海塘达标工程镇脚顶高程控制措施及实测数据分析

朱太勇

摘要：老海塘外侧镇脚抛石随着时间推移会发生不同程度的到沉降，海塘达标工程镇脚如果仍按照设计提供的老海塘断面图纸施工很难达到设计标准。本文给出了崇明北沿三期海塘达标工程外侧镇脚实际施工过程中采取的五条高程控制措施，并结合实测数据分析，验证了措施的有效性，可为一线海塘达标工程镇脚施工提供参考。

关键词：沉降、海塘达标、镇脚、高程控制措施、实测数据

引言

随着上海城市化不断发展，对海塘的防御标准也在不断提高，1996年编制的上海市海塘规划标准要求城市化地区海塘达到200年一遇加12级风正面袭击标准，非城市化地区达到100年一遇高潮位加11级风正面袭击标准[1-2]。2013年修订的上海市海塘规划标准要求大陆及长兴岛主海塘防御能力达200年一遇高潮位+12级风，崇明岛及横沙岛主海塘防御能力达到100年一遇高潮位+11级风[3-4]。截止2022年底，崇明岛随着一批海塘达标工程的实施，约74%的主海塘防御能力达200年一遇高潮位+12级风标准。

坡脚是平顺斜坡式护岸中最底部的部分，是保护岸坡稳定的基础[5]，镇脚建在所需支撑构建的底部，依靠自身的重量来维持上部构件的稳定，对整个结构体系至关重要，在海堤工程中应用非常广泛[6]。本文结合上海市崇明北沿三期海塘达标工程镇脚实际施工过程中遇到的问题，提出了有针对性的解决措施，可为以后一线海塘达标工程镇脚施工提供参考。

1工程概况

1.1工程位置及范围

（1）工程位置。崇明北沿三期海塘达标工程位于上海市崇明区东北部，长江口北支河南岸，西起北六滧港、东至北八滧港的一线海塘。

（2）工程范围。里程桩号为1307•1+698~1307•6+357，设计堤线总长约4661m，工程起点和工程终点各设长24m的过渡段。

1.2设计标准

（1）工程等别及水工建筑物级别：本工程为Ⅰ等工程，建筑物级别为1级。

（2）防洪（潮）标准：本工程海塘达标建设标准为200年一遇高潮位加12级风下限，同时采用200年一遇高潮位加同频风的组合作为校核工况。

（3）抗震标准：本工程设计基本地震加速度为0.1g，建筑物抗震设防烈度为7 度。

1.3主要建设内容

建设内容主要为：素砼镇脚、抛石理砌、灌砌块石、栅栏板安装、防浪墙、堤顶道路及绿化等工程施工。

根据设计图纸，本工程中素砼镇脚为海塘达标工程的最底部结构，顶部设计顶高程4.20m，结构尺寸为1200mm*1000mm，素砼镇脚下部设置200mm厚的袋装碎石垫层，整个镇脚的结构坐落在现状大堤镇脚抛石顶部，镇脚设计图纸详见下图：

2素砼镇脚高程控制存在问题

本工程老结构素砼镇脚外侧镇脚抛石发生了不同程度的沉降，现状分布情况与设计图纸出现严重不符，设计图纸示意碎石垫层与抛石镇脚位置处均为淤泥，根据实际勘探结果部分位置淤泥层厚度到达60cm。本工程镇脚刚开始施工时项目部对现状淤泥的承载力评估不足，素砼镇脚施工时第一仓（15m）仍按照原设计图纸施工，结果第一仓浇筑完成，结构还没有完全稳定的情况下沉降高度已经达到15cm，并且素砼镇脚还发生了较大程度的倾斜，远远达不到设计的标准和要求。

3实际施工中采取措施

针对第一仓沉降过大及发生倾斜的情况，项目在后续的施工过程中及时对现场施工情况进行了进一步探明并采取了以下措施：

（1）对整个施工范围海塘老结构的抛石镇脚位置进行摸排，确定淤泥深度。

（2）镇脚下增设抛石，增设抛石厚度为素砼镇脚下袋装碎石底部到老结构抛石顶部的高度，使老结构底部抛石能够起到一定的支撑作用。

（3）加厚、加宽素砼下袋装碎石，袋装碎石的厚度由200mm增加到了300mm，袋装碎石的宽度由1400mm增加到1600mm，通过增大、增厚袋装碎石垫层，提高其承载能力。

