大面積軟土地基的良好方法。

參考文獻(xiàn)

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[5] 劉國.用模糊數(shù)學(xué)方法選擇軟土地基加固方案.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2000

篇8

［關(guān)鍵詞］ 廈深鐵路 運(yùn)梁通道 軟基處理 計(jì)算分析

中圖分類號：F530.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：

1. 前言

廈深鐵路是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱四橫”之一，兩端連接珠江三角洲和海峽西岸兩個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)域，是杭州至深圳沿海快速鐵路通道的重要組成部分。其橋梁上部結(jié)構(gòu)大都采用32m\24m雙線整孔預(yù)制箱梁，箱梁的制運(yùn)架（集中預(yù)制、運(yùn)梁車運(yùn)輸、架橋機(jī)的架設(shè)）變成為橋梁施工的關(guān)鍵項(xiàng)目之一。運(yùn)梁便道作為連接預(yù)制梁場與正線路基的紐帶，卻因?yàn)椴皇怯谰眯灾黧w工程通常被建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工各方所忽視，僅憑施工經(jīng)驗(yàn)施工，結(jié)果往往是兩種：一是安全質(zhì)量保證，經(jīng)濟(jì)投入過大；或是投入不足，安全質(zhì)量存在隱患，這都不是最合理的，筆者結(jié)合廈深鐵路廣東段4標(biāo)潮汕預(yù)制梁場900t箱梁制運(yùn)架施工實(shí)際，在滿足施工安全質(zhì)量的基礎(chǔ)上，通過軟基處理理論計(jì)算和經(jīng)濟(jì)比選，對潮汕梁場裝梁區(qū)及運(yùn)梁通道軟基處理方案進(jìn)行了合理優(yōu)化，為單位節(jié)約了成本創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。為總結(jié)經(jīng)驗(yàn)特形成裝梁區(qū)及運(yùn)梁通道軟基處理方案優(yōu)選計(jì)算及分析一文，供類似工程參考借鑒。

2.工程概況

廈深鐵路（廣東段）4標(biāo)段潮汕梁場設(shè)在DK207+300處，線路左側(cè)，占地94畝，預(yù)制箱梁264榀，梁場采用縱列式布置，設(shè)置5個(gè)32m箱梁制梁臺(tái)座，2個(gè)24m箱梁制梁臺(tái)座（24m/20m共用臺(tái)座1個(gè)），27個(gè)32m箱梁存梁臺(tái)座，6個(gè)24m箱梁存梁臺(tái)座（1個(gè)24m/20m共用存梁臺(tái)座），2個(gè)32m/24m共用存梁臺(tái)座，均按照雙層存梁設(shè)計(jì)。配備5套32m底、側(cè)模，2套32m內(nèi)、端模，3臺(tái)75m3/h混凝土攪拌站， 3臺(tái)80m3/h混凝土輸送泵，3臺(tái)18m液壓布料桿，2臺(tái)40m跨起重量40t龍門吊和1臺(tái)900T輪軌式提梁機(jī)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.5榀/天。

與其平行的潮汕車站全長2878.4m，為辦理客運(yùn)作業(yè)的中間站, 同時(shí)又是廣梅汕線的接軌站。車站采用橫列式布置，設(shè)到發(fā)線10條（含正線），采用2臺(tái)夾6線布置，設(shè)450m×18m×1.25m旅客基本站臺(tái)及450m×11.5m×1.25m中間站臺(tái)各2座，站臺(tái)間設(shè)12m寬旅客地道2座，站臺(tái)上設(shè)等長無站臺(tái)柱雨棚，占地面積444畝（29.6×104m2），車站填方高度5～7.5m。

運(yùn)架梁采用一運(yùn)一架模式，裝梁區(qū)設(shè)在梁場中部，通過運(yùn)梁便道與站場正線路基相連，根據(jù)總體工期要求，先架設(shè)小里程方向的韓江雙線特大橋（356#墩~522臺(tái)）部分157榀預(yù)制箱梁，隨后架橋機(jī)回到站場路基調(diào)頭，架設(shè)五嘉隴雙線特大橋107榀預(yù)制箱梁。運(yùn)架梁指標(biāo)：0～5km為3孔/天，5～10km為2孔/天，10～15km為1.5孔/天，15km以上1孔/天，考慮風(fēng)、雨、機(jī)械故障等因素，每月有效工作日26天。

2.1 地形地貌及地層巖性和物理力學(xué)指標(biāo)

