淤泥运输方案范文

导语：如何才能写好一篇淤泥运输方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

CP_ABE）的匿名云存储隐私保护方案。提出了关于密钥泄漏的前向安全的不可逆密钥更新算法；在层次化用户组以及改进的SubsetDifference算法基础上，利用云端数据重加密算法实现属性的细粒度撤销；基于同态加密算法实现k匿名l多样性数据请求，隐藏用户潜在兴趣，并在数据应答中插入数据的二次加密，满足关于密钥泄漏的后向安全。在标准安全模型下，基于l阶双线性DiffieHellman（判定性lBDHE）假设给出所提出方案的选择性安全证明，并分别从计算开销、密钥长度以及安全性等方面验证了方案的性能优势。

关键词：密文策略基于属性加密体制；可证明安全；重加密；密钥泄漏；属性撤销

中图分类号： TP309 文献标志码：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.

英文关键词

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

0 引言

云存储作为云计算的延伸和发展，其最大特点是存储即服务。由于用户将数据上传到云服务器的同时失去了对数据的绝对控制权，因此如何在保证用户隐私和数据安全的同时尽可能地提高服务质量已经成为安全云存储的关键问题。

云存储中关心的数据的机密性问题包含两个方面，首先是数据存储的机密性，即对于云服务器的不可见性，这一部分可由层次化的加密算法实现。基于属性的加密算法（AttributeBased Encryption， ABE）是由基于身份的加密算法（IdentityBased Encryption， IBE）[1]发展而来。由于ABE算法通过访问结构关联密文与用户，提高了系统的访问效率，放宽了对服务器与访问存储器的安全限制，因此被广泛应用在云存储的访问控制中。其次是数据访问的不可区分性，由于云服务器存在的“最好有文献引用，含义不知道指什么？诚实但好奇”的特性，即诚实地执行用户的要求，但存在窥探用户数据隐私的可能性。即使数据在服务器中以密文形式保存，服务商也可以在统计用户对密文请求次数的基础上建立用

户与特定密文的关系，挖掘潜在的用户兴趣。

1 相关研究

Sahai等[1]在2005年提出了属性加密算法ABE，只有满足数据属主定义的属性集合的用户才可以对密文进行解密。之后Goyal等[2]基于ABE的概念，将访问结构与密文或者密钥关联，把ABE划分为基于密文的ABE（CiphertextPolicy ABE， CP_ABE）和基于密钥的ABE（KeyPolicy ABE， KP_ABE）。

文献[3]将CP_ABE应用到云存储中，提出了细粒度访问控制和确认删除云存储方案，简称FADE方案，但是无法抵御密钥泄漏以及合谋攻击。文献[4]提出的基于属性的云存储控制方法（AttributeBased Access Control for Cloud Storage， ABACCS），通过私钥属性与密文属性的匹配关系确定访问控制能力，但无法对用户属性单独撤销，粒度过粗。文献[5]在文献[4]的基础上通过重加密的方法灵活地控制属性撤销，实现动态的访问控制策略，但是依然无法解决密钥泄漏带

来的安全隐患。魏江宏等[6]利用分层的身份加密的思想，通过离散化私钥生命周期的方法实现了前向安全的CP_ABE方案，但是没有考虑后向安全性，且缺乏对属性撤销的支持。王鹏翩等[7]采用合数阶双线性群双系统加密的方法实现细粒度的基于CP_ABE的访问控制，但是公钥长度与用户数量线性相关，这在云存储环境中容易造成公钥长度过长的问题。此外，Yu[8]、Hur[9]、Attrapadung[10]等也都提出了改进的CP_ABE方案，但是均存在密钥过长以及计算复杂度高等问题，并且在属性撤销方面粒度过粗，大多基于用户身份的属性撤销，使得加密方案在云存储环境中的应用受到限制。

本文从数据的机密性存储以及访问的不可区分性两个方面设计基于CP_ABE的匿名云存储的隐私保护方案（Anonymous PrivacyPreserving scheme for cloud storage based on CP_ABE， APPCP_ABE），着重解决密钥泄漏以及属性撤销问题。主要研究内容如下：

1）在魏江宏[6]的基础上改进了CP_ABE加密算法，通过维护离散化时间序列二叉树实现高效、不可逆的密钥更新方案，以满足密钥泄漏的前向安全性。

2）层次化用户与属性的关系，提出用户组和用户组二叉树的概念，通过设计改进的SubsetDifference（Advanced Subset Difference，AdvSubsetDifference）算法实现属性级别的细粒度的属性撤销；并证明了提出的撤销算法满足前向安全与后向安全性。

3）基于同态加密算法并利用时间周期的二元序列的唯一性，使得用户向云端提交的数据请求具有k匿名l多样性，且不需引入额外的可信机构，在保证访问的不可区分性的同时抵御拒绝服务（Deny of Service，DoS）与重放攻击。通过在数据应答中插入密文的二次重加密，实现方案关于密钥泄漏的后向安全性。

4）基于l双线性DiffieHellman（Bilinear DiffieHellman Exponent， BDHE）假设，在标准安全模型上证明了提出方案的选择安全性。

2 预备知识

定义1 访问结构。假定在参与方集合P={P1，P2，…，Pn}上共享了一个秘密，定义P的一个非空子集，若N能恢复P上共享的秘密，则称N为授权子集，否则为非授权子集。所有授权子集构成的集簇，称为该秘密的访问结构。称Γ为单调的，如果A∈Γ，ABP则有B∈Γ。

3 形式化定义与核心思路

3.1 APPCP_ABE的形式化定义

定义5 用户组。设密文CT的访问结构Γ对应的属性集合为U，ui∈U，设用户群中，拥有属性ui的用户构成属性ui的用户组UsrGroupi，U与所对应的用户组的集合{UsrGroup}构成二部图。

选择性安全的云存储隐私保护方案由以下九个多项式时间算法组成：

1）系统初始化Setup：根据预定义的G1和G2以及T等参数，输出系统公共参数pub以及系统主密钥msk。

2）用户向云服务器发送注册申请Register并生成二元序列bin。

3）密钥生成KeyGen：根据系统主密钥msk以及公共参数pub和用户属性集S等，输出时间周期t0时用户私钥Uskt0S，同时生成用于同态加密的公私密钥对（epk，esk）。

4）密钥更新KeyUpdate：根据公共参数pub、当前时间周期用户私钥UsktyS、下一时间周期tn，生成UsktnS。

5）加密算法Encrypt：根据公共参数pub、明文m、时间周期tn以及访问结构Γ，生成密文CT。

6）重加密ReEncrypt：根据访问结构Γ、密文CT以及Γ中每个属性对应的用户组，生成重加密密文CTR。

7）数据包请求DataRequest：根据用户对云端数据包请求的聚类，设计k匿名l差异性的数据包请求，并于数据应答中插入数据的二次加密。

8）解密算法Decrypt：根据公共参数pub、用户属性集S以及对应的时间周期tv、密钥UsktvS，输出明文m。

9）属性更新KeyProUpdate：撤销属性相关的密文CTR，更新的属性集S′，生成新的密文CT′R。

3.2 APPCP_ABE的核心思路

常规的基于CP_ABE安全方案分为四个算法：系统初始化、密钥生成、加密和解密。本文提出APPCP_ABE模型在常规CP_ABE算法基础上侧重于解决密钥泄漏和属性撤销问题，通过密文组件和两次加密将两个目标相关联。

为解决魏江宏等[6]模型中密钥泄漏后向安全问题，引入客户端的注册过程Register，保证不同的用户在云端拥有不同的随机ID序列。在密钥生成和更新算法中基于ID序列的模2加性，实现随机ID与密钥的绑定。数据请求DataRequest算法除了实现k匿名l多样性的数据包外，还包含了密文的二次加密，从而使不同用户基于相同密钥更新得到不同的新密钥，而只有合法用户才可以解密云端的密文，实现了密钥泄漏的后向安全性。

属性撤销方面，文献[7]的方法无法满足前向安全；而文献[8-10]的撤销算法是基于用户身份的，粒度过粗；文献[11-12]的撤销算法是基于更新时间的，粒度粗且无法实时变更属性。APPCP_ABE方案的重加密算法ReEncrypt实现了用户级别细粒度的属性控制。属性更新KeyProUpdate通过改进的AdvSubsetDifference算法，利用云端计算能力在线性时间内完成密文和用户私密信息更新，实现前后向安全的属性撤销。

3.3 APPCP_ABE的标准安全模型

通过一个攻击游戏来定义APPCP_ABE方案的标准安全模型[6]。

1）Init：敌手选择并公布挑战的访问结构Γ*，挑战的时间周期t*c。

2）Setup：生成pub以及msk，并将pub发送给敌手A，同时保存msk。

3）Query1：敌手进行多项式次数的关于属性集合S、时间周期tv的私钥询问。其中S和tv均不满足访问结构Γ*和挑战时间周期t*c。挑战者运行KeyGen算法计算私钥UsktvS。

4）Challenge：敌手选择两个等长的密文m0、m1，挑战者抛硬币并从m0、m1中等概率选择明文mθ进行加密，将密文返回给敌手。

5）Query2：敌手继续进行多项式时间的私钥提问，过程与Query1相同。

6）Guess：敌手输出对θ的猜测θ′，如果θ=θ′，称敌手赢得游戏。

定义6 如果多项式时间的敌手A赢得上述游戏的攻击优势AdvA是可忽略的，则称隐私保护方案关于标准安全模型是选择性安全的。

4 APPCP_ABE的实施

4.1 方案基本定理

5 APPCP_ABE的安全分析

5.1 安全性证明

本节改进了魏江宏等[6]的标准安全模型，使之适用于APPCP_ABE方案的安全性验证。

定理3 若存在概率多项式时间敌手A以优势AdvA=ε赢得第3章定义的安全游戏，则存在概率多项式时间算法B以优势AdvB=ε/T解决判定性lBDHE假设。

证明 定义安全模型中挑战者C为概率多项式时间算法B，通过构造半功能密文，利用lBDHE假设证明半功能密文和随机密文的不可区分，由于敌手解密随机密文的优势是可忽略的，从而敌手攻破APPCP_ABE方案的优势是可忽略的。

5.3 密钥泄漏的安全性

对于用户密钥泄漏问题，本文提出的安全模型通过时间周期完全二叉树进行密钥更新，将时间周期与用户私钥绑定，使用户私钥在每个时间周期内均不相同。假设ty > ty ′，按密钥更新算法KeyUpdate将密钥Uskty ′S更新为UsktyS。由于更新过程不可逆，从而使得当UsktyS发生泄漏时，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发生泄漏，敌手获取了Uskty ′S并通过KeyUpdate将Uskty ′S更新到UsktyS，然而由于敌手与原用户使用RG生成的二元序列bini不一致，用户与敌手更新到的密钥UsktyS中，uk的阶不同。对于云端来说，其发送给用户的密文是基于用户的二元序列bin重加密过的，根据解密算法Decrypt，只有密文C2与密钥d0中关于uk的阶相同时才可以解密，即敌手无法通过更新密钥来解密ty时间周期的密文（后向安全性）。本文方案关于密钥泄漏是安全的。

6 APPCP_ABE的性能分析

本章将APPCP_ABE方案与Sahai等[1]的方案，魏江宏等[6]的方案以及Hur等[9]的方案进行计算损耗、空间占用情况以及安全性的比较。设e1为一次G1指数运算损耗，e2为一次G2指数运算损耗；l为密文访问结构中属性数目， p为一次双线性运算损耗，|S|为用户属性集大小，N为一个用户组平均大小，r为用户组平均撤销用户数目，G1表示群G1中的元素，G2表示群G2中的元素。对比结果如表1～3所示。

分析可知，APPCP_ABE方案较已有方案在属性撤销以及密钥泄漏方面具有更好的安全性，尽管时间复杂度与空间复杂度有所提高，但提高的幅度至多在O（log T）或O（log N）级别，均在可接受范围内。

7 结语

本文在CP_ABE加密的基础上，引入用户组二叉树与时间周期序列二叉树，给出了关于密钥泄漏的安全的CP_ABE方案；在二次重加密算法的基础上设计细粒度的访问控制策略；基于高效的同态加密算法实现了具有k匿名l多样性的数据请求；通过标准安全模型证明了方案的选择安全性。

后续工作的重点将放在：1）数据请求DataRequest过程中不同用户的同步问题；2）用户组二叉树的存储开销优化问题。

参考文献：

[1]SAHAI A， WATERS B. Fuzzy identity based encryption [C]// Proceedings of 2005 24th Annual International Conference on the Theory and Applications of Cryptographic Techniques. Berlin： SpringerVerlag， 2005： 457-473.

