珠海海堤抗滑穩(wěn)定性分析與除險加固

珠海海堤抗滑穩(wěn)定性分析與除險加固

一、北西南東邊防浪墻帶橫截面的小直徑是馬洲水道，西是磨刀門水道，從北到南呈直線分布。水庫頂部寬度為5.09.0m，水庫頂部修建了防浪墻。本次分析評價為番禺、惠州天然氣開發(fā)項目珠海終端場地相應(yīng)的一段,長約1km。二、拋填塊石擠淤堆筑為了解堤壩坡面,選取3條斷面進行實測并鉆探,根據(jù)3個斷面的實測資料,堤壩為斜坡堤,頂面寬5.2~8.2m,底面寬11~13m,垂高3.4~5.5m,頂面高程為0.4~0.8m(黃高),由拋填塊石擠淤堆筑而成。堤頂防浪墻為反L型墻,底寬2~4m,頂寬0.37~0.5m,垂高2.15~2.75m,為漿砌塊石,墻后填土為淤泥翻曬后的土料和淤泥質(zhì)粉砂。三、水庫基本質(zhì)量條件和工程土壤質(zhì)量評價根據(jù)本次鉆探揭露,堤防地基土層主要為人工吹填(Qml)的淤泥質(zhì)砂土和全新世燈籠沙組(Q43-m)的淤泥類土。(1)流體包裹體填料為淤泥質(zhì)砂土。淺灰色,由人工造陸吹填而成,成份主要為石英,含較多淤泥,局部夾淤泥包裹體。飽和,松散。該層在海堤內(nèi)廣泛分布,層厚4.35~7.50m,平均6.25m,層底標(biāo)高-5.65~-2.79m。(2)孔底標(biāo)高和層序巖性為淤泥質(zhì)土、淤泥,厚度多未揭穿,揭露深度為33.50~41.25m,,鉆孔底標(biāo)高為-39.24~-33.98m。根據(jù)層序分為三個亞層:黑灰色,有腥臭味和較強滑感,含有少量蠔殼碎片,見粉細砂微層理。飽和,流塑。該層主要分布于海堤內(nèi),層厚7.80~12.08m,平均9.80m,層底標(biāo)高-14.89~-12.83m。片、腐木、石英砂灰黑色,有腥臭味和強滑感,含有少量蠔殼碎片、腐木和石英砂。飽和,流塑。該層分布廣泛,層厚7.10~24.00m,平均13.61m,層底標(biāo)高-37.23~-16.14m。蓬殼、石英、流塑砂黑灰色,有腥臭味和較強滑感,含有少量蠔殼碎片,見粉細砂微層理。飽和,流塑。底部含有較多石英細砂。該層分布廣泛,厚度多未揭穿。3.2水庫底板的物理力學(xué)性質(zhì)根據(jù)室內(nèi)土工試驗和原位測試結(jié)果,各堤基土層的主要巖土參數(shù)見表1、2。3.3工程地質(zhì)特點淤泥質(zhì)土、淤泥層具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、強度低、低滲透性、高觸變性、欠固結(jié)等特點,承載力極低,工程地質(zhì)性質(zhì)差,為典型的軟弱土層。3.4主要軟土工程的質(zhì)量分析(1)長期固結(jié)沉降因淤泥質(zhì)土、淤泥欠固結(jié),OCR值小,未經(jīng)地基處理情況下,在自重應(yīng)力作用下將發(fā)生長期固結(jié)沉降,歷時長,最終沉降量大,將對其上的建(構(gòu))筑物帶來長期持續(xù)的不良影響甚至破壞性影響。軟土固結(jié)沉降是淤泥類土廣布地區(qū)最為常見的工程地質(zhì)問題。(2)層狀剪切波速地面以下15m范圍內(nèi)均為淤泥類土,根據(jù)場地土層剪切波速測試資料,軟土層的剪切波速Vs=105m/s,因此,場地土類型屬軟弱場地土,場地類別為Ⅲ類,場地為對建筑抗震不利地段;在抗震設(shè)防烈度7度區(qū),地震時淤泥類土有震陷的可能;此外,堤防鄰近海邊,地震時淤泥類土有可能向海側(cè)擴。