本段處于潮州沙溪鎮(zhèn)，為三角洲平原地貌，地形平坦開闊，地面標(biāo)高在1～4m，梁場與潮汕車站范圍內(nèi)大部為水田，地表上覆第四系人工填土（Q4ml），厚約1～3m，沖洪積相（Q4al）海陸交互相成因（Q4mc）淤泥及淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)砂，厚度約為10～32m，其下為第四系上更新統(tǒng)沖積層（Q3al）的粉質(zhì)黏土、粉土、中細(xì)砂、粗砂、細(xì)圓礫土，總厚度30～60m。軟土層主要為淤泥、淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)砂層。淤泥（Q4mc）以灰黑色為主，軟塑～流塑，高壓縮性，含腐植質(zhì)較多，厚5～20m，埋深1～22m，層狀分布于站址；淤泥質(zhì)黏土（Q4mc ）以灰黑色為主，流塑～軟塑，高壓縮性，部分段可見腐植質(zhì)，厚0～6m，埋深12～20m；淤泥質(zhì)砂（Q4mc ）以灰黑色為主，飽和，松散，含約10～20%的淤泥，厚0～16m，透鏡狀分布于淤泥之下，埋深0～20m；淤泥質(zhì)黏土（Q3al ）為灰色、深灰色，軟塑，厚0～10m，透鏡狀分布于黏土層及砂土之下，埋深25～37m。

2.2工程地質(zhì)條件評價(jià)

梁場與車站均位于韓江三角洲平原上，地勢開闊平坦，水系發(fā)育。經(jīng)過多次海進(jìn)海退，致使其沉積層次多，層序較為紊亂，上覆第四系全新統(tǒng)―上更新統(tǒng)沖洪積相、海陸交互相松散沉積層，自上而下分別為表層粉質(zhì)黏土、砂層、淤泥、淤泥質(zhì)砂、淤泥、淤泥質(zhì)黏土、黏土、粉質(zhì)黏土、砂層夾淤泥質(zhì)黏土，層序多而亂，其中第四系沖洪積層的砂層及海陸較互相的淤泥質(zhì)砂層為可液化砂土，厚5～30m的海陸交互相的淤泥、淤泥質(zhì)黏土為本車站主要的特殊巖土（生聚洋中橋覆蓋土層稍富韻律性。不良地質(zhì)為液化土，特殊巖土為軟土。第一層液化砂土為第四系沖積砂層，厚4～5m，埋深1m左右，第二層液化砂土為第四系海陸交互淤泥質(zhì)砂層，厚5～9m，埋深12～13m；軟土為淤泥，厚度14～17m，埋深4～6m。）。本溶場地地下水水位較淺，地下水較豐富，地表水及地下水對混凝土具對混凝土有弱硫酸型酸蝕性和弱～中等出型侵蝕。由于覆蓋層覆蓋，未見斷裂構(gòu)造。地震動(dòng)峰值加速度為0.20g（對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度），地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s。工程地質(zhì)條件差。

3．裝梁區(qū)及運(yùn)梁通道方案設(shè)計(jì)

根據(jù)梁場總體布置原則，裝梁區(qū)設(shè)置在潮汕梁場的中部，提裝梁采用2臺(tái)450噸輪軌式提梁機(jī)，運(yùn)架梁分別采用鄭州大方機(jī)械有限公司生產(chǎn)的DCY900型輪胎式運(yùn)梁車和DF900D型導(dǎo)梁式定點(diǎn)起吊架橋機(jī)。

結(jié)合設(shè)備特性和梁場與正線路基的相對位置關(guān)系，運(yùn)梁車進(jìn)出裝梁區(qū)采用斜行配合半八字模式，裝梁區(qū)設(shè)置為總長為110.2m，寬19m，分別由兩個(gè)長方形和一個(gè)楔形組成，其中主裝梁區(qū)長為69.27m，寬19m，次裝梁配合區(qū)長為36m，寬13m，均用黃色表示，其中主裝梁區(qū)比次裝梁區(qū)寬6m用按照廠家設(shè)計(jì)增加的調(diào)頭區(qū)；藍(lán)色楔形部分長100.62m，最大喇口寬11.91m為運(yùn)梁車轉(zhuǎn)向區(qū)；綠色區(qū)域采用30cm厚C20混凝土硬化642.43m2,其中大里程方向的區(qū)域?yàn)檫\(yùn)梁車前端非受力部分位置，小里程L型區(qū)域在特殊情況下做運(yùn)梁車臨時(shí)調(diào)整區(qū)，一般用于存放支座和防落梁擋塊。綠色硬化區(qū)共計(jì)642.43m²，30cm厚C20砼共192.73m³。運(yùn)梁車轉(zhuǎn)換區(qū)及裝梁區(qū)地面硬化面積為2405m²,30cm厚C20砼共721.5m³。

運(yùn)梁便道全長330m，頂面寬度12m；梁場內(nèi)與路基高差最大5.6米，出梁場段40m（短邊長度）按照與梁場高程相等設(shè)置，運(yùn)梁便道與梁場外側(cè)邊線成7°夾角；以后均按照2.20%的坡度坡向小里程方向上坡，至距離通道涵10m處以20°夾角與路基連接。土方填筑的高度2m以下在上部做C20砼30cm厚，（出梁場60m地面硬化面積為480m²,40cm厚C20鋼筋砼共192m³）分塊4×4，縫間填1：2水泥砂漿，填土高度超過2m的便道頂部填A(yù)組料或B組料20cm厚，碾壓密實(shí)。