[2]GOYAL V， PANDEY O， SAHAI A，et al. Attributebased encryption for finegrained access control of encrypted data [C]// Proceedings of the 13th ACM Conference on Computer and Communications Security. New York： ACM， 2006： 89-98.

[3]TANG Y， LEE P， LIU J， et al. Secure overlay cloud storage with access control and assured deletion [J]. IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing， 2012， 9（6）：903-916.

[4]HONG C， ZHANG M， FENG D. ABACCS： a cryptographic access control scheme for cloud storage [J]. Journal of Computer Research and Development， 2010， 47（Z1）： 259-265.（洪澄，张敏，冯登国.ABACCS：一种云存储密文访问控制方法[J].计算机研究与发展，2010，47（Z1）：259-265.）

[5]HONG C， ZHANG M， FENG D. Achieving efficient dynamic cryptographic access control in cloud storage [J]. Journal on Communications， 2011， 32（7）： 125-132.（洪澄，张敏，冯登国.面向云存储的高效动态密文访问控制方法[J].通信学报，2011，32（7）：125-132.）

[6]WEI J， LIU W， HU X. Forwardsecure ciphertextpolicy attributebased encryption scheme [J]. Journal on Communications， 2014， 35（7）： 38-45.（魏江宏，刘文芬，胡学先.前向安全的密文策略基于属性加密方案[J].通信学报，2014，35（7）：38-45.）

[7]WANG P， FENG D， ZHANG L. CPABE scheme supporting fully finegrained attribute revocation [J]. Journal of Software， 2012， 23（10）： 2805-2816.（王鹏翩，冯登国，张立武.一种支持完全细粒度属性撤销的CPABE方案[J].软件学报，2012，23（10）：2805-2816.）

[8]YU S， WANG C， REN K，et al. Achieving secure， scalable and finegrained data access control in cloud computing [C]// Proceedings of the 2010 INFOCOM. Piscataway： IEEE， 2010： 1-9.

[9]HUR J， NOH D K. Attributebased access control with efficient revocation in data outsourcing systems [J]. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems， 2011， 22（7）： 1214-1221.

[10]ATTRAPADUNG N， IMAI H. Conjunctive broadcast and attributebased encryption [C]// Proceedings of the Third International Conference on PairingBased Cryptography ― Pairing 2009， LNCS 5671. Berlin： Springer， 2009： 248-265

[11]WAN Z， LIU J， DENG R H. HASBE： a hierarchical attributebased solution for flexible and scalable access control in cloud computing [J]. IEEE Transactions on Information Forensics and Security， 2012， 7（2）： 743-754.

[12]SAHAI A， SEYALIOGLU H， WATERS B， et al. Dynamic credentials and ciphertext delegation for attributebased encryption [C]// Proceedings of the 32nd Annual Cryptology Conference on Advances in Cryptology ― CRYPTO 2012， LNCS 7417. Berlin： Springer， 2012： 199-217.

篇2

关键词：建筑基础工程；基坑支护；淤泥质地基换填；基础桩施工；探讨

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

广东省某房屋建筑工程总建筑面积283606m2，地下建筑面积68107m2，地上建筑面积213921m2；地下一层，地上结构为17栋小高层住宅楼（15F、18F、22F）。该工程基坑周长约1320m，基底面积约为73960m2，基坑开挖深度约5.73m，土方工程开挖量约42万m3，回填工程量约8万m3。该工程桩基础采用预应力高强混凝土管桩HPC-AB桩，基坑支护主要采用格构式水泥土搅拌桩重力式挡墙的支护形式，部分区域坑内基底被动土体采用水泥土搅拌桩加固。

该工程地质概况：按成因类型自上而下发育地层有1、人工填土层；2、第四系海陆交互相沉积层；3、第四系冲洪积相沉积层；4、第四系残积层；5、基岩风化层。场地范围内未揭示有明显的断层、构造破碎带、岩溶、土洞等不良地质现象，开挖范围内主要为人工填土层和海陆交互相沉积层中的淤泥层。人工填土层主要为素填土和耕土，平均层厚1.54m，层底埋深0.60m~2.40m；海陆交互相沉积层厚度较大，主要有淤泥层、软塑~可塑状粉质粘土层、硬塑状粉质粘土层、粉土层、淤泥质土层，其中淤泥层平均厚度为5.18m，层顶埋深0.50m~13.00m，层底埋深2.80m~15.60m。淤泥层呈流塑状、淤泥质土层呈软塑状，二者均为中～高灵敏土层，施工中易产生流泥、触变、蠕变及振陷，且其压缩性高、承载力低，工程性质不良。按土工试验指标，根据广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003）中的表查得其地基承载力特征值fak为44kPa。

二、基坑整体施工方案的比较与选择

大面积地基基础工程的施工顺序有两个方案，方案一：先进行支护搅拌桩和工程桩的施工，再进行土方开挖；方案二：先施工支护搅拌桩，再进行土方开挖，最后进行工程桩的施工。

方案一属于常规做法，优点在于可以在原状土平面上施工工程桩，柴油打桩机的移动、预制管桩的运输以及施工完成后的工程桩各项检测都可以在原状土上进行。另外，基坑支护搅拌桩可以与工程桩同时施工，在理论上更有利于缩短施工工期，既可节约施工成本，又便于施工。但对于本工程而言，最后进行土方开挖时，对于工程桩的成品质量保护可能无法实施。

方案二着重考虑到本工程基坑面积有约70000m2，平均开挖深度为5.8m，其中淤泥层平均厚度为5.18m，为含深厚淤泥层的大面积基坑工程。由于淤泥层为流塑状，局部软塑状，为中～高灵敏土层，施工中易产生流泥、触变、蠕变及振陷，且其压缩性高、承载力底，工程性质不良。若采取常规方案，首先土方开挖时，土方开挖机械的施工、土方运输车辆的行走以及管桩材料的堆载等皆会对已施打的桩基产生侧向扰动，管桩极易偏移和移位，桩基础的施工质量难以保证；其次，本工程含有17栋高层建筑，该部分桩基础相对密集，为减少对桩基础的扰动，特别是在开挖桩与桩之间土方时，土方机械需改成小功率机械或人工开挖，土方开挖机械的功效将受很大影响，存在工期上的风险；再者，先施打桩基，若要做到将管桩施打到设计深度，管桩的送桩深度将达到6m上，送桩深度过大，桩基础质量很难保证，若按照施工规范的规定，送桩深度控制在2m以内则造成管桩的大量浪费，对工程造价控制十分不利，所以先进行基坑支护及土方开挖，消除淤泥层对工程桩的影响后再进行工程桩的施工。经过对比和分析，通过专家论证讨论，本工程采用方案二，确保桩基础的施工质量。

三、基坑支护和基础采用的型式

本工程场地内为一整体地下室，基坑开挖深度约5.8m，需对基坑壁进行防护和防渗处理。基坑支护主要采用格构式水泥土搅拌桩重力式挡墙的支护形式，部分区域基坑内基底被动土体区域采用水泥土搅拌桩加固，水泥土搅拌桩既作基坑的临时支护又起到止水的作用。水泥搅拌桩的桩径为550mm，桩间的搭接长度为150mm，桩间距和排距均为400mm。搅拌桩采用42.5R级普通硅酸盐水泥做固化剂，水泥掺量为18%，水灰比0.5~0.6，采用四搅四喷的施工工艺。水泥搅拌桩的长度根据地质条件的差异，长度有8.3m~15.0m不等，格构形式也略有变化，格构的宽度有4.95m~6.55m。

本工程住宅楼均为高层建筑，对变形的要求较高，而建筑场地浅部地基土均为低-中等强度土，承载力较低，不能满足建筑荷载的要求，因此需采用桩基础。桩基础采用预应力高强混凝土管桩（HPC-AB桩），桩径为φ500，壁厚为125mm，单桩竖向承载力特征值为1800KN，抗拔桩单桩竖向抗拔力特征值为300KN，采用锤击法进行施工，柴油锤型号为D62，桩靴采用B型，有效桩长为18m~40m。桩型为端承桩，桩端嵌入强风化岩内1米。

四、地基处理方法-碎石换填技术

采用先进行开挖土方再施打工程桩的方案，桩基础的施工在已开挖完成的基坑底上，基底土体为淤泥和淤泥质土，承载力低，需进行地基处理方可满足管桩施打和管桩运输的需要。

针对该工程的不良地质，采用碎石换填的处理方法。碎石换填技术的工艺原理就是将基础底部下一定范围内的软弱土层挖除，将一定级配的碎石垫层材料按一定的要求分层回填碾压，使回填碎石承载力达到设计要求，同时可使下部土层加速固结提高承载力。为了检验换填做法、换填材料的选择、换填厚度能否满足锤击桩机施工操作的地基承载力要求，在现场做出一个试验段，对试验段的换填进行了平板荷载试验，在现场选取两点，分别在铺土工布处和不铺土工布处进行检测。经理论上计算和现场压板试验，确定碎石换填的厚度，换填材料选用粒径40mm～70mm混合碎石，基坑底换填松铺86cm碎石（松铺系数为1.326），经压路机碾压密实后达65cm，碎石上表面松铺16cm石屑(虚方)，实际换填经压路机碾压后实测换填断面厚度为75cm（实方），因为碎石粒径空隙比大，碾压后石屑挤密空隙造成回填厚度减少。

图 1 地基承载力压板试验

五、土方开挖和桩基施工

本工程基坑面积较大，为了缩短施工工期，土方开挖与搅拌桩支护同时施工，土方开挖采用中心岛盆式开挖，从基坑中心向基坑四周开挖，为保证支护结构的质量和施工的安全性，先预留基坑周边20米宽的土体，预留土体开挖必须等支护结构达到设计要求后进行。

在大面积土方开挖之前，在现场进行了试挖，原来考虑基坑土体绝大部分为淤泥，施工机械难以操作，拟采用长臂挖掘机一次挖到基底标高；在试挖过程中，一次挖到基底标高，基底标高控制难度较大，所以改为二级开挖，挖掘机在二级平台操作时下铺钢板，在实际操作过程中，挖掘机在淤泥层中无较大下沉，挖机可在淤泥层上作业。

桩基础施工过程中，单体楼部分的桩较为密集，施打过程中，挤土效应较明显，已施打完成的桩有可能在相近的工程桩施打过程中被挤出上浮。针对这种情况，在合理安排施打顺序，科学组织桩机行走路线，尽量减少挤土效应的基础上，对已经施打完成的每根桩进行了上浮监测。记录每根桩施打完成后的原始标高，以后定期对其进行测量，监测其标高变化情况。根据监测所得上浮记录，按照设计单位给出的复打意见和要求进行了复打。

六、结论

综上所述，含深厚淤泥层大面积的地基基础工程与一般地质条件下的地基基础工程有所不同，结合工程实例，本文得出以下结论，供类似工程参考：

1、含深厚淤泥层大面积地基基础工程由于其地质条件的特殊性，其施工顺序应充分考虑淤泥层的特性对桩基础施工质量的影响，不宜按照常规的施工方法来做，宜采取先开挖后打桩的施工方法，以更好的保证桩基础的施工质量。

2、采取先开挖后打桩的施工做法时，基坑底有淤泥层，应考虑在其上行走锤击桩机械，运输管桩等的需要，对基坑底进行地基处理，提高基底的承载力，例如本工程中采取的换填碎石方法。

3、大面积基坑工程的开挖，可在保证基坑安全的前提下，合理安排施工区段，采取灵活措施，以缩短工期。

篇3

关键词：接建;方案比选;高压喷射注浆旋喷桩;单向地基梁

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

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1 设计简介

随着青岛市快速路三期工程项目的启动实施，青岛站部分生产生活设施已列入拆迁范围，为不影响青岛市重点工程的进度，同时最大限度地满足车站运输生产需要，降低拆迁给运输生产工作带来的影响，设计从多方面分析，在既有站调楼南侧拟接建运转综合楼一座，地上四层，层高3.6m，钢筋混凝土框架结构。建筑平面位置图如图1示：

图1建筑平面位置关系图

2 设计难点

根据既有站调楼竣工资料，原基础采用钢筋混凝土条形基础，基础埋深0.8m，基底标高为-1.10m。为避免基坑超挖对既有基础造成影响，拟接建部分基底标高同既有基底标高，并要求对既有基础采取适宜的防护措施。

