論鱗片滑石在上海市圍墾造地工程中的應(yīng)用

論鱗片滑石在上海市圍墾造地工程中的應(yīng)用

1圍墾造地建設(shè)的影響改革開放以來，上海為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了大量的開發(fā)區(qū)，進(jìn)行了大規(guī)模的土地整理和分區(qū)，尤其是充泥管袋生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用，使砂堤比粘土堤更快速、更便捷，為上海的土地整理做出了巨大貢獻(xiàn)。但由于大量的圍墾造地,也使得長江入?？诘纳笆淮罅块_采,而在上游來砂量銳減的情形下,繼續(xù)大規(guī)模開采砂石,勢必對長江河勢和航道的穩(wěn)定造成不利影響。在崇明北沿局部區(qū)域、崇明東灘、金山區(qū)沿海等地,由于地理位置的特殊性,沉積大量淤泥,由于淤泥土固結(jié)緩慢,且地基穩(wěn)定性差,所以這些部位的圍墾造地建設(shè)受到了技術(shù)方面的限制。在砂石資源匱乏的情形下,如何利用淤泥質(zhì)土作為主要材料,在厚淤泥質(zhì)土灘地上進(jìn)行筑堤,并保證其穩(wěn)定性,是擺在我們面前的一個(gè)技術(shù)難題。2車橋魚石的鋪設(shè)魚鱗石塘是為防錢塘江潮汐之患而筑,它始建于1700多年前,此后歷代均有修筑。魚鱗石塘全部用整齊的長方形石丁順上迭,自下而上壘成,每塊條石之間用糯米漿靠砌,再用鐵鋦和榫,層次如同魚鱗,故稱“魚鱗石塘”。魚鱗石塘修筑十分巧妙,人們先是把條石縱橫交錯(cuò),然后在條石間鑿出槽榫,用鑄鐵嵌合起來,合縫處用油灰、糯米漿澆灌,為了加固塘基,清代開始,人們還把一根根的“梅花樁”、“馬牙樁”釘死在石塘下面。魚鱗石塘與長城、運(yùn)河并列為我國古代三大土木工程。魚鱗石塘能夠屹立數(shù)百年,一直抵御著洶涌的潮汐和洪水,緣于它的結(jié)構(gòu)存在著非常的合理性。經(jīng)初步研究,認(rèn)為古代魚鱗石塘主要具有以下優(yōu)點(diǎn):2.1引導(dǎo)式護(hù)岸的優(yōu)勢這種魚鱗結(jié)構(gòu)將直立式護(hù)岸和斜坡式護(hù)岸有機(jī)結(jié)合,既減小了風(fēng)浪對直立式護(hù)岸的沖擊力,又回避了斜坡式護(hù)岸工程量巨大的缺點(diǎn),同時(shí)還起到了很好的消浪效果。2.2空氣硬化的條石每塊條石之間用糯米漿靠砌,糯米灰漿最大的特性就是見空氣硬化,具有很大的硬度和連結(jié)力,能有效地將條石連接起來。同時(shí),內(nèi)部的灰漿由于未與空氣接觸,仍然具有很大的可塑性,能夠適應(yīng)海塘的各種變形。2.3樁長、樁徑和長度魚鱗石塘的底部,大多數(shù)都采用了木質(zhì)的群樁基礎(chǔ),樁長6.0m,樁徑約0.13m。經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn),這種細(xì)而長的木樁在粉土地基中單樁承載力達(dá)到15t以上,很好地解決了塘基承載力和穩(wěn)定性問題。2.4最佳的塘身沖刷及塘基沖刷無論設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如何提高,都不能保證不會(huì)遇到超標(biāo)準(zhǔn)的災(zāi)害天氣,而魚鱗石塘對災(zāi)害天氣和特殊外界條件的適應(yīng)性特別強(qiáng)。在遭遇特大潮汐時(shí),一般只有塘身后面的土體會(huì)受到?jīng)_刷,事后及時(shí)回填就能修復(fù)。遇到河道變遷、塘基沖刷時(shí),其適應(yīng)性更加明顯,據(jù)史料記載,明朝塘基沖刷近3m,塘身全部懸空,但仍然不會(huì)倒塌,在河道再次回淤時(shí)石塘就又得到了恢復(fù);1953年浙江海寧的一段古海塘,在塘基沖刷深度達(dá)到5.5m時(shí)才出現(xiàn)坍塌。3采用高效的駁岸材料借鑒古代魚鱗石塘的樁基加魚鱗結(jié)構(gòu)塘身的結(jié)構(gòu)形式,結(jié)合現(xiàn)代新型建筑材料和施工工藝,對厚淤泥質(zhì)土灘地海塘結(jié)構(gòu)做出如下設(shè)想:(1)采用PHC管樁解決淤泥質(zhì)土灘地的承載力及塘基穩(wěn)定問題;(2)采用混凝土預(yù)制構(gòu)件代替魚鱗石塘的條石,減少對自然資源的依賴;(3)由于水上大型吊裝設(shè)備的普及,可以增加預(yù)制構(gòu)件的單體重量,提高整體穩(wěn)定性;(4)采用土工材料解決土體排水問題,預(yù)制構(gòu)件直接干砌。初步設(shè)想新的海塘結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3。4使用了砂、泥、砂、墻與古代魚鱗石塘以及目前廣泛使用的斜坡式充泥管袋海塘相比,新魚鱗石塘具有很多不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。(1)用混凝土預(yù)制構(gòu)件代替條石,大量減少使用塊石,符合資源保護(hù)的理念,同時(shí),由于預(yù)制構(gòu)件在個(gè)體形狀、單體重量方面都具有很大的自由度,為設(shè)計(jì)人員提供了更多的選擇。(2)不再使用外來砂和充泥管袋工藝,減少對長江砂的非理性開采,降低了砂土遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)木薮箝_支。(3)PHC管樁與塘身構(gòu)件均可以進(jìn)行工廠化預(yù)制,大大提高了海塘建設(shè)的工業(yè)化程度。(4)由于采用PHC管樁代替木樁,用混凝土預(yù)制構(gòu)件代替條石,新海塘的整體穩(wěn)定性、抗風(fēng)浪能力、抵御灘地沖刷能力都有了更大的提高。(5)海上大型打樁船、吊機(jī)船、挖泥船均可以得到應(yīng)用,組織施工相對容易,避免了人山人海大會(huì)戰(zhàn)的混亂局面。(6)堤身防滲體直接采用當(dāng)?shù)赜倌?大大降低工程成本。(7)新石塘的“魚鱗”寬度增加至30cm,為工程運(yùn)行期間的巡視檢查和維修提供了便利。5預(yù)制構(gòu)件的固結(jié)和安裝要求新魚鱗石塘由于采用淤泥土作為塘身主要材料,其結(jié)構(gòu)也有一定的缺陷。針對這些缺陷,可以采取相應(yīng)的工程措施予以解決。(1)淤泥填筑的堤身固結(jié)速度慢,雖然預(yù)制構(gòu)件塘身具有透水性,對淤泥固結(jié)有一定的幫助,但總的來說,固結(jié)時(shí)間還是很長,使得上部結(jié)構(gòu)的施工不能連續(xù)進(jìn)行。在工程設(shè)計(jì)過程中,可以考慮采用插排水板的措施以加速土體排水固結(jié)。(2)各層預(yù)制構(gòu)件止口相連,對安裝