4．軟基處理方案選型及檢算

4.1車站和梁場軟土地基加固處理形式

車站兩側(cè)邊緣10m范圍地基采用預(yù)應(yīng)力管樁地梁加固。預(yù)應(yīng)力管樁樁直徑0.50m，采用正方形布置。預(yù)應(yīng)力管樁采用PC-A500(100)-a型，樁外徑φ500mm，壁厚0.1m，混凝土強(qiáng)度等級C60，一般地段樁頂間采用鋼筋混凝土地梁縱橫向連接，地梁采用C35鋼筋混凝土現(xiàn)澆，地梁截面尺寸為0.7×0.5m（厚）；管樁及地梁施工完成后于地梁頂設(shè)置0.6m碎石墊層夾兩層土工格柵，土工格柵抗拉強(qiáng)度不小于80kN/m。

線路左側(cè)牽引變電所范圍，基底采用多向攪拌砂漿樁加固，直徑50cm，三角形布置，樁間距1.2m，要求砂漿樁打穿軟土層及松軟土層，伸入下部粘土層不小于2.0m。經(jīng)檢測單樁承載力滿足要求后，進(jìn)行復(fù)合地基承載力檢測。滿足要求后再在攪拌樁頂部鋪設(shè)0.6m厚碎石墊層夾兩層雙向80kN/m土工格柵。

綜上，潮汕車站地基處理方式主要有預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基加固和多向攪拌砂漿樁復(fù)合地基加固兩種方式，其中預(yù)應(yīng)力管樁施工每延長米單價(jià)為190元，多向攪拌砂漿樁每延長米單價(jià)為40元，兩種加固方式相差150元，在工程數(shù)量相等的情況下，采用多向攪拌砂漿樁將有較大的優(yōu)勢，然而預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基加固是應(yīng)用于正線路基上的加固方式，承載力要求毋庸置疑滿足施工要求，多向攪拌砂漿樁復(fù)合地基加固是在牽引變電所的地基加固方式，地基承載力能否滿足運(yùn)架梁施工荷載要求，有待進(jìn)一步檢算。

4.2地基承載力檢算

多向攪拌砂漿樁是通過深層攪拌鉆機(jī)和噴射頭，將水泥固化劑與現(xiàn)場原狀土強(qiáng)制攪拌形成的水泥土樁體。其適用于正常固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、素填土、飽和黃土、粘性土等地基，對周圍環(huán)境沒有不利影響，對樁間土沒有擾動(dòng)和擠密，承載力主要取決于樁的置換作用。結(jié)合加固部位地層巖性和物理性質(zhì)，擬采用多向攪拌砂漿樁進(jìn)行加固。主要參數(shù)為：采用兩噴四攪工藝。配合比為：水泥采用P.O42.5硅酸鹽水泥，水泥與粉煤灰的摻入比為4：1。每延長米使用水泥70kg，粉煤灰17kg。噴粉壓力為0.4～0.5MPa,鉆頭攪拌反轉(zhuǎn)提升速度一般為0.5～1.2m/min之間。

4.2.1計(jì)算依據(jù)

結(jié)合多向攪拌砂漿樁復(fù)合地基特性可考慮按照CFG樁基復(fù)合地基計(jì)算

CFG樁復(fù)合地基承載力特征值不是天然地基承載力特征值和單樁承載力特征值的簡單疊加，需要考慮一些影響因素，如施工時(shí)對樁間土是否產(chǎn)生擾動(dòng)或擠密、樁對樁間土的約束作用、樁和樁間土的承載力的發(fā)揮與變形大小、褥墊層厚度及彈性模量的關(guān)系等。

CFG樁復(fù)合地基承載力特征值，應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)，CFG樁復(fù)合地基承載力特征值可用下述公式進(jìn)行估算

式中——復(fù)合地基承載力特征值；

——處理后樁間土承載力特征值，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可取天然地基承載力特征值；

——樁的截面積；

——樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.75～0.95，天然地基承載力較高時(shí)取大值；

——面積置換率；

——單樁豎向承載力特征值。

單樁豎向承載力特征值的取值，可按以下方法進(jìn)行：當(dāng)采用單樁載荷試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù)2。

4.2.2計(jì)算參數(shù)

1、計(jì)算荷載：運(yùn)梁車重載運(yùn)行1200噸(空車重量300t，梁重900t)來考慮。

2、多向攪拌砂漿樁情況：按照變電所試驗(yàn)段實(shí)際多向攪拌砂漿樁靜載試驗(yàn)，多向攪拌砂漿樁樁長20米，樁徑50cm，樁間距1.2m,梅花型布置。