根据地质资料显示，该处地质条件较差，表层土厚度不均，无承载力，且存在地基承载力特征值fak=65KPa的淤泥层，场地西南角有一处4.0m（长）x4.0m（宽）x1.8m（深）的地坑，因此如何确定合理的地基处理措施及基础形式，既能有效加固软弱地基，又能尽量减小对既有建筑基础的影响，成为本工程基础设计的难点。

3 方案选型

根据上部结构计算，传至基础的荷载总值统计如表1所示：

根据地质条件及既有建筑基础资料，基础设计选型拟采用以下几种方案，如表2所示：

4 方案设计选型及比较

4.1方案一：换填砂夹石垫层，梁板式筏形基础

4.1.1地基处理设计

北侧F轴靠近既有建筑范围换填0.5m厚砂夹石垫层，同时需做好对既有基础的防护，避免因超挖对既有建筑基础造成影响。其它范围换填1.0m厚砂夹石垫层，垫层换填高度变化处，需按1:2（高度：长度）错台过渡。地坑范围需全部挖除并换填砂夹石垫层。

4.1.2基础计算结果

地梁截面尺寸为700mmx650mm，筏板厚度400mm,宽出柱边800mm～1800mm不等，基础底板反力102KPa。

4.1.3 方案分析

从基础计算结果来看，地基承载力有所提高，但地基处理存在厚度不均的弊端，并且需进行软弱下卧层验算。经检算，修正后的软弱下卧层（第②土层淤泥质粉质粘土层）地基承载力特征值fZ=115KPa，而下卧层顶面处的总压力P=145KPa大于fZ，不能满足设计要求，因此该方案不适用。

4.2采用高压喷射注浆旋喷桩进行地基加固，分别采用交叉梁式基础、单向梁式基础

4.2.1 地基处理设计

高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土等地基，可用于既有建筑和新建建筑的地基加固。本工程存在淤泥质土，且靠近既有建筑，拟采用旋喷桩，桩径500，桩长3.2m，桩间距1m，等边三角形布桩，置换率为0.227，由单桩竖向承载力特征值计算公式（《建筑地基处理技术规范》第12.2.3条）求得单桩竖向承载力特征值Ra=130kN，根据《建筑地基处理技术规范》第9.2.5条，经计算，采用高压喷射注浆法处理后的复合地基承载力特征值fspk=150KPa。该地基处理方式加固了淤泥层及地坑回填土层，有效的提高了承载力，同时基坑开挖至既有基底标高即可，不存在超挖现象，避免了对相邻建筑基础的扰动。

4.2.2按照处理后的复合地基，从以下两种基础型式中进行比选

4.2.2.1基础型式一：交叉梁式基础

经计算，地基梁截面700mmx650mm，翼缘宽度1500mm，梁底标高-1.00m。但根据给排水专业提供的资料，有室内给、排水管穿越地基梁，需埋设套管并进行加固处理，从而给施工带来一定的难度，延长了工期，同时也增加了造价。

4.2.2.2基础型式二：单向梁式基础

经计算，地基梁截面700mmx650mm，翼缘宽度2100mm，梁底标高-1.00m，基础布置如图2所示。该方案有效地避开了设备管线（详见图内粗线所示），同时，经计算基底平均反力值P=125KPa小于复合地基承载力特征值fspk=150KPa，基础承载力满足设计要求。

图2 单向梁式基础平面布置图（粗线示地下给排水管线）

4.3 方案确定

综上所述，经比较，采用高压喷射注浆旋喷桩法加固地基，单向梁式基础为最佳设计方案。

5 结语

接建房屋基础设计较为复杂，基础底面标高一般不应低于既有基础底面标高，地基处理方式应既能够有效地加固地基，又能尽量避免对既有建筑基础的扰动，同时应综合考虑有无管线埋设或管沟布置等，并尽量避开。因此，应进行多种设计方案的比选，在保证安全的前提下，确定最为经济合理、切实可行的设计方案。

参考文献：

[1] 刘正峰.地基与基础工程新技术实用手册[M].北京：海潮出版社，2006

[2] 龚晓南.地基处理手册[M].3版.北京：中国建筑工业出版社，2008

篇4

关键词：污泥；重金属；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

中图分类号：TU993文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02

引言

天津城区内所有的污泥，即排水管道疏通养护的污泥、污水厂污泥、水厂污泥、河道底泥，由于这几种污泥的来源和性质不同，因而在处理处置方式上也要区别对待。目前要同时解决所有城市污泥的问题是不可能的，一个分阶段有步骤的项目实施理念是必须的。

污泥的处理处置方式

1.1土地利用

污泥土地利用的风险在于污泥中有许多有毒有害物质。污泥含有的大量重金属大部分会在土壤表层累积，对植物有毒害作用，甚至造成地下水污染。污泥中含有较多的病原菌和寄生虫卵，可通过各种途径传播，造成环境污染。因此在污泥土地利用时候应当控制这些风险，避免对周围环境和人类食物链安全造成的负面影响。

1.2污泥填埋

污泥填埋是目前天津市污泥处置的主要方式。但是，毕竟污泥填埋不能彻底的解决污泥的二次污染，只是延缓了污染产生的时间，并且，随着各种污泥量的增加，现有垃圾填埋场的处理能力也不能满足污泥量的需要，而市区内可作为填埋厂的建设用地也非常有限，当污水处理厂污泥经过预处理之后可以满足填埋要求时，作为垃圾填埋场覆盖土或进行填埋亦可作为近期解决本市污泥处置方案之一。

1.3混合焚烧

受天津市市区内污水处理厂污泥中重金属含量、有毒有害物质含量限制，加上未来严格的环境保护法规要求和运输费用的制约，而且污水厂80%含水率污泥的性状明显不同于含水率45%以下的污泥，目前污水厂80%含水率污泥只能在循环流化床类型的锅炉中焚烧，因此只能部分运到某个发电厂的循环流化床锅炉混合焚烧。而当污泥含水率降至45%以下后，则可以作为燃料或者助燃材料，适合多种类型的锅炉焚烧。

1.4建材利用

污泥建材利用是污泥资源化方式的一种，其内容包含了利用污泥及其焚烧产物制造砖块、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维板等。我国在污泥建材利用发展方面有些落后，虽然在污泥制砖方面的研究确实不少，但缺乏实际的工程应用，还处于研究及尝试的阶段，技术成熟和推广应用还需要一段很长的时间。

天津市污泥处理处置可行技术路线分析及建议

天津的城市规模较大，未来的污泥处理和处置方案要考虑到天津城区内排水管道疏通养护的污泥、污水厂污泥、河道底泥等。由于这几种污泥的来源和性质不同，在处理处置方式上需区别对待。按照国家标准规定的几种污泥处理处置方式，在此分别进行评估，以选择符合天津市实际情况的污泥处理与处置技术路线。

2.1首先处理处置污水处理厂污泥

由于天津的城市规模较大，污水厂污泥和河道污泥的产量巨大，这两点在做技术方案和物流运输方案时都应给予足够重视。目前要同时解决所有城市污泥的问题是不可能的，一个分阶段有步骤的项目实施理念是必须的。

2.1.1污水处理厂污泥首先进行干化处理

无论填埋、焚烧、农业利用还是热能利用，污泥干化是污泥处理处置发展方向，是污泥处置第一步，是目前天津市污水处理厂污泥处理处置应该采用的主要技术路线。

污泥干化属于污泥处理范畴，可以显著降低污泥含水率，污泥干化能够使污泥显著减容，体积可减少4～5倍并形成颗粒或粉状稳定产品，污泥性状大大改善。干化后的污泥无臭且无病原体，减轻了污泥有关的负面效应，使处理后的污泥更易被接受并具有多种用途，如作肥料、土壤改良剂、替代能源等。所以无论填埋、焚烧、农业利用还是热能利用，污泥干化都是重要的第一步，这使污泥干化在整个污泥管理体系中扮演越来越重要的角色。天津市中心城区污水处理厂的污泥干化是污水处理厂污泥处置的主要途径之一。

2.1.2污水处理厂污泥土地利用

（a）污水处理厂污泥暂时不考虑农田利用

制约污泥农田和土地利用的主要因素是重金属和致病菌。但是,我国在污泥土地利用时,由于施用处理不到位,污泥在很多地区成为了一种污染源。污泥土地利用的安全性正在受到人们的质疑。由于污泥农用会与人类的食物链发生关系,我们应将污泥农用和其他形式的土地利用区别对待。目前市中心的污水处理厂污泥中的部分重金属含量超过了《农用污泥中污染物控制标准》的规定值，因此暂时不适于直接农用。

（b）园林绿化利用

我市由于城市发展需要，需要大量的园林绿化用土，但是面临着土地资源紧张的矛盾。

随着生活污水和工业污水逐渐分开，污泥中重金属含量可能会随之降低，当污水处理厂污泥中满足《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》的规定值时，污水处理厂污泥可以在园林绿化和土壤改良方面应该可以得到应用。

污水处理厂污泥处理之后作为园林绿化使用可作为优先处置途径之一。

2.1.3填埋

（a）单独填埋

污泥填埋不能彻底的解决污泥的二次污染，随着污泥量的增加以及填埋对土地资源的浪费，对污水处理厂的污泥进行单独填埋的处置方式应该逐渐摒弃，因此该种污泥处置方式只能作为本市污泥处置的过渡方案。

（b）混合填埋

天津市目前有四座垃圾填埋场，但受垃圾填埋场容量以及运输成本的限制，现有垃圾填埋场的处理能力不能满足污泥量的需要，而市区内可作为填埋厂的建设用地也非常有限，因此与垃圾混合填埋处理量有限。当污水处理厂污泥经过预处理之后可以满足填埋要求时，作为垃圾填埋场覆盖土可解决本市垃圾填埋场覆盖土短缺状况，节约大量的土地资源，因此可作为解决本市污泥处置方案之一。

2.1.4建材利用

污泥建材处置指在通用的建材生产装置如水泥、制砖、纤维板等工艺设备中，进行污泥热值利用并对产生的灰渣进行材料化利用的方式。这些技术应用通常需要与其它处理技术相结合。而由于污泥含水率高、需要添加辅助染料、臭气、二次污染等原因难以在现有的建材生产设备上直接进行符合环保要求的处置。该处置技术据实际应用还有些困难，但是污泥作为水泥原料、燃料在本市具备实现的条件，可以作为一种处置途径。

2.1.5污泥焚烧

因为污泥中有机物的存在，污泥也具有了一定的热值。根据污泥分析数据，污泥干基低位热值应该在3000以下，略低于褐煤热值，可直接焚烧，但需要添加燃煤，因此，干化后的污泥可以作为燃料作为热电厂、垃圾焚烧厂的燃料使用。从长远看，污泥混烧还有很多需要研究的问题，特别是烟气污染物排放标准和工程技术经济指标等问题。因此污水处理厂污泥混燃不作为天津污水处理厂污泥最终处理方案，仅可以作为临时性处理措施。

为实现污泥无害化、资源化的目标，针对天津市污水处理厂污泥的性质，近期应该将上游污染物控制、污泥干化作为污水处理厂污泥处理方案考虑重点，处置方式可考虑污泥园林绿化使用、建材利用、垃圾覆盖土利用，对于污染严重，不能实施资源化利用的污泥考虑干化加焚烧处理方法。

2.2管网清通污泥和泵站污泥处理处置

天津市管网及泵站的疏通污泥比较分散，为便于集中处理，首先要在合适的地点建设若干污泥中转站。根据《市政污泥处置专项规划》，天津市将在南开区、河东区、河西区和北辰区建设4座中转站，分别就近接纳和处理市排水管理处所属八个排水管理所和各区属排水所或市政园林所在管网疏通中产生的市政污泥。天津市的市政疏通污泥预计到2015年将会增加到450吨以上。污泥经收集后拟采取的处理方案是：污泥首先通过粗格栅分离装置将杂物分离，再通过砾石粗分离机械将大于10mm的粗物质进行分离，经冲洗后外运，其余的污水混合物再通过后续的细砂分离器进行进一步分离，分离出来的细砂外运填埋，而污水则重新回到下水道。

