深海软基处理垫层施工方法初探

作为上海国际航运中心洋山深水港工程的重要组成部分，东海大桥是我国第一座特大型跨海大桥，全长31.5km。东海大桥由陆上段、跨海段和海堤段三部分组成，把上海芦潮港和浙江嵊泗县小洋山岛连接起来，形成上海国际航运中心洋山深水港区对外唯一的集疏运通道，为港区提供交通、水、电及通信条件。海堤段位于浙江嵊泗县崎岖列岛的大乌龟岛与颗珠山岛之间，是集防波堤和高速公路于一体的综合性工程。在风急浪高的外海筑堤，特别是 进行垫层施工，在我国尚属首次，其工程施工难度在世界上首屈一指。

一、自然条件

海堤段全长1220m，轴线略成弧形，大部分泥面比较平坦，泥面标高一般为-8--10m（黄海高程，下同）。两岛之间为东北走向，口门宽约1000m，涨落潮动力不大，实测涨潮分层最大流速1.46m/s，最大垂线平均流速124m/s，实测落潮分层最大流速157m/s，最大垂线平 均流速1.45m/s。水深—般为l0-12m，在两岛边缘最深可达25m。该区域气候条件恶劣，台风、季风、潮汐、雷暴、雾等灾害影响频繁，尤其受东北风影响极大，可施工的有效时间较短，严重影响工程施工。

二、地质情况

大乌龟岛与颗珠山岛段松散堆积层总体受基底和水动力条件控制，基岩埋藏部位较深，整个海堤地基土质主要由粉砂夹粉质黏土、淤泥质黏土和灰色黏土组成。夹层淤泥质黏土厚度达23-26m，含水量达57.3％，抗剪指标较低。现堆积的土层从上至下依次为：

①饱和、流塑状、土层极软的灰黄色淤泥，

②饱和、流塑、软流塑状的粉质黏土类砂和粉细砂，

③饱和、松散、稍密状的粉砂夹粉质黏土

④饱和、松散、稍密、夹黏性土微薄层的粉细砂。

三、海堤结构型式

海堤结构型式采用抛石斜坡式结构，根据地质条件，地基加固方案采用塑料排水板堆载预压排水固结法。主要施工项目有水上施打塑料排水板、袋装砂垫层、抛石护底、抛石棱体、堤心石、混凝土扭王体护面、块石等。

1为塑料排队水板；

2为袋装砂+碎石垫层；

3为堤心石；

4为预压荷载；

5为抛石护底；

6为抛石棱体；

7为混凝土扭王体护面；

8为块石垫层。

四、垫层施工

海堤段地基加固的宽度在120-160m之间（随泥面标高变化而变化），总面积约为14万m2。在插打塑料排水板之前要先进行垫层的施工，确保插打排水板后水平排水通畅，实现固结，达到地基加固之功效。

在外海、深水、浪大流急的恶劣施工海域进行垫层施工，要满足施工进度和质量，关键是解决投抛定位和确保设计厚度问题。

1.方案比选

施工中进行了以下几种方案的试验：

①带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包。这种方案投抛速度快、整体性、交接性、均匀性都较好，受水流影响相对较小，抛投位置准确。

②浮吊吊放网兜小砂袋包。这种方案整体交接性好，但投抛速度较慢，投抛位置受吊机速度和流速限制，容易出现偏位，准确度相对差一些。

③浮吊直接吊放大砂袋包。这种方案与②方案在质量控制与投抛速度基本相似，但其抛投后大砂袋包之间的交接性相对差一些，容易出现空挡。

④人工在GPS定位船上直接推抛小砂袋包。这种方式在质量控制方面是可行的，但速度很慢，可作为局部厚度不足时补抛使用。

经过多次实践比较分析，采用带GPS定位系统的自航对开驳直接卸小砂袋包方案为主，辅以人工在GPS定位船上直接推抛小砂袋包进行砂垫层投抛方案是合理的。

2.投抛方案

（1）网格划分

首先完成垫层施工区域内的网格划分。网络划分以轴线为基础，从施工起始桩号到结束桩号，以1020m2（沿轴线长度10m范围）为一个大网格，大网格中又划分2m×2m的小网格，以控制投抛位置。

（2）装量控制

按照划分的网格，根据对开驳一次投抛的面积计算出所需方量，然后在驳船上刻上标记，每次装料都以装到标记线为准。根据测定，对开驳一次装料90m3最为合理。