4.2.3地基承載力特征值計(jì)算

由計(jì)算公式：

式中——復(fù)合地基承載力特征值；

——處理后樁間土承載力特征值，宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可取天然地基承載力特征值；

——樁的截面積；

——樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.75～0.95，天然地基承載力較高時(shí)取大值；

——面積置換率；

——單樁豎向承載力特征值。

計(jì)算說明：

為樁間土承載力特征值，根據(jù)地質(zhì)資料，取粘土層承載力特征值160kpa；

為樁的截面積，本次計(jì)算樁徑取50cm，截面積為0.19625 m2取0.75

根據(jù)靜載試驗(yàn)，取平均值為120kpa。

計(jì)算單元面積為5m×35m=175m2 。設(shè)置120根多向攪拌水泥土樁（樁間距梅花形布設(shè)1.2 m×1.2 m），則置換率0.13。(樁基的根數(shù)×單樁面積/計(jì)算單元面積或者承臺(tái)面積)

把以上數(shù)據(jù)代入公式，可得：

復(fù)合地基承載力特征值為：

僅按照1.2m的表層土計(jì)算：（表層實(shí)際承載力180）

0.13×120/0.19625+0.75（1-0.13）×160=183.9 kpa

綜合考慮表層粘土和淤泥層計(jì)算：（淤泥層承載力8，二層折合計(jì)算時(shí)考慮實(shí)際工況）

0.13×120/0.19625+0.75（1-0.13）×70=125.2 kpa

4.2.4地基承載力校核

設(shè)計(jì)荷載1200t，由于未考慮其它影響因素，同時(shí)從安全角度出發(fā)，需要乘上安全系數(shù)2，每個(gè)計(jì)算單元實(shí)際設(shè)計(jì)荷載取600×2=1200噸

則復(fù)合地基設(shè)計(jì)承載力特征值應(yīng)該大于12000KN/（5m×35m）=69kpa

對比實(shí)際承載力特征值結(jié)果125.5 kpa大于69kpa能滿足設(shè)計(jì)承載力需要。

考慮到安全系數(shù)2，其對比實(shí)際承載力特征值結(jié)果125.5 kpa遠(yuǎn)大于69kpa計(jì)算結(jié)果，為進(jìn)一步降低成本，將原樁長20m，樁徑50cm，樁間距1.2m,梅花型布置方案調(diào)整為樁長10m，樁徑50cm，樁間距1.4m,梅花型布置方案按上述方法重新計(jì)算,其結(jié)果是仍能滿足設(shè)計(jì)承載力要求。

圖1-運(yùn)梁便道單元計(jì)算示意圖

結(jié)論：經(jīng)計(jì)算樁長為10m，樁徑50cm，樁間距1.4m,梅花型布置的多向攪拌砂漿樁方案能夠滿足運(yùn)梁施工地基承載力要求，建議采用該方案。

5、經(jīng)濟(jì)效益分析及優(yōu)選

地基處理區(qū)域的選擇：運(yùn)梁便道全長345m，起訖里程DK206+638~DK206+983其中DK206+761～DK206+881，長120m，線路左側(cè)牽引變電所范圍，基底采用多向攪拌砂漿樁加固，DK206+881～DK207+000左側(cè)車站兩側(cè)邊緣10m范圍地基采用預(yù)應(yīng)力管樁地梁加固等車站原有地基處理措施與運(yùn)梁便道區(qū)域部分重合，可省去地基處理，綜合考慮，運(yùn)梁便道和裝梁區(qū)地基處理采用多向攪拌砂漿樁加固樁長10米，樁徑50cm，樁間距1.4m,梅花型布置，地基加固樁位布置圖如下，裝梁區(qū)設(shè)置多向攪拌砂漿樁共計(jì)950根，其中10m的650根，6500m，裝梁部位樁長為15m，270根，4050m;運(yùn)梁車轉(zhuǎn)向區(qū)設(shè)置多向攪拌砂漿樁共計(jì)378根，3780m；運(yùn)梁便道設(shè)置多向攪拌砂漿樁共計(jì)970根，樁長10m， 9700m.，三項(xiàng)合計(jì)24030m。多向攪拌砂漿樁加固樁地基處理費(fèi)用為96.12萬元，遠(yuǎn)比管樁加固方案節(jié)省360萬，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

圖2-地基處理樁位布置示意圖

篇9

【關(guān)鍵詞】：大砂袋；圍堰；筑島

1 工程概況

廣州市侖頭～生物島隧道工程采用沉管法施工，施工過程中，南北兩岸主體結(jié)構(gòu)須在河床中進(jìn)行明挖施工，須在兩岸進(jìn)行圍堰筑島施工。本工程水中圍堰及筑島主要為南北岸接口部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)提供施工場地，圍堰無止水要求。圍堰筑島須滿足穩(wěn)定、快捷、渡汛、拆除方便等要求。