2.3河道污泥处理处置

河道淤泥特点是有含有大量泥沙，有机质含量少，无机物含量高，不适合燃烧。污泥中很高的重金属含量又制约了其作为肥料使用。南方有很多城市已经采用河道污泥制砖和轻质陶粒，实现了规模化生产，但是在天津还没有这方面的工程实例。考虑到天津周边的陶粒厂和砖厂都离市区较远，物流组织和运输成本是制约其应用的关键因素。由于本市已经开始进行大沽排污河道的清淤工作，将有大量的淤泥急需得到妥善的处置，因此，填埋应是目前优先考虑的方式。据了解，本市目前已专门为处置河道淤泥在青凝侯建设了一座规模为45万方的填埋场，下一步需要解决的问题是如何将含水率高达99％以上的淤泥处理到含水率60％以下以满足污泥单独填埋的要求。结合河道淤泥含砂量大、杂物较多等特点，建议单独对管网清通污泥和河道淤泥处理，先对其进行预处理，再进行脱水和干化。

3.结语

目前，对于河道疏浚底泥或淤泥和城市污水处理厂污泥的处理处置成为困扰我国各大城市发展的重要环境问题，过去走单一化填埋的道路，对填埋场周边造成严重的二次污染，加上城市扩张对于土地的需求，已经不再可行。但是，我国对于城市污水处理厂的污泥的处理处置已经开始出台了一些指导性意见，各大城市正在开始进行研究、消化吸收。希望通过建立天津市淤泥处置技术指南和管理政策研究，配合政府相关部门出台指导文件，可以使天津市在淤泥处理处置方面的工作走在全国前列。

参考文献

[1] 《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》（CJ248-2007）

篇5

在进行平面布置设计时，首先要考虑的是整个岸线不同区域的环境、风格，综合岸上、岸边不同的情况，把握“因地制宜、与周围环境协调”的总体方针分别进行考虑，以充分体现多样性和与周围环境的协调性。在对现状条件充分了解的基础上，发现其中存在的问题并找到设计的切入点，运用多学科的知识，从广阔的视野范围来综合分析。主要从以下几个方面考虑：

1)因势利导:基本保持现有河道平面形态。在具体方案选择上，首先要考虑的是整个岸线不同区域的环境、风格，以充分体现多样性和与周围环境的协调性;实现河道平面布局自然流畅并富于动感变化，营造出一个极具亲水性的城市滨河景观带和沿河生态绿色走廊。对在河道漫滩及迂回较多的地方将弯段水道保留，建设人工生态湿地景观，起到自净并提高区域景观品味的功能。

2)体现自然:河道应缓变、弯曲，靠近河岸有较多渐变空间;河底起伏且水深富有变化，形成跌水、堆石坝群，保留浅滩、深滩等;护坡及护岸多利用天然材料，树木、草皮多采用本地适生品种;河岸尽量形成缓坡，形成平缓而稳定的空间，种植乔木、草地，形成疏密合理的自然林及观赏林绿荫。

3)预留湿地、体现亲水:河道两侧大部分有绿线，在断面选择上尽量采用自然缓坡，并设置临水步道和亲水设施供游人漫步。按20年一遇洪水标准的洪峰流量作为造床流量，选择主河槽断面和走向。

2中心线定线

河道平面布置按照堤线“因势利导、力求自然”的布置原则，基本沿着老河道现有平面布置，紧密结合河道规划蓝线、绿线的走向，合理确定河道平面。设计时具体把握以下几个原则:1)为保证河道的天然河道特色，河道基本沿现状河道走向，对弯曲较大的部分亦保留原河道，不裁弯取直，仅将微小弯段进行顺直处理。如果弯曲严重的河段，满足不了防洪要求，拟保留原现状弯曲河道的同时，按照二十年一遇洪水流量开挖分洪道，分洪道比老河道高程略高。平时河水主要从老河道通过，使其不丧失栖息地的功能。分洪道只在发生设计洪水的条件下才运用，其余时间则保持干涸或少量水流通过的状态。2)河道主槽中心线尽量顺直，如现状河道有局部小弯段，则考虑将取直后的中心线与现状河道一并纳入设计河道底宽的范围，挖去该范围的土体，形成小湖泊湿地的景观效果。据此原则，对弯曲较小的原河道主槽，设计河道中心线尽量与之一致，尽管平面稍有弯转曲折，但却保留了天然河道的自然特色，同时减少了开挖土方量，达到经济合理的目的。

3城市中、小河道综合治理设计心得

1)关于河道设计洪峰流量的计算。对于汇水面积小(小于10km2)、汇流时间短(小于2h)、水文资料缺乏的城市中、小河道，可以采用当地城市排水标准计算河道洪峰流量，河道设计标准应不低于城市排水管涵设计标准。在采用实测流量资料直接推求、暴雨资料间接推求、小流域经验公式等水利计算方法推求河道洪峰流量时，建议根据城市建设区占河道总汇水面积的比例，适当修正流域坡度、下垫面等地形参数。随着城市的发展，硬化面积将逐渐增大，导致降雨下渗量减少、汇流时间变短，地表径流增加、洪峰流量随之变大。

2)土地性质及总体规划对河道方案的影响。城市河道在总体设计时，需要调阅并仔细研究河道周边总规、详规、路网规划、绿地规划、土地利用规划、土地出让现状等资料。设计方案在满足防洪排涝和截污的基础上，兼顾周边用地开发、近期农田灌溉、土地征用等因素。在城市土地属于稀缺资源，每年城市建设用地的指标也是有限的。设计方案确定后应配合建设单位提前开展河道用地的报批工作，避免后期因为土地指标不够、部分用地为基本农田很难征用等问题调整设计方案。在老城区段，河道方案应与城市旧城改造相结合;在新建城区段，河道方案应结合周边用地性质合理确定;在城市绿地段，河道断面和景观绿化应以自然为主，避免出现断面单一化、绿化园林化的现象;对在河道改造过程中破坏的农田排灌设施、现状人行小桥应予以恢复。

3)河道线型应满足市政桥梁建设的要求。城区内的河道一般会穿越多条城市道路，有些道路尚未修建属于规划道路;在河道中心线定线时，应结合主要道路的轴线做适当调整，保证与道路轴线相交垂线的夹角不大于30°，避免在桥梁设计时因为夹角角度偏大无法实施，造成重新调整该处河道轴线的现象;在没有景观要求的情况下，应控制规划道路下的河道断面尺寸，不要在该处设置漫滩或大水面，以减小规划桥梁跨度、降低桥梁工程造价。

4)改善河道水质，截污是关键。截污工程完成的好坏是河道未来水质能否改善的关键。城市河道岸边一般会有很多排水口，在设计前需先对河边排水口做拉网式测量及调查，了解排水口的性质(雨水、污水、灌溉)、管径、高程等基础数据;在设计时通过设置污水截流井，将岸边排污口(合流口)的污水就近接入周边市政道路下的污水管道内。

篇6

关键词：抛石；围堰；设计方案；应用

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

中图分类号：TU473.5文献标识码：A 文章编号：

1.概述

1.1工程概况

东莞市虎门港麻涌新沙南作业区4#、5#泊位陆域形成及疏浚工程施工内容中包含以抛石挤淤形式的围堰，分西围堰和北围堰，总长约1021.40m。其中西围堰位于4#、5#泊位码头前沿线后方80m，沿一期西围堰方向向北延伸600.15m；北围堰位于码头区的北侧，与西围堰及原防洪堤相连，长421.25m。详见表1-1

表1-1 建设内容

本工程具置处于新沙南破流水闸与淡水河之间，毗邻已建新沙南作业区2＃、3＃泊位陆域。

2.2设计水位

详见表2-1

表2-1工程设计水位

2.3设计波浪要素

根据本工程平面布置情况，对于西围堰，NNW～SSW向浪基本正向作用于码头，而SSW向浪最大，因此，西围堰设计波浪取SSW向浪；受已建麻涌2#3#泊位码头陆域和防洪堤的掩护，南围堰、中隔堰和东围堰可不考虑波浪影响；对于北围堰，正向作用的NW向浪最大，设计波浪取该向浪。

由于本工程西围堰前方码头待后方陆域形成后会马上建设，故西围堰设计波浪重现期按2年取值；北围堰虽为临时围堰，但相邻工程建设时间未知，设计波浪重现期暂按25年取值。

根据水文分析结果，所取设计波浪波要素如下表2-2所示。

表2-2 设计波浪波要素一览表

2.4设计潮流

根据实测的结果，港区码头前沿的最大涨、落潮最大流速分别为0.87m/s和0.88m/s。为此，本工程最大设计流速值采用0.9m/s。

2.5设计荷载

本工程围堰均属临时性建筑，因此不考虑使用期荷载。施工期主要荷载有运输车辆，临时堆料及施工机械等，按均布荷载不超过10kN/m2计。

3地质条件

3.1地形地貌条件

该勘察场区陆地现主要为香蕉林地，地形较为平坦，水域地形较为平坦。水、陆域区之间已筑人工混凝土填石堤，堤岸线顺直稳定。

本区地貌受莲花山断裂带和东江断裂带控制，构造带较为稳定，勘察区属于珠江三角洲，为冲积平原和残丘地貌，在本次勘察深度范围内，揭示的基岩为白垩系的沉积岩，上覆土层为第四系全新统河流相冲积层，主要为淤泥类土、砂性土和粘性土。

3.2地层岩性及工程特性

（1）第四系新近人工填土层（Qhml）

①1 素填土：灰黄色，湿，稍压实，主要成份为粉质粘土,混多量中粗砂及碎石。本层平均层厚1.38m，层顶标高在2.81～-0.69 m，层底标高在1.96～-5.91 m，平均值0.50 m。

标贯击数平均值N=18.5。

①2杂填土：灰色，饱和，为近期堆积物，主要由细砂及粘性土、粉砂岩及页岩岩屑组成，混淤泥。该层土在该区分布范围较广，平均层厚4.70m。层顶标高在2.20～-2.89 m，层底标高在1.35～-6.29 m，平均值-3.95m。标贯击数平均值为N=5.1。

（2）第四系全新统珠江三角洲冲积层（Qhal）

②1淤泥：灰色，饱和，流塑状态，局部混少量粉砂。在勘察区普遍分布，平均层厚6.24m；层底标高最大值0.19m,最小-11.70m，平均值为-5.70 m。标准贯入试验绝大多数为N＜1。

②2淤泥混砂：灰色，饱和，流～软塑，含少量腐植物，局部夹粉细砂或薄层中砂。平均层厚3.16m；层底标高最高0.36m，最低-9.63m,平均值为-6.08m。标贯击数平均值N=1.3。

②3砂混淤泥：灰色，松散，饱和，主要以细砂为主，混较多淤泥，局部以中粗砂为主。该层呈透镜体分布，厚度分别为3.20m、0.80m，层底标高分别为-7.31m、-10.11m，平均值为-8.71m。标贯击数平均值为N=9.0。

（3）第四系全新统珠江三角洲冲积层（Qhal）

③1淤泥质粉质粘土：灰色、灰黑色，饱和，软塑状态，局部夹薄层黑色腐殖质。平均层厚为3.11m；层底标高最高为-6.59m，最低为-15.80m,平均值为-10.40m。标贯击数平均值N=3.0。

③2粉细砂：浅黄色，松散，饱和，混多量贝壳碎屑。标贯击数平均值N=4.0。

③4粉质粘土：灰白色、褐黄色、棕红杂色，饱和，可塑状态。平均层厚为3.07m；层底标高最高为-4.11m，最低为-16.50m，平均值为-10.37m。标贯击数平均值N=10.4。

（4）第四系晚更新统残积地层（Q3el）

④粉质粘土：灰色、局部棕红、灰白杂色，可塑～硬塑状态，湿，遇水产生软化，为基岩风化残积土。该土层平均层厚为2.32m，层底最高处为-7.34m，最低处为-16.44m，平均值为-11.81m。标贯击数平均值为N=12.7。

（5） 白垩系基岩（K）

与抛石挤淤围堰工程关系不密切，不做描述。

3.3地震

根据国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）划分规定，本区域抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组均为第一组，建筑的设计特征周期为0.35s。

4基槽开挖可行性评价：

4.1基槽位置上覆土层，各土层性质和可挖性如下：

1素填土、①3冲填土：松散，分布不均匀，状态中等，为4级土，可采用一般疏浚设备疏浚处理。

②1淤泥：灰色，饱和，流塑状，局部混少量粉砂，状态很软，为2级土，可采用一般疏浚设备疏浚处理。

②2淤泥混砂：灰色，饱和，状态很软，为2级土，可采用一般疏浚设备疏浚处理。

②3砂混淤泥：灰色，松散，饱和，主要以细砂为主，混较多淤泥，局部以中粗砂为主。该层呈透镜体分布，状态为极松，为7级土，采用一般疏浚设备疏浚处理。

③1淤泥质粉质粘土：灰色，饱和,状态软，为3级土，可采用一般疏浚设备疏浚处理。

4.2各土层容许承载力建议值

详见表4-1

表4-1各土层容许承载力一览表

4.3上覆土层物理指标表

详见表4-2

表4-2 各土层主要物理力学性质指标统计表

5水工结构方案简介

围堰在陆域形成施工期为吹填围堰，使用期均为码头后方场地的一部分。

根据本工程地质资料，本工程范围内表层为5~8m左右厚的淤泥、淤泥混沙、杂填等软土层。因其具有含水量高，孔隙比大，压缩性高，力学强度低等特性，工程地质条件差劣，对护岸稳定将产生不利影响，通过稳定计算，需要进行围堰基础地基处理。

