5.1 海塘外侧护坡损坏的种类和成因
5.1.1 护坡损坏的种类
护坡由于设计不当、施工质量差或养护管理等方面原因,在土体沉陷、风浪袭击、涨落潮流顶冲等外力作用下出现损坏,直接影响堤身结构的安全稳定。因此须分析护坡损坏的种类、原因,以便采取正确的处理措施确保堤身结构的安全。海塘堤身护坡(临水侧)面层结构与保滩丁坝、顺坝基本类似,有浆砌(灌砌)块石、螺母块体,或在砌石垫层上覆异形块体(扭王块体、扭工块体、四脚空心块体),或栅栏板护面,但面层以下则不同,堤身护坡面层以下是反滤层及土基,而保滩工程基本上是抛石坝体。
堤身外侧护坡常见损坏类型主要有以下几种:
(1)开裂、松动、脱落。主要是砌筑质量差、砌筑不规范、砂浆脱落、块体松动,以致在风浪作用下损坏。
(2)坍塌。在第一种类型损坏时未及时进行修补加固,导致护坡块石脱落,进而反滤层损坏,土基吸出流失,损坏范围扩大而使护坡塌陷成凹坑,周边大面积开裂松动,威胁堤身安全。或在一次台风浪期间,先在护坡原薄弱环节突破致局部块石松动脱落,进而破坏反滤层,淘刷堤身土基并进一步扩大,形成较大面积的损坏。坡面局部填土施工质量差、密实度不足,导致局部沉降造成护坡塌陷。
(3)塌陷形成堤身空洞。护坡块石砌筑缝隙大,操作不规范,在风浪作用下松动,进而碎石等反滤垫层吸出,反滤土工布损坏,造成堤身土体流失形成空洞,面层结构沉陷或架空,进而造成上层栅栏板断裂或异形块体沉陷、滚落。
(4)堤脚大方脚损坏、断裂。堤脚大方脚施工质量不好,如灌砌块石无座浆,缝隙过小,浇灌细石混凝土不实、振捣不实;或混凝土加毛石用量过多,混凝土标号不符设计;抛石坝基础沉降导致大方脚被架空或外侧消浪块体下沉、损坏,对大方脚保护作用削弱等,在强风浪作用下引起大方脚表面混凝土剥落、块石外露、开裂或断裂。
(5)消浪平台外侧与下坡护坡之间的混凝土格埂断裂破损。原因可能是施工时外侧贴坡未密实,在风浪长期作用下干(浆、灌)砌块石下沉,反滤失效或坡面局部反滤损坏、搭接不够、抛石棱体下沉、变形引起堤身与抛石坝间反滤失效,堤身吹填沙流失形成空洞,进而导致栅栏板下干砌块石下沉开裂,或灌砌块石平台外侧素混凝土格埂悬空断裂损坏。
(6)灌(浆)砌块石面鼓起破损。灌(浆)砌块石护坡排水孔堵塞,堤身地下水无法排出,渗透压力造成护坡局部鼓起,坡面开裂。
(7)抛石护脚沉陷、滚落。抛石厚度、宽度偏小,下部反滤不满足要求,在风浪打击下块石失稳、滚落流失,或沉陷下沉,或由于堤前滩地刷深,护脚块石滚落。
常见护坡损坏见图5.1-1。
图5.1-1(一) 常见护坡损坏
图5.1-1(二) 常见护坡损坏
5.1.2 海塘护坡损坏的原因
海塘护坡损坏往往是多种因素共同作用的结果,在第4章保滩丁坝、顺坝护坡损坏的原因已作了阐述,堤防护坡由于其所处位置一般均位于平均潮位之上,除堤脚大方脚以外,护坡均位于堤身土坡上,因此其损坏原因除同前述保滩护坡坡面损坏原因外,还有以下不同方面的原因。
(1)大河势变化致使海塘前沿水深增加,使风浪标准超过了海塘设计标准,或者规划标准已提高,已高于原设计标准;遭遇超标准风浪袭击,造成护坡坡面损坏(浆砌块石、灌砌块石、螺母块体、栅栏板及异形块体护坡)。
(2)施工缺陷。
1)干砌块石砌筑不紧密、空隙大塞小片石,砌筑时大面朝上追求美观,互相结合不紧密,有架空现象,受风浪作用块石松动而脱落、滚动破坏,或被涌浪吸出。
2)浆砌或灌砌块石,不座浆或填浆不满,灌浆不密实,或块石表面泥泞洗刷不干净,导致砌筑时砂浆(细石混凝土)与块石黏结不牢固,遭遇风浪冲击后块石松动、开裂、脱落。
3)异形块体安放时未按设计排列或间隙过大数量不足,在风浪作用下移动或翻滚。
4)施工时选择材料不符合设计要求,如块石采用风化岩石或易溶解崩裂的沙质页岩等,在风浪作用下磨蚀、溶解,造成护坡损坏。
5)施工中所用反滤土工布不合格、或铺设搭接长度不足或野蛮施工致反滤土工布被砸坏,碎石垫层级配不满足反滤要求等造成堤坡反滤失效,干砌块石施工质量不好、三角缝过大造成土体逸出,形成空洞或塌陷。块石开裂、沉降、脱落、坍塌,异形块体排列位置变化、滚落、损坏,或栅栏板断裂等。
6)施工混凝土标号不满足设计要求,导致在强风浪作用下异形块体断裂、栅栏板混凝土爆裂露筋、格埂断裂。
7)堤脚大方脚施工质量有问题(混凝土标号不足、毛石加量比例偏大、振捣不密实、灌砌块石不密实、浇筑混凝土前块石未清洗或块石直接堆砌等),在风浪作用下混凝土剥落、开裂以至断裂、大方脚基础抛石棱体沉降、与堤身吹填沙之间反滤损坏,土体掏空,致堤身护坡坍落,大方脚架空,在上述多重因素作用下大方脚失稳、断裂。
(3)堤身、堤脚位于高滩上的堤防,当该岸段河势遭遇较大变化,堤前高滩受潮流冲刷剥滩严重,高滩迅速后退,导致堤脚大方脚外露移位沉陷侧翻,进一步发展造成护坡坍塌损坏。