2 地質(zhì)狀況

(1) 根據(jù)地質(zhì)資料揭示,工程場區(qū)由上而下的地質(zhì)構(gòu)成為:

a) 第四系坡殘積層和人工填土層。坡殘積層主要為種植土層，分布于果樹林一帶。人工填土層主要由碎塊石、粘土及建筑垃圾組成，分布于果樹林以外范圍。該覆蓋層厚0.3～4.0米。

b) 第四系海陸交互相沉積的淤泥層。層厚4. 0米～15. 0米，淤泥具有低強(qiáng)度、高壓縮性和靈敏度高等特點(diǎn)。

c) 中砂層。呈松散~稍密，富水性較好。層厚0.0～10.0米。

d) 殘積層。主要為砂質(zhì)粘性土和粘土；呈硬塑。層厚0.00～3.0米。

根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料和現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，堰址處水深約4～5m，河床面層為淤泥層，其具有孔隙比大，壓縮性高，靈敏度高，抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，具觸變性、流塑性和不均勻性。

(2) 潮水資料

廣東省水文局廣州分局對本河道歷史資料分析結(jié)果見下表。

3 圍堰筑島施工技術(shù)難點(diǎn)

原設(shè)計(jì)采用粘土筑島，小編織袋土包護(hù)面，拋石護(hù)腳，要求在整個(gè)基坑開挖時(shí)間內(nèi)（約1年半）內(nèi)保持穩(wěn)定，整個(gè)圍堰筑島土方量（設(shè)計(jì)）1.5萬方。如按原設(shè)計(jì)方案施工，將受到交通不便、進(jìn)度慢、費(fèi)用高、施工中對水體污染大等不利因素影響，且筑島完成后還面臨度汛困難、穩(wěn)定性差等危險(xiǎn)因素的困擾。所以尋找適合當(dāng)?shù)貤l件的筑島方式就成了當(dāng)務(wù)之急。解決以下技術(shù)問題是關(guān)鍵。

（1）筑島材料能大量迅速運(yùn)至現(xiàn)場

由于施工現(xiàn)場位于城中村，道路狹窄，如果采用汽車運(yùn)輸土方，土方運(yùn)輸量只能達(dá)到500立方米/天，不能滿足筑島的填筑強(qiáng)度要求。

（2）筑島材料能在水中快速成型

用粘土做材料筑島工作時(shí)采用進(jìn)占法筑島，粘土由自卸車直接傾倒入河中，由于土料為分散體，在水中流失較大，既會(huì)造成污染水體，同時(shí)也導(dǎo)致土島施工進(jìn)度緩慢。

（3）圍堰能安全度汛

粘土島采用編織袋護(hù)面，拋石護(hù)腳。編織袋在戶外極易老化破裂，護(hù)面功效只能持續(xù)1～2個(gè)月，不能滿足土島須度汛的要求。

（4）圍堰能適應(yīng)河岸軟基，并能保持穩(wěn)定。

由于土島在河岸邊軟基上修筑，填筑過程中雖然起了擠淤的效果，但是由于地基仍然是深厚軟弱淤泥，在土島填筑完成后，仍面臨較大的工后沉降，極易造成土島產(chǎn)生崩岸現(xiàn)象，并對其上作業(yè)的機(jī)械和人員產(chǎn)生威脅。

4 堰體方案選擇及關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)以上土料筑島存在的弊病，同時(shí)為滿足工期和經(jīng)濟(jì)的要求，針對現(xiàn)場條件我們大膽采用大砂袋圍堰砂料筑島的工藝，采用大砂袋延半島岸線圍堰，在堰后和原堤岸間采用自卸砂船卸砂筑島。采用此方案主要依據(jù)工程處于河岸邊，運(yùn)砂船舶能方便到達(dá)現(xiàn)場，在圍堰筑島材料上選擇砂料，它可以迅速大量的運(yùn)至現(xiàn)場。土工織物大砂袋圍堰的施工采用水力充填砂袋，它將采用吹填的方法將含砂水流灌入砂袋中，砂袋將水濾出后砂料留在袋中使袋充滿成型。圍堰形成后，再采用大型自卸砂船將砂料卸在堰后和原堤岸間形成的水塘中，快速形成陸域。該方案有以下關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)：

（1）采用耐候型土工織物大砂袋

土工織物充填袋采用丙綸編織土工布，土工布要有10個(gè)月以上保質(zhì)期。大砂袋的編織土工布單位面積質(zhì)量150g/m2，極限抗拉強(qiáng)度不低于18kN/m。選用優(yōu)質(zhì)耐候的材料可以保證砂袋充滿砂料后不會(huì)產(chǎn)生破裂，同時(shí)在基礎(chǔ)沉降的情況下能適應(yīng)大變形，保證袋體不發(fā)生破裂。