根据周边类似工程经验，本次设计采用与一期围堰工程相类似的结构方案：开挖基槽+抛石挤淤方案，即先开挖围堰基槽位置上层软土层至一定标高，然后抛石挤淤落底。该方案具有施工快速、经济等优点。

5.1一期工程围堰设计典型断面及简单介绍

5.1.1西围堰方案

西围堰在+0.0m处顶宽为22m，+4.0m处顶宽为8m，袋装素土结构的底宽6m，顶宽1.6m。第一级抛石结构内外坡坡度均为1：1.5，第二级抛石结构内外坡坡度均为1：1.25，袋装土结构内外坡坡度均为1：1.5。围堰堤身采用全棱体抛石堤心结构，采用200～300kg块石护面（厚度900mm）。围堰内坡铺设二片石+碎石碴+土工布复合倒滤层。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布为400g/m2抗老化无纺土工布。如下图5-1所示：

图5-1西围堰典型断面示意图

5.1.2北围堰方案

北围堰在+0.0m处顶宽为22m，+4.0m处顶宽为8m，袋装素土结构的底宽6m，顶宽1.6m。第一级抛石结构内外坡坡度均为1：1.5，第二级抛石结构内外坡坡度均为1：1.25，袋装土结构内外坡坡度均为1：1.5。围堰堤身采用全棱体抛石堤心结构，采用100～150kg块石护面（厚度600mm）。围堰内坡铺设二片石+碎石碴复合倒滤层+土工布。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布为400g/m2抗老化无纺土工布。如下图5-2所示：

图5-2 北围堰典型断面示意图

5.2本次工程围堰设计典型断面

5.2.1西围堰方案

西围堰在-1.0m处顶宽为25.5m，+4.0m处顶宽为8m，山皮土子堰顶宽1.0m。围堰外侧山皮土子堰坡度为1:1.2，其余坡度为1:1.5，内侧坡度均为1:1。围堰堤心采用抛填1～1000kg块石，采用200～300kg块石护面（厚度900mm）。围堰内坡铺设二片石+碎石碴复合倒滤层+土工布。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布为400g/m2抗老化无纺土工布。如下图5-3所示：

图5-3西围堰X0+493断面示意图

5.2.2北围堰方案

北围堰在-1.0m处顶宽为23.5m，+4.0m处顶宽为6m，山皮土子堰顶宽1.0m。围堰外侧山皮土子堰坡度为1:1.2，其余坡度为1:1.5，内侧坡度均为1:1。围堰堤心采用抛填1～1000kg块石，围堰采用200～300kg块石护面（厚度900mm）。围堰内坡铺设二片石+碎石碴复合倒滤层+土工布。二片石厚度400mm，碎石碴厚度300mm，土工布为400g/m2抗老化无纺土工布。如下图5-4所示：

图5-4 北围堰B0+393断面示意图

5.3围堰稳定性计算工可及结果(均采用简化bishop 法)

以下计算均按照围堰前为设计低水位的最不利情况进行校核计算，结果详见表5-1：

表5-1西、北围堰典型断面稳定性计算成果表

围堰 计算工况 代表性断面 对应钻孔 安全系数

西围堰 围堰形成并吹填完成后，前方码头基槽开挖时 X0+493 S146 1.259

北围堰 围堰形成并吹填完成时 B0+393 S259 1.757

*注：当后方陆域地基处理方式采用堆载预压方式时需重新复核围堰的整体稳定性。计算结果图如下图5-5、5-6：

图5-5西围堰 X0+493 断面图施工期稳定性计算断面图

图5-6北围堰 B0+393 断面图施工期稳定性计算断面图

结论，新设计方案中围堰的稳定性符合要求。

5.4设计方案的应用

基槽开挖于2011年3月20日开工，6月7日竣工验收，抛石围堰于2011年4月21日开工，7月28日竣工验收，通过施工过程中的沉降位移观测数据分析，抛石围堰稳定并达到了挤淤的目的，抛石围堰实拍图如下图5-7所示：

图5-7完工后的抛石围堰实景图

5.5新方案产生的效益：

经过方案优化，该抛石围堰工程总造价降低了15.65%，既为公司创造了直接的经济效益，也为国家节省了大量的资源。

5.6结束语

设计和施工方案的不断优化，是降低成本、提高毛利、节能环保的重要手段之一。尤其是设计施工总承包的工程，更应该对方案进行不断的优化，满足工程使用性能和安全性能的基础上寻找最佳设计方案。同时，组织恰当的人员，选配合适的设备，调整施工工序，搭配最优的施工方案。

通过对新方案的实施，也发现了一些可以更加优化之处，方案没有最好，只有更好。只有通过不断的总结，不断的分析对比，才能寻到更佳的方案。

参考文献：

《东莞市虎门港麻涌新沙南作业区2#、3#泊位工程围堰设计说明书》中交天津港航勘察设计研究院有限公司（2007年3月）

《东莞市虎门港麻涌新沙南作业区4#、5#泊位围堰工程施工图设计总说明》中交天津港航勘察设计研究院有限公司（2011年5月）

《东莞市虎门港麻涌新沙南作业区4#、5#泊位陆域形成及疏浚工程施工组织设计》主编：钟贵

作者简介：

1、姓名：汪生福；出生年月：1975.11.12；毕业院校：大连理工大学；单位深圳海勤工程管理有限公司；职务/职称：总监理工程师；工程师职称；专业领域：港口航道与海岸工程

篇7

关键词：软土地基；评价模型；权重；评语；处理方法

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

选择软土地基处理方案需要考虑很多因素，比如工期、造价、处理效果、材料来源及消耗、机具条件、施工因素、环境影响等。任何一种处理方案要完全满足以上各方面要求，找到一种完全理想化的处理方案几乎是不可能完成的。我们只能考虑这些因素哪些相对比较重要、不同处理方案在多大程度上能够满足这些要求，最终通过对比分析得出一个总体上最合适的处理方案。但是，这些要考虑的因素有些可以定量分析，有些则具有模糊性质，只能定性分析，它们相互关联和制约，构成了一个复杂系统。而目前方案的决策选择基本上还是凭借个人经验进行，没有科学定量的评价体系，经常造成成本上的浪费，也不能达到预期效果。因此加强地基处理方案的决策分析研究，将决策方法数值化、科学化具有非常重要的意义。

1.工程概况

天津市滨海新区临港工业区位于海河入海口南侧滩涂浅海区，是通过围海造陆而形成的新兴工业区。工程所处地区为冲海积平原，地形平坦开阔，场地周围均为围海造地区，大部分为规划预留用地，场地东侧为渤海26路，西侧为华能电厂，南侧为长江道，北侧为蓝星项目。

新建天津和谐型大功率机车检修基地属全路新建5个和谐型大功率机车检修基地之一。检修基地内满足管辖区内3000台和谐型电力机车保有量，2年修每年1000台检修任务量，近期满足年检修500台2年修机车、200台6年修机车以及新造200台大功率客运电力机车规模。基地位于天津市滨海新区临港工业区一期东南侧。征地1131亩，其中基地占地1039亩，该地块为吹填造陆工程。基地新建房屋229916平方米，铺轨11.704Km，铁路线与基地西侧的天碱车场接轨。主要工程包括轨道线路、站场、路基、桥涵、机务、通信、信息、信号、电气化、电力、给排水环保、制造生产区厂房、检修生产区厂房、厂前区综合楼、理化楼、单身公寓；生产辅助区房屋、其他运营生产设备及建筑物等工程、大临工程等。

2.工程分析评价

2.1 场地稳定性和适宜性评价

本场地地层有第四系全新统人工填土层（Qml）、第Ⅰ海相层（Q42m）、第Ⅱ陆相层（Q41al、 Q41h）、第Ⅲ陆相层（Q3eal）、第Ⅱ海相层（Q3dmc）、第Ⅳ陆相层（Q3cal），岩性主要为吹填土、黏性土、淤泥质土、淤泥、粉土、粉砂及细砂。

地表普遍分布第四系全新统人工填土层（Qml），岩性为吹填土，成分以粉砂、细砂、淤泥、淤泥质土为主，土质不均，结构松散，密实程度差。

第Ⅰ海相层（Q42m），岩性以粉质黏土、粉土、黏土、淤泥质土为主；淤泥质土含水量高，高压缩性，高灵敏度，低强度，弱渗透性，呈层状分布，工程性质差。

第Ⅱ陆相层（Q41al、 Q41h）上部为湖沼相沉积层，该层厚度较小，工程性质较差；下部为河床～河漫滩相沉积层，以粉土、粉质黏土为主，夹黏土层，含姜石及贝壳，底部出现“混粒土”。该层土质较密实，为良好的持力层。

第Ⅲ陆相层（Q3eal）由粉土、粉质黏土及砂层组成，含姜石。本层工程性质及抗震性能较好。

第Ⅱ海相层（Q3dmc）、第Ⅳ陆相层（Q3cal），以粉细砂为主，层状分布，密实饱和状，底部为黏性土层，多呈软塑～可塑状，局部为粉土层，含贝壳，工程性质较好。

本工点地下水位较高，并且含水层呈层状分布，在垂直水平方向具有明显差异。基坑开挖过程中在水压力作用下易产生潜蚀、突水及管涌现象，设计时必须采取支护及止、降水措施，同时还应充分考虑浮托力作用。

场地属稳定场地，适宜建筑物建设。但场地内存在软弱地层，工程地质条件较差，应针对具体工程要求采取适宜的处理措施。本工点距海边较近，且地下水与地表水互为补给，水文地质条件较为复杂，应采取适当的降排水措施。

2.2基坑岩土工程问题分析与评价

（1）基坑围护结构

本工点开挖深度为5～6米，范围内土体主要为吹填土、淤泥、淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土层，土质松软，直立性差，不具备放坡开挖的地质条件，应采取支护措施。基坑范围内地下水水位0.00～0.90m，地下水水位较高，须采取止水措施。基坑围护结构采用钻孔灌注桩加桩间止水帷幕、多排内支撑支护方案。围护结构应根据不同方案经计算确定。

（2）基坑底隆起

由于基坑内开挖土方而形成基坑内、外水土压力差，可能造成坑底土体向上隆起；基坑坑底隆起降低了土体的强度，严重时造成周围土体的流失，危及基坑及附近建筑物的安全。另外，基坑开挖后造成坑底土卸荷回弹引起坑底隆起，设计时宜结合上述条件，并根据地层情况等因素进行检算。为防止基坑坑底隆起，需加强坑底土体强度。但不宜采取注浆方式加固基坑底部。

综上所述，在基坑开挖前应采取降水等措施，将地下水水位降至开挖面下一定深度，止水帷幕以达到抗渗流为目的。

（3）地表变形

由于基坑周边及底部以新近完成的吹填土为主，该土层有较明显触变及流变特性，在动力作用下土体强度极易降低，使基坑发生侧向位移，基坑支撑不及时或维护结构漏水均可使基坑变形，进而引发地表变形。

吹填土分布区域广，因填土成分复杂，结构松散，填筑时间短，采取真空预压处理后，仍存在一定的残余沉降，为防止地表变形，应控制降水规模及强度、挖土深度，及时支撑基坑。

（4）地下水的降水控制

基坑开挖范围内为吹填土，吹填土成分以粉砂、淤泥、淤泥质土为主，其土层经验渗透系数K≤0.5m/d，下部分布粉砂及粉土层，砂层经验渗透系数约为2.0～3.5m/d。可以管井降水方法，达到降水、降压的目的。水位降深应达到基坑底下0.5～1.0m。不宜采用坑外降水方案。

因附近均为吹填土，为防止基坑外潜水流失，同时控制地下水抽降强度，要求止水结构不漏水。

2.3地下水及地表水腐蚀性评价

（1）地表水腐蚀性评价

15m以上地下水判定：依据《岩土工程勘察规范》按Ⅱ类环境类型评价：地下水对混凝土结构具强腐蚀性。地下水在干湿交替作用下对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性；在长期浸水情况下具弱腐蚀性。

