2011年發(fā)生的東日本大地震，震后引起的土體液化現(xiàn)象以及巨大海嘯導致大量的堤防護岸發(fā)生潰堤，造成了大規(guī)模的人員傷亡和財產(chǎn)損失。為應(yīng)對日本東海海域到四國海域的南海海溝未來發(fā)生率極高的東南海?南海大地震，最大限度地降低地震所造成的危害程度，日本政府對該沿岸地域的堤防護岸進行預(yù)防性抗震加固及改建工程，即地震?海嘯防護對策工程。
日本株式會社技研制作所研發(fā)的無振動、無噪聲的液壓式壓拔樁機---靜壓植樁機，在與日本地震?海嘯防護對策工程領(lǐng)域中發(fā)揮了其獨特的功效和作用。以下以日本NINO海岸堤防改建工程為例介紹靜壓植樁機在堤防改建工程的應(yīng)用。
工程概況
工程名稱：NINO海岸堤防改建工程。工程地點：日本高知縣高知市春野町。施工時間2012年8月至11月。作為日本的地震?海嘯防護對策，該工程對位于太平洋一側(cè)的四國高知海岸堤防工程進行加固改造，以應(yīng)對今后發(fā)生率極高的東南海?南海大地震所可能帶來的巨大海嘯災(zāi)害。
NINO地區(qū)的海岸堤防位于仁淀川左岸河口，建造于上世紀60年代中期。未來可能的大地震發(fā)生時，土體液化會引發(fā)NINO地區(qū)海岸堤壩結(jié)構(gòu)的大范圍沉降，導致該地區(qū)堤防工程無法正常發(fā)揮抵御地震海嘯災(zāi)害的功能。相關(guān)學者通過對海嘯數(shù)值的計算設(shè)定，以及發(fā)生土體液化時的對策進行了工法選定。由于該海岸堤防的背面臨近主要的縣級公路及住宅區(qū)，附近又是海龜?shù)漠a(chǎn)卵地，因此無法采用大范圍填埋沙灘的工法。另外該區(qū)域越浪等災(zāi)害頻發(fā)，只能選擇在保有既存堤防機能的前提下進行施工。在滿足以上制約條件的同時，堤防加固改建工程完成后，需要滿足在發(fā)生地震時即便海堤發(fā)生沉降，海嘯的高度也不能超過堤防的高度，并需將水平位移控制到最小限度。通過對多個加固改造結(jié)構(gòu)方案進行比選，選定了頂部以拉桿連結(jié)的雙排鋼板樁植入結(jié)構(gòu)方案。該工程采用了ⅡW型鋼板樁約2400根，樁長15～16.5m。
施工難點
該工程施工存在以下難點：從堤防頂部開始向下6～7m深度附近存在直徑50～80cm的拋石層。傳統(tǒng)的鋼板樁打設(shè)方法無法進行施工。
工法選用
由于受到地質(zhì)條件限制，傳統(tǒng)的鋼板樁施工工藝和設(shè)備無法滿足工程施工要求，因而確定選用基于技研靜壓植樁機技術(shù)的“克服堅硬地質(zhì)工法”，通過設(shè)備自身的螺旋鉆系統(tǒng)裝置，實現(xiàn)將鋼板樁穿透拋石層，快速構(gòu)筑結(jié)構(gòu)物的目的。
效果評價 雙排鋼板樁植入結(jié)構(gòu)具有堅韌的整體結(jié)構(gòu)強度，通過雙層圍護結(jié)構(gòu)，可有效降低土體液化帶來的沉降與流動現(xiàn)象，從而達到防止結(jié)構(gòu)物位移的效果，可最大限度地降低大地震、大海嘯、洪水等自然災(zāi)害所造成的危害程度。該工程應(yīng)用基于技研靜壓植樁機技術(shù)的“克服堅硬地質(zhì)工法”進行鋼板樁植入，投入7臺設(shè)備同時作業(yè)，施工無振動、無噪聲，實現(xiàn)了安全、快速施工。該工程為日本政府首例采用技研公司提倡的“鋼板樁靜壓植入結(jié)構(gòu)”的堤防護岸加固改建工程案例，受到行業(yè)內(nèi)關(guān)注，為在類似工程中的推廣應(yīng)用起到了良好的示范作用。
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