（2）按堰體寬度和長度縫制超大尺寸密封砂袋

大砂袋用工業(yè)縫紉機(jī)縫制而成，縫制線采用尼龍線，強(qiáng)度不小于150N。土工織物袋橫向尺寸從斷面頂寬至底寬范圍內(nèi)取值，縱向尺寸為10至20m，充填后厚度為50cm。采用超大尺寸砂袋能加快施工進(jìn)度，每層堰體均一次成型，同時(shí)由于袋體與堰體同寬，長度較長，具有良好的整體性，形成一個(gè)大型整體墊層，能將上部荷載均勻分布到地基上，避免了地基土層產(chǎn)生局部破壞。在軟基受壓產(chǎn)生沉降時(shí)，它也能適應(yīng)整體或不均勻的沉降，不會(huì)對堰體產(chǎn)生不良的影響。

（3）水力充填砂袋

由于大砂袋尺寸較大，為迅速充填砂袋，故采用水力充填砂袋。為配合水力充填砂袋，在大砂袋頂面以2m×2m布置衣袖狀充填口，充填口長約4m（根據(jù)施工現(xiàn)場水深確定）。然后將含砂水流泵從充填口泵入袋中直至砂袋漲滿。

3 圍堰筑島施工技術(shù)難點(diǎn)

原設(shè)計(jì)采用粘土筑島，小編織袋土包護(hù)面，拋石護(hù)腳，要求在整個(gè)基坑開挖時(shí)間內(nèi)（約1年半）內(nèi)保持穩(wěn)定，整個(gè)圍堰筑島土方量（設(shè)計(jì)）1.5萬方。如按原設(shè)計(jì)方案施工，將受到交通不便、進(jìn)度慢、費(fèi)用高、施工中對水體污染大等不利因素影響，且筑島完成后還面臨度汛困難、穩(wěn)定性差等危險(xiǎn)因素的困擾。所以尋找適合當(dāng)?shù)貤l件的筑島方式就成了當(dāng)務(wù)之急。解決以下技術(shù)問題是關(guān)鍵。

（1）筑島材料能大量迅速運(yùn)至現(xiàn)場

由于施工現(xiàn)場位于城中村，道路狹窄，如果采用汽車運(yùn)輸土方，土方運(yùn)輸量只能達(dá)到500立方米/天，不能滿足筑島的填筑強(qiáng)度要求。

（2）筑島材料能在水中快速成型

用粘土做材料筑島工作時(shí)采用進(jìn)占法筑島，粘土由自卸車直接傾倒入河中，由于土料為分散體，在水中流失較大，既會(huì)造成污染水體，同時(shí)也導(dǎo)致土島施工進(jìn)度緩慢。

（3）圍堰能安全度汛

粘土島采用編織袋護(hù)面，拋石護(hù)腳。編織袋在戶外極易老化破裂，護(hù)面功效只能持續(xù)1～2個(gè)月，不能滿足土島須度汛的要求。

（4）圍堰能適應(yīng)河岸軟基，并能保持穩(wěn)定。

由于土島在河岸邊軟基上修筑，填筑過程中雖然起了擠淤的效果，但是由于地基仍然是深厚軟弱淤泥，在土島填筑完成后，仍面臨較大的工后沉降，極易造成土島產(chǎn)生崩岸現(xiàn)象，并對其上作業(yè)的機(jī)械和人員產(chǎn)生威脅。

4 堰體方案選擇及關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)以上土料筑島存在的弊病，同時(shí)為滿足工期和經(jīng)濟(jì)的要求，針對現(xiàn)場條件我們大膽采用大砂袋圍堰砂料筑島的工藝，采用大砂袋延半島岸線圍堰，在堰后和原堤岸間采用自卸砂船卸砂筑島。采用此方案主要依據(jù)工程處于河岸邊，運(yùn)砂船舶能方便到達(dá)現(xiàn)場，在圍堰筑島材料上選擇砂料，它可以迅速大量的運(yùn)至現(xiàn)場。土工織物大砂袋圍堰的施工采用水力充填砂袋，它將采用吹填的方法將含砂水流灌入砂袋中，砂袋將水濾出后砂料留在袋中使袋充滿成型。圍堰形成后，再采用大型自卸砂船將砂料卸在堰后和原堤岸間形成的水塘中，快速形成陸域。該方案有以下關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)：

（1）采用耐候型土工織物大砂袋

土工織物充填袋采用丙綸編織土工布，土工布要有10個(gè)月以上保質(zhì)期。大砂袋的編織土工布單位面積質(zhì)量150g/m2，極限抗拉強(qiáng)度不低于18kN/m。選用優(yōu)質(zhì)耐候的材料可以保證砂袋充滿砂料后不會(huì)產(chǎn)生破裂，同時(shí)在基礎(chǔ)沉降的情況下能適應(yīng)大變形，保證袋體不發(fā)生破裂。