依据《混凝土结构耐久性设计规范》评价：地下水在化学腐蚀环境下，对混凝土结构构件的环境作用等级为V-D。

15m以下地下水判定：依据《岩土工程勘察规范》按Ⅱ类环境类型评价：地下水对混凝土结构具强腐蚀性。地下水在干湿交替作用下对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性；在长期浸水情况下具弱腐蚀性。

依据《混凝土结构耐久性设计规范》评价：地下水在化学腐蚀环境下，对混凝土结构构件的环境作用等级为V-D。

（2）地表水腐蚀性评价

依据《岩土工程勘察规范》按Ⅱ类环境类型评价：地表水对混凝土结构具强腐蚀性。地表水在干湿交替作用下对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性；在长期浸水情况下具弱腐蚀性。

依据《混凝土结构耐久性设计规范》评价：地表水在化学腐蚀环境下，对混凝土结构构件的环境作用等级为V-D。

2.4环境土腐蚀性评价

根据《岩土工程勘察规范》，环境土在Ⅱ类环境类型下：对混凝土结构具中腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性。

依据《混凝土结构耐久性设计规范》评价：环境土在化学腐蚀环境下，对混凝土结构构件的环境作用等级为V-C。

2.5设计参数

设计参数见表1。

3.软基处理方案

3.1权重的确定

本文选择了具有代表性的二十九位专家及有关人员进行软基处理方案因素权重的确定，被咨询人员既有公路界和岩土界科研、设计方面的人员，也有施工、管理方面的人员，他们均有中高级职称，经验丰富，熟悉软基处理的专业知识和管理，因此具有充分的代表性，评价结果具有较高的可信度。影响因素权重咨询表结果汇总见表3。

3.2 工程地质条件评语等级的确定

天津和谐型大功率机车检修基地征地1131亩，其中基地占地1039亩，基地新建房屋229916平方米，铺轨11.704Km。可以选择以下地基处理方案：

方案一：真空联合堆载预压法，真空联合堆载预压法是天津港湾工程研究所的专利技术，具有加固效果显著，不需大量预压材料等特点，尤其适合于高压缩性超软土地基；

方案二：堆载预压法，堆载预压法是工程中广泛应用的一种软基加固方法，设计计算理论和施工监控技术成熟，施工工艺简单，加固效果可靠；

方案三：动力排水固结法，其结合了堆载预压法和强夯法两种方法的优点。由于场地的淤泥厚度大，其下有严重液化的细砂层，采用动力排水固结法有利于消除液化，控制工后沉降；

方案四：深层搅拌法，适宜处理淤泥、淤泥质土、粉土等含水量较高的粘性土。

对上述四个方案，根据实践经验或逻辑推理可以确定各方案的各项指标的评语，评语的确定采用七等级划分法。

1、 对“工程水文地质条件”，由于四个方法都可以对一定厚度的淤泥层进行处理，但是真空联合堆载预压法和动力排水固结法处理淤泥的深度大于另外两种方法，所以各个方案的评语依次为：

①“软土性质”：很适应、适应、适应、很适应；

②“地下水位高度”： 很适应、较适应、适应、很适应；

③“软土层厚度”： 适应、适应、适应、适应。

2、 对“施工条件”，每个方法均要进行横向和竖向排水体的施工，真空联合堆载预压法可以迅速加载，堆载预压法需要逐步施加荷载，动力排水固结法需要逐遍夯击，搅拌法需要喷粉，所以各个方案的评语依次为：

①“施工复杂程度”：较简单、较复杂、较复杂、一般；

②“设备要求”：一般、简单、一般、一般。

3、对“理论计算和设计方法是否成熟”，动力排水固结法的理论尚不成熟，而真空联合堆载预压法、堆载预压法和深层搅拌法的理论比较完善且技术成熟，所以各个方案的评语依次为：较丰富、丰富、一般、丰富。

4、对“国内外当地经验”，关于各个方法国内外可查询的资料很多，所以各个方案的评语依次为：丰富、很丰富、较丰富、丰富。

5、对“质量监控水平”，由于国内的监控水平较高，所以各个方案的评语依次为：高、高、较高、较高。

6、对“造价”，统计胡发宗[43-45]等人的资料可知：

①真空联合堆载（塑料板）预压法的造价约为370元/m2；

②堆载预压（塑料板）排水法的造价约为270元/m2；

③动力排水固结法的造价约为240元/m2：

④深层搅拌法：采用粉喷桩的造价约为500元/m2；

将{370；270；240；500}中的各个数值除以500可以得到：{0.74；0.54；0.48；1}。对比{0；1/7；2/7；3/7：4/7：5/7：6/7；1）中的七个区间，可得各个方案“造价”的评语依次为：较高；一般；较低；高。

7、对“工期”，真空联合堆载预压法、动力排水固结法和深层搅拌法的时间都比堆载预压法的短，所以各个方案的评语依次为：较短、长、较短、较短。

8、对“是否就地取材”，现场场地附近无大量石料和土方，堆载预压法需从外地运输石料和土方，而真空联合堆载预压法、动力排水固结法及深层搅拌法基本都能就地取材，所以各个方案的评语依次为：部分、部分、全部、全部。

9、对“噪音”，采用动力来进行处理的方法必然会造成一定的噪音，所以各个方案的评语依次为：小、小、较大、小。

10、对“对空气、水质的影响”，深层搅拌法由于要喷粉或喷浆，可能会产生一点影响，其他方法就产生的影响很小，所以各个方案的评语依次为：依次为：很小、、很小、很小、小。

11、对“对周围建筑物的影响”，由于现场附近很少有建筑物，所以各个方法的评语依次为：很小、很小、很小、很小。

将上述各指标的经验或逻辑推理评语汇总，填入表5。

3.3 综合评价系数的确定

以方案一（真空联合堆载预压法）为例，计算综合价值系数

1.计算各子因素（）的评语隶属度

①工程水文地质条件：

“软土性质”的评语为“很适应”，得到其的评语隶属度是：（0 0 0 0 0 0.33 0.67）；

“地下水位高度”的评语为“很适应”，得到其的评语隶属度是：（ “软土层厚度”的评语为“不适应”，得到其的评语隶属度是：（0 0 0 0 0 0.33 0.67）；

“软土层厚度”的评语为“适应”，得到其的评语隶属度是：（0 0 0 0 0.25 0.5 0.25）

故其评价矩阵为：

明显可见，真空联合堆载预压法的综合价值系数最高，堆载预压排水法最低，深层搅拌法）和动力排水固结法的综合价值系数也较高，故将真空联合堆载预压方案作为模糊综合评判的最优方案，深层搅拌法和动力排水固结法也是较优的方案。

4、结论

本文对大面积软土地基处理的影响因素、方案选型、设计施工等进行了层次分析，同时考虑到使用传统数学方法很难建立评判模型，引入了模糊数学和层次分析法等进行非定量问题分析的理论，建立了关于选择软基处理方案的多层次分析综合模糊评判模型。再根据我国软土地基处理的现状，采用专家咨询法对软基处理效果和方案有较大影响的因素，如工程水文地质条件（包括软土性质、软土厚度等因素）、施工条件（包括施工复杂程度、施工设备要求）和环境影响等对软基处理效果的影响进行评价，得出其权重值，这样可以避免凭借个人经验作出决策造成巨大损失的现象发生。该方法综合考虑工程水文地质条件、施工条件、国内外经验、造价等多方面因素的影响，对初选处理方案建立模型进行计算，评价出其中的最优者。最后通过对天津临港工业区大机车检修基地大面积软土地基处理工程实例的具体计算，证明了该模型可以对软基处理方案提供科学合理的决策，并说明真空联合堆载预压法、深层搅拌法及动力排水固结法是适合处理大面积软土地基的良好方法。

参考文献

[1] 蒋新明.滨海地区大面积软土地基处理及监测技术研究，[D]. 2007

[2] 盛群陆、王初生.天津滨海新区软土地基处理技术历史与发展[J].岩土工程特刊， 2009

[3] 苏俊.常用管理分析评价方法汇编[M].北京：中国科学技术出版社，2007

[4] 陈兴婉.多层次模糊综合评判法数学模型在深基坑支护安全评价体系应用分析[J].科技通报，2013

[5] 刘国.用模糊数学方法选择软土地基加固方案.水文地质工程地质，2000

篇8

［关键词］ 厦深铁路 运梁通道 软基处理 计算分析

中图分类号：F530.31 文献标识码：A 文章编号：

1. 前言

厦深铁路是国家《中长期铁路网规划》“四纵四横”之一，两端连接珠江三角洲和海峡西岸两个经济区域，是杭州至深圳沿海快速铁路通道的重要组成部分。其桥梁上部结构大都采用32m\24m双线整孔预制箱梁，箱梁的制运架（集中预制、运梁车运输、架桥机的架设）变成为桥梁施工的关键项目之一。运梁便道作为连接预制梁场与正线路基的纽带，却因为不是永久性主体工程通常被建设、设计、施工各方所忽视，仅凭施工经验施工，结果往往是两种：一是安全质量保证，经济投入过大；或是投入不足，安全质量存在隐患，这都不是最合理的，笔者结合厦深铁路广东段4标潮汕预制梁场900t箱梁制运架施工实际，在满足施工安全质量的基础上，通过软基处理理论计算和经济比选，对潮汕梁场装梁区及运梁通道软基处理方案进行了合理优化，为单位节约了成本创造了可观的经济效益。为总结经验特形成装梁区及运梁通道软基处理方案优选计算及分析一文，供类似工程参考借鉴。

2.工程概况

厦深铁路（广东段）4标段潮汕梁场设在DK207+300处，线路左侧，占地94亩，预制箱梁264榀，梁场采用纵列式布置，设置5个32m箱梁制梁台座，2个24m箱梁制梁台座（24m/20m共用台座1个），27个32m箱梁存梁台座，6个24m箱梁存梁台座（1个24m/20m共用存梁台座），2个32m/24m共用存梁台座，均按照双层存梁设计。配备5套32m底、侧模，2套32m内、端模，3台75m3/h混凝土搅拌站， 3台80m3/h混凝土输送泵，3台18m液压布料杆，2台40m跨起重量40t龙门吊和1台900T轮轨式提梁机，设计生产能力1.5榀/天。

与其平行的潮汕车站全长2878.4m，为办理客运作业的中间站, 同时又是广梅汕线的接轨站。车站采用横列式布置，设到发线10条（含正线），采用2台夹6线布置，设450m×18m×1.25m旅客基本站台及450m×11.5m×1.25m中间站台各2座，站台间设12m宽旅客地道2座，站台上设等长无站台柱雨棚，占地面积444亩（29.6×104m2），车站填方高度5～7.5m。

运架梁采用一运一架模式，装梁区设在梁场中部，通过运梁便道与站场正线路基相连，根据总体工期要求，先架设小里程方向的韩江双线特大桥（356#墩~522台）部分157榀预制箱梁，随后架桥机回到站场路基调头，架设五嘉陇双线特大桥107榀预制箱梁。运架梁指标：0～5km为3孔/天，5～10km为2孔/天，10～15km为1.5孔/天，15km以上1孔/天，考虑风、雨、机械故障等因素，每月有效工作日26天。

2.1 地形地貌及地层岩性和物理力学指标

本段处于潮州沙溪镇，为三角洲平原地貌，地形平坦开阔，地面标高在1～4m，梁场与潮汕车站范围内大部为水田，地表上覆第四系人工填土（Q4ml），厚约1～3m，冲洪积相（Q4al）海陆交互相成因（Q4mc）淤泥及淤泥质粉质黏土、淤泥质砂，厚度约为10～32m，其下为第四系上更新统冲积层（Q3al）的粉质黏土、粉土、中细砂、粗砂、细圆砾土，总厚度30～60m。软土层主要为淤泥、淤泥质黏土、淤泥质砂层。淤泥（Q4mc）以灰黑色为主，软塑～流塑，高压缩性，含腐植质较多，厚5～20m，埋深1～22m，层状分布于站址；淤泥质黏土（Q4mc ）以灰黑色为主，流塑～软塑，高压缩性，部分段可见腐植质，厚0～6m，埋深12～20m；淤泥质砂（Q4mc ）以灰黑色为主，饱和，松散，含约10～20%的淤泥，厚0～16m，透镜状分布于淤泥之下，埋深0～20m；淤泥质黏土（Q3al ）为灰色、深灰色，软塑，厚0～10m，透镜状分布于黏土层及砂土之下，埋深25～37m。