（4）本项目对素砼镇脚顶部抛高了80mm，用于预防结构沉降，以满足设计标准和要求。

（5）每隔300m设置一个试验段，用于综合评估抛石量、袋装碎石垫层厚度和宽度，使镇脚施工在满足标准和要求基础上，付出最少的成本。

4实测数据分析

本文随机连续选取了CM1+600~CM3+200段，共1600m，17个观测点实际沉降观测数据进行分析，数据对比选取2020年04月镇脚刚完成时的顶高程和2021年04月完工验收时顶高程，沉降观测数据如下：

桩号	初始顶高程/m（2020年04月）	最终顶高程/m（2021年04月）	设计顶高程/m
CM1+600	4.28	4.239	4.2
CM1+700	4.28	4.245	4.2
CM1+800	4.28	4.255	4.2
CM1+900	4.28	4.244	4.2
CM2+000	4.28	4.261	4.2
CM2+100	4.28	4.24	4.2
CM2+200	4.28	4.26	4.2
CM2+300	4.28	4.261	4.2
CM2+400	4.28	4.263	4.2
CM2+500	4.28	4.257	4.2
CM2+600	4.28	4.257	4.2
CM2+700	4.28	4.251	4.2
CM2+800	4.28	4.248	4.2
CM2+900	4.28	4.248	4.2
CM3+000	4.28	4.241	4.2
CM3+100	4.28	4.237	4.2
CM3+200	4.28	4.257	4.2

17个观测点2020年04月镇脚刚完成时的顶高程、2021年04月完工验收时顶高程及设计顶高程的三个数据对比图如下：

根据根据沉降观测数据及镇脚顶高程数据对比图结果可知，本项目素砼镇脚均抛高80mm,即初始顶高程为4.28m，一年以后素砼镇脚顶高程基本维持在4.24m~4.26m之间，均高于设计顶高程4.20m，沉降值基本控制在50mm以内，因此本项目素砼镇脚已经基本稳定且能满足设计要求。说明通过增设抛石，增加袋装碎石的厚度和宽度可以有效的降低沉降量，再对素砼镇脚进行一定的抛高就能满足设计的要求。

5结语

老海塘外侧镇脚抛石，随着时间推移会发生不同程度沉降，海塘达标工程设计及施工过程中应充分考虑原镇脚抛石沉降量。本文通过实测数据分析证明了本项目在镇脚施工过程中采取措施的有效性，结合本工程实际施工过程中积累的经验为针后类似海塘达标工程素砼镇脚的施工提供如下几条建议：

（1）海塘达标工程素砼镇脚直接坐落在滩地上面，镇脚的顶高程和位置都难以达到设计要求。

（2）对于老海塘有抛石护脚的海塘达标工程，设计和施工阶段都应先探明现状抛石护脚的埋深，用于确认素砼镇脚下抛石的厚度；对于老海塘无抛石护脚的海塘达标工程，素砼镇脚下抛石的厚度需要结合实验段进一步确认（可能要基础结构）。

（3）素砼镇脚下的袋装碎石可以起到分散荷载的作用，基础承载力较差时建议增加袋装碎石的厚度和宽度。

（4）即时素砼镇脚基础部分通过增设抛石、增加袋装碎石厚度和宽度等措施增强了底部承载力，素砼镇脚依然会有不同层度的沉降，因此想要达到设计顶高程，施工时还应考虑一定的抛高。

（5）为了既能满足设计的要求，又能很好的控制工程成本，素砼镇脚施工前建议设置试验段，用于综合确认抛石层厚度、袋装碎石的宽度和厚度以及是否需要增设基础结构。

[1]徐双全, 王波. 《上海市海塘规划》修编的研究[J]. 水利规划与设计, 2014(10): 5-7.

[2] 上海市水务局, 上海市发展和改革委员会. 上海市海塘规划（1996-2010年）[R], 1996.

[3]陈建勇, 王珏. 上海海堤达标工程中加宽消浪平台结构断面设计[J]. 城市道桥与防洪, 2015, 4(4):99-103.

[4] 上海市水务局, 上海市发展和改革委员会. 上海市海塘规划（2011-2020年）[R], 2013.

[5] 河海大学《水利大辞典》编辑修订委员会. 水利大辞典[M]. 上海辞书出版社, 2015:433-434.

[6] 陈峰, 戚定满. 上海市海塘防护能力现状的调查及分析[J]. 海洋学研究, 2009, 28(1):72-78.