（2）按堰體寬度和長度縫制超大尺寸密封砂袋

大砂袋用工業(yè)縫紉機(jī)縫制而成，縫制線采用尼龍線，強(qiáng)度不小于150N。土工織物袋橫向尺寸從斷面頂寬至底寬范圍內(nèi)取值，縱向尺寸為10至20m，充填后厚度為50cm。采用超大尺寸砂袋能加快施工進(jìn)度，每層堰體均一次成型，同時(shí)由于袋體與堰體同寬，長度較長，具有良好的整體性，形成一個(gè)大型整體墊層，能將上部荷載均勻分布到地基上，避免了地基土層產(chǎn)生局部破壞。在軟基受壓產(chǎn)生沉降時(shí)，它也能適應(yīng)整體或不均勻的沉降，不會(huì)對堰體產(chǎn)生不良的影響。

（3）水力充填砂袋

篇10

橋舊橋的拆除為例，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，經(jīng)過多個(gè)方案的比選，確定了最優(yōu)的設(shè)計(jì)

方案，并詳細(xì)介紹采用切割法拆除舊橋的方案設(shè)計(jì)。為同類型橋梁日后的拆除設(shè)計(jì)

和施工提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：舊橋拆除切割法鋼圍堰

1工程概況

南丫大橋舊橋位于東莞市道鎮(zhèn)南丫村，橋梁上跨東江南支流的南丫涌水道，上部結(jié)構(gòu)采用11×16m的簡支現(xiàn)澆鋼筋砼T梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋?qū)?m?，F(xiàn)狀照片見圖1。該橋建于90年代初期，因當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載偏低、年久失修、超載等因素影響目前已成危橋，只能限載通行。2007年初，東莞市道鎮(zhèn)人民政府為了改善投資環(huán)境，決定對南丫大橋進(jìn)行拆除重建。根據(jù)實(shí)施方案，先在舊橋上游側(cè)新建一幅新橋，然后拆除舊橋，在舊橋橋址處新建另外一幅新橋。新建橋梁按照內(nèi)河Ⅴ級航道通航標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。航道主管部門在批復(fù)文件中要求：不得將拆舊橋過程中的碎渣落入河道中影響航道安全，灌注樁需拆除到河床面以下250cm。

圖1 現(xiàn)狀南丫大橋照片

2設(shè)計(jì)原則

舊橋拆除雖然是屬于臨時(shí)性工程，跟新建橋梁有很大區(qū)別，但在舊橋拆除設(shè)計(jì)中同樣要遵循“技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”的原則。在舊橋拆除方案設(shè)計(jì)中，橋梁設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)方案不可能象具體施工單位的設(shè)計(jì)方案那樣具體、詳細(xì)，也沒有必要。但設(shè)計(jì)單位提出的拆除方案一定要有可行性，因?yàn)檫@涉及整個(gè)工程的造價(jià)問題。各種不同的拆除方案，造價(jià)是相差很大的。如果提出的方案不合理，最終實(shí)施不了，造成很大的變更，將會(huì)影響整個(gè)工程造價(jià)。

3方案比選

根據(jù)本橋的實(shí)際情況，結(jié)合近年來國內(nèi)一些舊橋拆除的實(shí)例，提出了以下幾種方案。

3.1 爆破拆除法

爆破拆除法可分為靜態(tài)爆破拆除法和控制爆破拆除法。這兩種方法都是通過一定的材料為媒介對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行爆破拆除。該類方法在國內(nèi)高層建筑拆除中已經(jīng)累積了很豐富的經(jīng)驗(yàn)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是一次成功、施工周期短、效果明顯，倒塌方向、破壞范圍等參數(shù)可以通過爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。該方法的缺點(diǎn)是一次爆破后，橋梁的所有碎渣全部落入河道，難于清理，后續(xù)工作量很大；同時(shí)在爆破過程中對相鄰結(jié)構(gòu)物會(huì)產(chǎn)生一定的破壞。

3.2 破碎機(jī)拆除法

破碎機(jī)拆除法是屬于機(jī)械拆除法，是利用專用或通用的機(jī)械設(shè)備經(jīng)更換工作裝置直接將結(jié)構(gòu)物就地破碎、解體。在目前來說，該方法是最成熟、有效的主要拆除方法。無論采用何種類型的拆除方法，最終都還是要采用破碎機(jī)拆除法來完成橋梁的徹底拆除、清理。目前國內(nèi)的中、小橋梁的拆除基本都是采用破碎機(jī)拆除法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是所需要的機(jī)械設(shè)備都是比較常見，拆除過程可以控制在舊橋占地范圍內(nèi)，拆除過程十分安全，不會(huì)對相鄰結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生影響，解體和破碎可同時(shí)完成，綜合成本低。但該方法的缺點(diǎn)是，拆除過程中橋梁的碎渣同樣會(huì)落入河道中，另外在拆除深水中的結(jié)構(gòu)物也相當(dāng)困難。