2.2工程地质条件评价

梁场与车站均位于韩江三角洲平原上，地势开阔平坦，水系发育。经过多次海进海退，致使其沉积层次多，层序较为紊乱，上覆第四系全新统―上更新统冲洪积相、海陆交互相松散沉积层，自上而下分别为表层粉质黏土、砂层、淤泥、淤泥质砂、淤泥、淤泥质黏土、黏土、粉质黏土、砂层夹淤泥质黏土，层序多而乱，其中第四系冲洪积层的砂层及海陆较互相的淤泥质砂层为可液化砂土，厚5～30m的海陆交互相的淤泥、淤泥质黏土为本车站主要的特殊岩土（生聚洋中桥覆盖土层稍富韵律性。不良地质为液化土，特殊岩土为软土。第一层液化砂土为第四系冲积砂层，厚4～5m，埋深1m左右，第二层液化砂土为第四系海陆交互淤泥质砂层，厚5～9m，埋深12～13m；软土为淤泥，厚度14～17m，埋深4～6m。）。本溶场地地下水水位较浅，地下水较丰富，地表水及地下水对混凝土具对混凝土有弱硫酸型酸蚀性和弱～中等出型侵蚀。由于覆盖层覆盖，未见断裂构造。地震动峰值加速度为0.20g（对应的地震基本烈度为Ⅷ度），地震动反应谱特征周期为0.35s。工程地质条件差。

3．装梁区及运梁通道方案设计

根据梁场总体布置原则，装梁区设置在潮汕梁场的中部，提装梁采用2台450吨轮轨式提梁机，运架梁分别采用郑州大方机械有限公司生产的DCY900型轮胎式运梁车和DF900D型导梁式定点起吊架桥机。

结合设备特性和梁场与正线路基的相对位置关系，运梁车进出装梁区采用斜行配合半八字模式，装梁区设置为总长为110.2m，宽19m，分别由两个长方形和一个楔形组成，其中主装梁区长为69.27m，宽19m，次装梁配合区长为36m，宽13m，均用黄色表示，其中主装梁区比次装梁区宽6m用按照厂家设计增加的调头区；蓝色楔形部分长100.62m，最大喇口宽11.91m为运梁车转向区；绿色区域采用30cm厚C20混凝土硬化642.43m2,其中大里程方向的区域为运梁车前端非受力部分位置，小里程L型区域在特殊情况下做运梁车临时调整区，一般用于存放支座和防落梁挡块。绿色硬化区共计642.43m²，30cm厚C20砼共192.73m³。运梁车转换区及装梁区地面硬化面积为2405m²,30cm厚C20砼共721.5m³。

运梁便道全长330m，顶面宽度12m；梁场内与路基高差最大5.6米，出梁场段40m（短边长度）按照与梁场高程相等设置，运梁便道与梁场外侧边线成7°夹角；以后均按照2.20%的坡度坡向小里程方向上坡，至距离通道涵10m处以20°夹角与路基连接。土方填筑的高度2m以下在上部做C20砼30cm厚，（出梁场60m地面硬化面积为480m²,40cm厚C20钢筋砼共192m³）分块4×4，缝间填1：2水泥砂浆，填土高度超过2m的便道顶部填A组料或B组料20cm厚，碾压密实。

4．软基处理方案选型及检算

4.1车站和梁场软土地基加固处理形式

车站两侧边缘10m范围地基采用预应力管桩地梁加固。预应力管桩桩直径0.50m，采用正方形布置。预应力管桩采用PC-A500(100)-a型，桩外径φ500mm，壁厚0.1m，混凝土强度等级C60，一般地段桩顶间采用钢筋混凝土地梁纵横向连接，地梁采用C35钢筋混凝土现浇，地梁截面尺寸为0.7×0.5m（厚）；管桩及地梁施工完成后于地梁顶设置0.6m碎石垫层夹两层土工格栅，土工格栅抗拉强度不小于80kN/m。

线路左侧牵引变电所范围，基底采用多向搅拌砂浆桩加固，直径50cm，三角形布置，桩间距1.2m，要求砂浆桩打穿软土层及松软土层，伸入下部粘土层不小于2.0m。经检测单桩承载力满足要求后，进行复合地基承载力检测。满足要求后再在搅拌桩顶部铺设0.6m厚碎石垫层夹两层双向80kN/m土工格栅。

综上，潮汕车站地基处理方式主要有预应力管桩复合地基加固和多向搅拌砂浆桩复合地基加固两种方式，其中预应力管桩施工每延长米单价为190元，多向搅拌砂浆桩每延长米单价为40元，两种加固方式相差150元，在工程数量相等的情况下，采用多向搅拌砂浆桩将有较大的优势，然而预应力管桩复合地基加固是应用于正线路基上的加固方式，承载力要求毋庸置疑满足施工要求，多向搅拌砂浆桩复合地基加固是在牵引变电所的地基加固方式，地基承载力能否满足运架梁施工荷载要求，有待进一步检算。

4.2地基承载力检算

多向搅拌砂浆桩是通过深层搅拌钻机和喷射头，将水泥固化剂与现场原状土强制搅拌形成的水泥土桩体。其适用于正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、素填土、饱和黄土、粘性土等地基，对周围环境没有不利影响，对桩间土没有扰动和挤密，承载力主要取决于桩的置换作用。结合加固部位地层岩性和物理性质，拟采用多向搅拌砂浆桩进行加固。主要参数为：采用两喷四搅工艺。配合比为：水泥采用P.O42.5硅酸盐水泥，水泥与粉煤灰的掺入比为4：1。每延长米使用水泥70kg，粉煤灰17kg。喷粉压力为0.4～0.5MPa,钻头搅拌反转提升速度一般为0.5～1.2m/min之间。

4.2.1计算依据

结合多向搅拌砂浆桩复合地基特性可考虑按照CFG桩基复合地基计算

CFG桩复合地基承载力特征值不是天然地基承载力特征值和单桩承载力特征值的简单叠加，需要考虑一些影响因素，如施工时对桩间土是否产生扰动或挤密、桩对桩间土的约束作用、桩和桩间土的承载力的发挥与变形大小、褥垫层厚度及弹性模量的关系等。

CFG桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时，CFG桩复合地基承载力特征值可用下述公式进行估算

式中——复合地基承载力特征值；

——处理后桩间土承载力特征值，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值；

——桩的截面积；

——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值；

——面积置换率；

——单桩竖向承载力特征值。

单桩竖向承载力特征值的取值，可按以下方法进行：当采用单桩载荷试验时，应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2。

4.2.2计算参数

1、计算荷载：运梁车重载运行1200吨(空车重量300t，梁重900t)来考虑。

2、多向搅拌砂浆桩情况：按照变电所试验段实际多向搅拌砂浆桩静载试验，多向搅拌砂浆桩桩长20米，桩径50cm，桩间距1.2m,梅花型布置。

4.2.3地基承载力特征值计算

由计算公式：

式中——复合地基承载力特征值；

——处理后桩间土承载力特征值，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值；

——桩的截面积；

——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值；

——面积置换率；

——单桩竖向承载力特征值。

计算说明：

为桩间土承载力特征值，根据地质资料，取粘土层承载力特征值160kpa；

为桩的截面积，本次计算桩径取50cm，截面积为0.19625 m2取0.75

根据静载试验，取平均值为120kpa。

计算单元面积为5m×35m=175m2 。设置120根多向搅拌水泥土桩（桩间距梅花形布设1.2 m×1.2 m），则置换率0.13。(桩基的根数×单桩面积/计算单元面积或者承台面积)

把以上数据代入公式，可得：

复合地基承载力特征值为：

仅按照1.2m的表层土计算：（表层实际承载力180）

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

综合考虑表层粘土和淤泥层计算：（淤泥层承载力8，二层折合计算时考虑实际工况）

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

4.2.4地基承载力校核

设计荷载1200t，由于未考虑其它影响因素，同时从安全角度出发，需要乘上安全系数2，每个计算单元实际设计荷载取600×2=1200吨

则复合地基设计承载力特征值应该大于12000KN/（5m×35m）=69kpa

对比实际承载力特征值结果125.5 kpa大于69kpa能满足设计承载力需要。

考虑到安全系数2，其对比实际承载力特征值结果125.5 kpa远大于69kpa计算结果，为进一步降低成本，将原桩长20m，桩径50cm，桩间距1.2m,梅花型布置方案调整为桩长10m，桩径50cm，桩间距1.4m,梅花型布置方案按上述方法重新计算,其结果是仍能满足设计承载力要求。

图1-运梁便道单元计算示意图

结论：经计算桩长为10m，桩径50cm，桩间距1.4m,梅花型布置的多向搅拌砂浆桩方案能够满足运梁施工地基承载力要求，建议采用该方案。

5、经济效益分析及优选

地基处理区域的选择：运梁便道全长345m，起讫里程DK206+638~DK206+983其中DK206+761～DK206+881，长120m，线路左侧牵引变电所范围，基底采用多向搅拌砂浆桩加固，DK206+881～DK207+000左侧车站两侧边缘10m范围地基采用预应力管桩地梁加固等车站原有地基处理措施与运梁便道区域部分重合，可省去地基处理，综合考虑，运梁便道和装梁区地基处理采用多向搅拌砂浆桩加固桩长10米，桩径50cm，桩间距1.4m,梅花型布置，地基加固桩位布置图如下，装梁区设置多向搅拌砂浆桩共计950根，其中10m的650根，6500m，装梁部位桩长为15m，270根，4050m;运梁车转向区设置多向搅拌砂浆桩共计378根，3780m；运梁便道设置多向搅拌砂浆桩共计970根，桩长10m， 9700m.，三项合计24030m。多向搅拌砂浆桩加固桩地基处理费用为96.12万元，远比管桩加固方案节省360万，经济效益显著。

图2-地基处理桩位布置示意图

篇9

【关键词】：大砂袋；围堰；筑岛

1 工程概况

广州市仑头～生物岛隧道工程采用沉管法施工，施工过程中，南北两岸主体结构须在河床中进行明挖施工，须在两岸进行围堰筑岛施工。本工程水中围堰及筑岛主要为南北岸接口部位围护结构提供施工场地，围堰无止水要求。围堰筑岛须满足稳定、快捷、渡汛、拆除方便等要求。

2 地质状况

(1) 根据地质资料揭示,工程场区由上而下的地质构成为:

a) 第四系坡残积层和人工填土层。坡残积层主要为种植土层，分布于果树林一带。人工填土层主要由碎块石、粘土及建筑垃圾组成，分布于果树林以外范围。该覆盖层厚0.3～4.0米。

b) 第四系海陆交互相沉积的淤泥层。层厚4. 0米～15. 0米，淤泥具有低强度、高压缩性和灵敏度高等特点。

c) 中砂层。呈松散~稍密，富水性较好。层厚0.0～10.0米。

d) 残积层。主要为砂质粘性土和粘土；呈硬塑。层厚0.00～3.0米。

根据现有地质资料和现场实地调查，堰址处水深约4～5m，河床面层为淤泥层，其具有孔隙比大，压缩性高，灵敏度高，抗剪强度低等特点，具触变性、流塑性和不均匀性。

(2) 潮水资料

广东省水文局广州分局对本河道历史资料分析结果见下表。

3 围堰筑岛施工技术难点

原设计采用粘土筑岛，小编织袋土包护面，抛石护脚，要求在整个基坑开挖时间内（约1年半）内保持稳定，整个围堰筑岛土方量（设计）1.5万方。如按原设计方案施工，将受到交通不便、进度慢、费用高、施工中对水体污染大等不利因素影响，且筑岛完成后还面临度汛困难、稳定性差等危险因素的困扰。所以寻找适合当地条件的筑岛方式就成了当务之急。解决以下技术问题是关键。

（1）筑岛材料能大量迅速运至现场

由于施工现场位于城中村，道路狭窄，如果采用汽车运输土方，土方运输量只能达到500立方米/天，不能满足筑岛的填筑强度要求。

（2）筑岛材料能在水中快速成型

用粘土做材料筑岛工作时采用进占法筑岛，粘土由自卸车直接倾倒入河中，由于土料为分散体，在水中流失较大，既会造成污染水体，同时也导致土岛施工进度缓慢。

（3）围堰能安全度汛

粘土岛采用编织袋护面，抛石护脚。编织袋在户外极易老化破裂，护面功效只能持续1～2个月，不能满足土岛须度汛的要求。

（4）围堰能适应河岸软基，并能保持稳定。

由于土岛在河岸边软基上修筑，填筑过程中虽然起了挤淤的效果，但是由于地基仍然是深厚软弱淤泥，在土岛填筑完成后，仍面临较大的工后沉降，极易造成土岛产生崩岸现象，并对其上作业的机械和人员产生威胁。