(3)飽和土層的判別堤內(nèi)表層吹填的砂土為飽和砂土,珠海地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度,根據(jù)液化判別:場地內(nèi)的飽和砂土層為液化土層,液化指數(shù)2.47~63.04,液化等級以嚴(yán)重為主,局部輕微。四、水庫全球穩(wěn)定試驗穩(wěn)定性評價分現(xiàn)狀階段和預(yù)計填土到設(shè)計高程(建議場地標(biāo)高為3.5m)階段兩個狀態(tài)進行。4.1堤基土層極限承載力pu堤基整體穩(wěn)定安全系數(shù)K,按下式進行計算:式中:Pu———堤基土層極限承載力,kPa;σ———堤身垂直應(yīng)力,kPa。堤基土層極限承載力pu采用太沙基的極限承載力公式進行計算,公式如下:式中:γ———基礎(chǔ)底面以下堤基土的天然重度,kN/m3;b———基礎(chǔ)寬度,m;c———基礎(chǔ)底面以下堤基土的粘聚力,kPa;q———基礎(chǔ)的旁側(cè)荷載,其值為基礎(chǔ)埋深范圍土的自重壓力γd,kPa;Nγ,Nc,Nq――堤基承載力系數(shù),可直接計算或查有關(guān)圖表確定。4.2堤基穩(wěn)定性驗算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按下式計算:式中:Kc—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);∑W—作用于堤壩上的全部垂直力的總和(kN);∑P—作用于堤壩上的全部水平力的總和(kN);f—底板與堤基土之間的摩擦系數(shù)。計算參數(shù)詳見表3,計算結(jié)果見表4。根據(jù)以上穩(wěn)定性計算結(jié)果,三個斷面現(xiàn)狀階段的堤壩為基本穩(wěn)定,但穩(wěn)定安全系數(shù)不大,特別是整體穩(wěn)定安全系數(shù),均在1.3左右,說明堤壩已處于臨界極限狀態(tài)。當(dāng)?shù)虄?nèi)后期填土?xí)r,將增加堤基的垂直壓力和對堤壩的水平推力,將降低堤壩的穩(wěn)定性,計算結(jié)果顯示,堤基整體穩(wěn)定安全系數(shù)均小于1.3,抗滑穩(wěn)定系數(shù)較填土前降低較大,達30%多,1號斷面已接近1.0,局部有可能失穩(wěn)。因此,填土之前應(yīng)先對堤壩進行加固。五、堤身與堤身的安裝鑒于目前堤身和防浪墻結(jié)構(gòu)較完好,未見明顯破壞,因此,對堤壩的加固可在堤腳外繼續(xù)拋石固腳,設(shè)置反壓,并可增大堤壩與堤基土的接觸面積,提高堤壩的穩(wěn)定性,對局部沉降后低于海水位部位繼續(xù)加高培厚;對于堤頂防浪墻,則繼續(xù)采用漿砌石加高加厚。海堤滲漏問題,因堤基土為淤泥質(zhì)土,滲透小,因此,主要應(yīng)考慮堤身滲漏問題,可在堤內(nèi)和堤外沿堤壩軸線各布置一道深層水泥土攪拌樁截水墻,堤內(nèi)截水墻應(yīng)插入淤泥質(zhì)土一定深度;必要時可對堤身采取高壓注漿處理。六、工程地質(zhì)和工程地質(zhì)堤基土層主要由淤泥類土組成,分布廣,厚度大,具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、強度低、低滲透性、高觸變性、欠固結(jié)等特點,承載力極低,工程地質(zhì)性質(zhì)差,地震時淤泥類土有震陷和向海