3.3 切割拆除法

切割拆除法也是屬于機(jī)械拆除法，是利用專門的切割設(shè)備將結(jié)構(gòu)物切割、解體，然后利用吊機(jī)吊到其它空地上再進(jìn)行破碎處理。該方法在國內(nèi)主要是用來拆除航道橋、深水基礎(chǔ)橋。該方法的優(yōu)點(diǎn)：拆除過程對航道運(yùn)輸影響小，對周圍環(huán)境污染小、噪聲小，拆除過程幾乎不產(chǎn)生碎渣；拆除橋梁比較徹底、完全，不會(huì)遺留后續(xù)工作；拆除過程可以控制，十分安全；拆除過程不會(huì)危及相鄰結(jié)構(gòu)物的安全；可以在深水中拆除橋梁樁基。該方法的缺點(diǎn)：需要專用切割設(shè)備及其它配套的設(shè)備比較多，施工周期比較長，綜合成本比較高。

南丫大橋舊橋橋位處的平均水深為7米，如果拆除過程中的橋梁碎渣全部落入河道中，清理河道很困難，將影響航道安全。另外拆除舊橋是在已經(jīng)建好一幅新橋后進(jìn)行的，新橋和舊橋之間的距離只有2米，如果采用爆破拆除，可能會(huì)嚴(yán)重危及新建橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)安全。因此爆破拆除法和破碎機(jī)拆除法首先被否決。經(jīng)過綜合比較，最終設(shè)計(jì)、建設(shè)、航道主管部門一致同意采用切割拆除法。

4切割拆除法方案設(shè)計(jì)

切割拆除法施工的主要順序：橋面系―>主梁―>蓋梁―>立柱―>系梁―>水中樁基―>架設(shè)鋼圍堰 ―>切割河床下樁基。

4.1 橋面系及主梁切割

南丫大橋舊橋上部為11×16m的簡支現(xiàn)澆鋼筋砼T梁結(jié)構(gòu)，切割時(shí)從中間向兩端切起，在拆除欄桿后先拆除冀板，再拆除T梁之間的橋面板，然后再切開橫隔板吊走主梁。切割冀板時(shí)先把每跨冀板分成三段，鉆上吊裝孔，用吊機(jī)吊起將其切下，切割橋面板時(shí)以每片主梁和橫隔板的中間面積為準(zhǔn)，每框1塊，在每塊平衡位置上鉆上4個(gè)吊裝孔，切完后用航吊吊走，等全部面板切完后再用繩鋸機(jī)將橫隔板切開，橫隔板和主梁一次性用航吊吊走。

4.2 蓋梁切割

舊橋蓋梁長度為6m，高度為1.2m，寬度為0.8m，總重量為14.4T，可用航吊一次性吊走，切割時(shí)只把蓋梁和立柱連接處切開就可以一次性吊走，此項(xiàng)操作要用金剛石繩鋸?fù)瓿伞?/p>

4.3 水上橋墩立柱切割

舊橋立柱露在水上部分大約為5m，但只需切掉4m，剩余1m作為切割河床以下樁基的平臺(tái)，切割時(shí)只需在原立柱上鉆上1個(gè)吊裝孔用吊機(jī)吊起，再離水面1m高的地方用繩鋸將其切斷，就完成了此工序的操作。

4.4 系梁切割

舊橋系梁長度為4m，高度為1.0m，寬度為0.6m，總重量為6.0T，可用航吊一次性吊走，切割時(shí)只把系梁和樁基連接處切開就可以一次性吊走，此項(xiàng)操作要用金剛石繩鋸?fù)瓿伞?/p>

4.5 樁基切割

由于此工序涉及到河床下的淤泥部分，所以在切割前先用6mm的鐵板做起3m直徑的鋼圍堰，做鋼圍堰時(shí)必須要考慮到安全，此鋼圍堰要做到8m高，要有內(nèi)支撐防止水壓變形，在鋼圍堰放入之前要先檢查橋樁周邊是否有石頭及大塊混凝土存在，鋼圍堰放好以后要用抽水機(jī)抽干里面的水及用人工清挖里面的淤泥，在挖淤泥之前要提前放入1個(gè)直徑為2.8m的小鋼圍堰，高度為2m，主要是防止挖土?xí)r邊上的泥土塌落確保挖土人員的安全，等淤泥清挖完畢以后再用鉆孔機(jī)在橋墩樁基上端鉆上1個(gè)吊裝孔，在河床下2.5m部位將其切斷,用航吊吊走，完成了整個(gè)切割的工藝。

5結(jié)語