4 堰体方案选择及关键技术要点

根据以上土料筑岛存在的弊病，同时为满足工期和经济的要求，针对现场条件我们大胆采用大砂袋围堰砂料筑岛的工艺，采用大砂袋延半岛岸线围堰，在堰后和原堤岸间采用自卸砂船卸砂筑岛。采用此方案主要依据工程处于河岸边，运砂船舶能方便到达现场，在围堰筑岛材料上选择砂料，它可以迅速大量的运至现场。土工织物大砂袋围堰的施工采用水力充填砂袋，它将采用吹填的方法将含砂水流灌入砂袋中，砂袋将水滤出后砂料留在袋中使袋充满成型。围堰形成后，再采用大型自卸砂船将砂料卸在堰后和原堤岸间形成的水塘中，快速形成陆域。该方案有以下关键技术要点：

（1）采用耐候型土工织物大砂袋

土工织物充填袋采用丙纶编织土工布，土工布要有10个月以上保质期。大砂袋的编织土工布单位面积质量150g/m2，极限抗拉强度不低于18kN/m。选用优质耐候的材料可以保证砂袋充满砂料后不会产生破裂，同时在基础沉降的情况下能适应大变形，保证袋体不发生破裂。

（2）按堰体宽度和长度缝制超大尺寸密封砂袋

大砂袋用工业缝纫机缝制而成，缝制线采用尼龙线，强度不小于150N。土工织物袋横向尺寸从断面顶宽至底宽范围内取值，纵向尺寸为10至20m，充填后厚度为50cm。采用超大尺寸砂袋能加快施工进度，每层堰体均一次成型，同时由于袋体与堰体同宽，长度较长，具有良好的整体性，形成一个大型整体垫层，能将上部荷载均匀分布到地基上，避免了地基土层产生局部破坏。在软基受压产生沉降时，它也能适应整体或不均匀的沉降，不会对堰体产生不良的影响。

（3）水力充填砂袋

由于大砂袋尺寸较大，为迅速充填砂袋，故采用水力充填砂袋。为配合水力充填砂袋，在大砂袋顶面以2m×2m布置衣袖状充填口，充填口长约4m（根据施工现场水深确定）。然后将含砂水流泵从充填口泵入袋中直至砂袋涨满。

3 围堰筑岛施工技术难点

原设计采用粘土筑岛，小编织袋土包护面，抛石护脚，要求在整个基坑开挖时间内（约1年半）内保持稳定，整个围堰筑岛土方量（设计）1.5万方。如按原设计方案施工，将受到交通不便、进度慢、费用高、施工中对水体污染大等不利因素影响，且筑岛完成后还面临度汛困难、稳定性差等危险因素的困扰。所以寻找适合当地条件的筑岛方式就成了当务之急。解决以下技术问题是关键。

（1）筑岛材料能大量迅速运至现场

由于施工现场位于城中村，道路狭窄，如果采用汽车运输土方，土方运输量只能达到500立方米/天，不能满足筑岛的填筑强度要求。

（2）筑岛材料能在水中快速成型

用粘土做材料筑岛工作时采用进占法筑岛，粘土由自卸车直接倾倒入河中，由于土料为分散体，在水中流失较大，既会造成污染水体，同时也导致土岛施工进度缓慢。

（3）围堰能安全度汛

粘土岛采用编织袋护面，抛石护脚。编织袋在户外极易老化破裂，护面功效只能持续1～2个月，不能满足土岛须度汛的要求。

（4）围堰能适应河岸软基，并能保持稳定。

由于土岛在河岸边软基上修筑，填筑过程中虽然起了挤淤的效果，但是由于地基仍然是深厚软弱淤泥，在土岛填筑完成后，仍面临较大的工后沉降，极易造成土岛产生崩岸现象，并对其上作业的机械和人员产生威胁。

4 堰体方案选择及关键技术要点

根据以上土料筑岛存在的弊病，同时为满足工期和经济的要求，针对现场条件我们大胆采用大砂袋围堰砂料筑岛的工艺，采用大砂袋延半岛岸线围堰，在堰后和原堤岸间采用自卸砂船卸砂筑岛。采用此方案主要依据工程处于河岸边，运砂船舶能方便到达现场，在围堰筑岛材料上选择砂料，它可以迅速大量的运至现场。土工织物大砂袋围堰的施工采用水力充填砂袋，它将采用吹填的方法将含砂水流灌入砂袋中，砂袋将水滤出后砂料留在袋中使袋充满成型。围堰形成后，再采用大型自卸砂船将砂料卸在堰后和原堤岸间形成的水塘中，快速形成陆域。该方案有以下关键技术要点：

（1）采用耐候型土工织物大砂袋

土工织物充填袋采用丙纶编织土工布，土工布要有10个月以上保质期。大砂袋的编织土工布单位面积质量150g/m2，极限抗拉强度不低于18kN/m。选用优质耐候的材料可以保证砂袋充满砂料后不会产生破裂，同时在基础沉降的情况下能适应大变形，保证袋体不发生破裂。

（2）按堰体宽度和长度缝制超大尺寸密封砂袋

大砂袋用工业缝纫机缝制而成，缝制线采用尼龙线，强度不小于150N。土工织物袋横向尺寸从断面顶宽至底宽范围内取值，纵向尺寸为10至20m，充填后厚度为50cm。采用超大尺寸砂袋能加快施工进度，每层堰体均一次成型，同时由于袋体与堰体同宽，长度较长，具有良好的整体性，形成一个大型整体垫层，能将上部荷载均匀分布到地基上，避免了地基土层产生局部破坏。在软基受压产生沉降时，它也能适应整体或不均匀的沉降，不会对堰体产生不良的影响。

（3）水力充填砂袋

篇10

桥旧桥的拆除为例，结合现场实际情况，经过多个方案的比选，确定了最优的设计

方案，并详细介绍采用切割法拆除旧桥的方案设计。为同类型桥梁日后的拆除设计

和施工提供一定的参考价值。

关键词：旧桥拆除切割法钢围堰

1工程概况

南丫大桥旧桥位于东莞市道镇南丫村，桥梁上跨东江南支流的南丫涌水道，上部结构采用11×16m的简支现浇钢筋砼T梁，下部结构采用柱式墩台、钻孔灌注桩基础，桥宽8m。现状照片见图1。该桥建于90年代初期，因当时设计荷载偏低、年久失修、超载等因素影响目前已成危桥，只能限载通行。2007年初，东莞市道镇人民政府为了改善投资环境，决定对南丫大桥进行拆除重建。根据实施方案，先在旧桥上游侧新建一幅新桥，然后拆除旧桥，在旧桥桥址处新建另外一幅新桥。新建桥梁按照内河Ⅴ级航道通航标准设计。航道主管部门在批复文件中要求：不得将拆旧桥过程中的碎渣落入河道中影响航道安全，灌注桩需拆除到河床面以下250cm。

图1 现状南丫大桥照片

2设计原则

旧桥拆除虽然是属于临时性工程，跟新建桥梁有很大区别，但在旧桥拆除设计中同样要遵循“技术先进、安全可靠、经济合理”的原则。在旧桥拆除方案设计中，桥梁设计单位的设计方案不可能象具体施工单位的设计方案那样具体、详细，也没有必要。但设计单位提出的拆除方案一定要有可行性，因为这涉及整个工程的造价问题。各种不同的拆除方案，造价是相差很大的。如果提出的方案不合理，最终实施不了，造成很大的变更，将会影响整个工程造价。

3方案比选

根据本桥的实际情况，结合近年来国内一些旧桥拆除的实例，提出了以下几种方案。

3.1 爆破拆除法

爆破拆除法可分为静态爆破拆除法和控制爆破拆除法。这两种方法都是通过一定的材料为媒介对结构物进行爆破拆除。该类方法在国内高层建筑拆除中已经累积了很丰富的经验。该方法的优点是一次成功、施工周期短、效果明显，倒塌方向、破坏范围等参数可以通过爆破设计进行控制。该方法的缺点是一次爆破后，桥梁的所有碎渣全部落入河道，难于清理，后续工作量很大；同时在爆破过程中对相邻结构物会产生一定的破坏。

3.2 破碎机拆除法

破碎机拆除法是属于机械拆除法，是利用专用或通用的机械设备经更换工作装置直接将结构物就地破碎、解体。在目前来说，该方法是最成熟、有效的主要拆除方法。无论采用何种类型的拆除方法，最终都还是要采用破碎机拆除法来完成桥梁的彻底拆除、清理。目前国内的中、小桥梁的拆除基本都是采用破碎机拆除法。该方法的优点是所需要的机械设备都是比较常见，拆除过程可以控制在旧桥占地范围内，拆除过程十分安全，不会对相邻结构物产生影响，解体和破碎可同时完成，综合成本低。但该方法的缺点是，拆除过程中桥梁的碎渣同样会落入河道中，另外在拆除深水中的结构物也相当困难。

3.3 切割拆除法

切割拆除法也是属于机械拆除法，是利用专门的切割设备将结构物切割、解体，然后利用吊机吊到其它空地上再进行破碎处理。该方法在国内主要是用来拆除航道桥、深水基础桥。该方法的优点：拆除过程对航道运输影响小，对周围环境污染小、噪声小，拆除过程几乎不产生碎渣；拆除桥梁比较彻底、完全，不会遗留后续工作；拆除过程可以控制，十分安全；拆除过程不会危及相邻结构物的安全；可以在深水中拆除桥梁桩基。该方法的缺点：需要专用切割设备及其它配套的设备比较多，施工周期比较长，综合成本比较高。

南丫大桥旧桥桥位处的平均水深为7米，如果拆除过程中的桥梁碎渣全部落入河道中，清理河道很困难，将影响航道安全。另外拆除旧桥是在已经建好一幅新桥后进行的，新桥和旧桥之间的距离只有2米，如果采用爆破拆除，可能会严重危及新建桥梁的上、下部结构安全。因此爆破拆除法和破碎机拆除法首先被否决。经过综合比较，最终设计、建设、航道主管部门一致同意采用切割拆除法。

4切割拆除法方案设计

切割拆除法施工的主要顺序：桥面系―>主梁―>盖梁―>立柱―>系梁―>水中桩基―>架设钢围堰 ―>切割河床下桩基。

4.1 桥面系及主梁切割

南丫大桥旧桥上部为11×16m的简支现浇钢筋砼T梁结构，切割时从中间向两端切起，在拆除栏杆后先拆除冀板，再拆除T梁之间的桥面板，然后再切开横隔板吊走主梁。切割冀板时先把每跨冀板分成三段，钻上吊装孔，用吊机吊起将其切下，切割桥面板时以每片主梁和横隔板的中间面积为准，每框1块，在每块平衡位置上钻上4个吊装孔，切完后用航吊吊走，等全部面板切完后再用绳锯机将横隔板切开，横隔板和主梁一次性用航吊吊走。

4.2 盖梁切割

旧桥盖梁长度为6m，高度为1.2m，宽度为0.8m，总重量为14.4T，可用航吊一次性吊走，切割时只把盖梁和立柱连接处切开就可以一次性吊走，此项操作要用金刚石绳锯完成。

4.3 水上桥墩立柱切割

旧桥立柱露在水上部分大约为5m，但只需切掉4m，剩余1m作为切割河床以下桩基的平台，切割时只需在原立柱上钻上1个吊装孔用吊机吊起，再离水面1m高的地方用绳锯将其切断，就完成了此工序的操作。

4.4 系梁切割

旧桥系梁长度为4m，高度为1.0m，宽度为0.6m，总重量为6.0T，可用航吊一次性吊走，切割时只把系梁和桩基连接处切开就可以一次性吊走，此项操作要用金刚石绳锯完成。

4.5 桩基切割

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的铁板做起3m直径的钢围堰，做钢围堰时必须要考虑到安全，此钢围堰要做到8m高，要有内支撑防止水压变形，在钢围堰放入之前要先检查桥桩周边是否有石头及大块混凝土存在，钢围堰放好以后要用抽水机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个直径为2.8m的小钢围堰，高度为2m，主要是防止挖土时边上的泥土塌落确保挖土人员的安全，等淤泥清挖完毕以后再用钻孔机在桥墩桩基上端钻上1个吊装孔，在河床下2.5m部位将其切断,用航吊吊走，完成了整个切割的工艺。

5结语