中新天津生態(tài)城基礎(chǔ)淺層疏干固結(jié)施工技術(shù)

□文/劉會(huì)平

工程概況

中新天津生態(tài)城東至中央大道，西至薊運(yùn)河，南至永定新河入?？?，北至規(guī)劃津漢快速公路，總面積約30 km2。原址多為鹽池、養(yǎng)殖魚蝦池、拋泥場以及被污染的水面并且作為周邊區(qū)域建設(shè)取土主要地點(diǎn)，經(jīng)過長期無序過度取用，現(xiàn)狀缺土嚴(yán)重，不能滿足基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及項(xiàng)目開發(fā)需要。根據(jù)生態(tài)城豎向規(guī)劃和現(xiàn)狀地坪標(biāo)高情況，生態(tài)城缺土約2 400萬m3，見圖1。

圖1 生態(tài)城原始地形地貌

生態(tài)城周邊有薊運(yùn)河、永定新河、區(qū)內(nèi)薊運(yùn)河故道等多條水系，沿河區(qū)域常年作為周邊河道清淤拋泥場地，一方面無序占用土地不利于土地有效開發(fā)利用，另一方面淤泥堆積也需要二次處理。

為解決區(qū)域快速建設(shè)開發(fā)和地塊基礎(chǔ)填墊的突出矛盾，啟動(dòng)了中新天津生態(tài)城基礎(chǔ)吹填固結(jié)工程。該項(xiàng)目一期位于起步區(qū)及中部片區(qū)，占地面積約5 km2，吹填土方約800萬m3，吹填深度1.5～3.5 m。根據(jù)實(shí)際情況分析論證，工程擬結(jié)合天津市水利局薊運(yùn)河及永定新河河道疏浚清淤項(xiàng)目同步展開，利用清淤的河泥對缺土地塊進(jìn)行吹填并采用淺層疏干固結(jié)技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)處理。通過上述施工工藝，可使地塊地基承載力在4個(gè)月內(nèi)達(dá)到5.5 t/m2，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和項(xiàng)目開發(fā)盡快實(shí)施創(chuàng)造有利條件。

施工工藝

相比于傳統(tǒng)的吹填及真空預(yù)壓基礎(chǔ)處理工藝，生態(tài)城淺層吹填疏干技術(shù)采用逆作法，即先布設(shè)疏干管網(wǎng)系統(tǒng)，然后進(jìn)行吹填并利用表層淤泥作為自密封層，泥面達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)高后對基礎(chǔ)進(jìn)行疏干固結(jié)。見圖2和圖3。

圖2 淺層吹填疏干固結(jié)施工流程

圖3 淺層吹填疏干固結(jié)施工工藝

（1）首先排放場地余水，對地塊適當(dāng)整平并按每20～30萬m2進(jìn)行分區(qū)施做圍堰、內(nèi)部子隔埝、排水溝。

（2）每個(gè)分區(qū)根據(jù)真空泵功率、作用范圍、地形及泥層厚度等條件設(shè)計(jì)若干疏干單元并按棋子格形式布設(shè)疏干管網(wǎng)系統(tǒng)。疏干管網(wǎng)主要由集水主管、支管、導(dǎo)管和縱向排水板組成，其經(jīng)緯管線間距按1.5～3.0 m設(shè)置。管道采用PVC管，排水板采用聚乙烯塑料B型濾水板。集水干管、支管、導(dǎo)管之間分別采用變徑、十字、丁字接頭連接牢固。集水網(wǎng)管、濾水板應(yīng)分別固定牢固，見圖4。

圖4 疏干管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)

（3）網(wǎng)管布設(shè)應(yīng)基本在一個(gè)水平面上，否則應(yīng)在坑洼處用柔性管進(jìn)行連接架設(shè)，以防止網(wǎng)管受壓斷裂。一般吹填深度在1.5 m以內(nèi)，鋪設(shè)一層水平干管即可。吹填深度每超過1 m，再加鋪一層水平干管以保證疏干固結(jié)效果。

（4）在每個(gè)疏干單元設(shè)置一個(gè)真空排水泵，布置在圍埝四周，另配備1臺(tái)備用。

（5）每個(gè)分區(qū)疏干管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)結(jié)束即可進(jìn)行吹泥施工，泥質(zhì)為河道清淤淤泥。每個(gè)區(qū)域的吹泥口應(yīng)根據(jù)吹泥量適時(shí)調(diào)整并在出泥管口增設(shè)一錐型噴管，隨時(shí)改變噴管角度，調(diào)整出泥方向及位置，以確保每個(gè)疏干單元吹泥基本均勻，避免遠(yuǎn)末端浮泥較多造成后期疏干難度大、效果不理想。見圖5。

圖5 吹填基礎(chǔ)

（6）吹填有效距離一般在3 km以內(nèi)，若吹距較遠(yuǎn)，則應(yīng)設(shè)置中繼接力池并采用加壓泵將淤泥泵送至較遠(yuǎn)區(qū)域。

（7）吹填同時(shí)進(jìn)行電氣及排水設(shè)備安裝與調(diào)試。吹泥量達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)高后排放明水并進(jìn)行抽真空吸水疏干。為保證表層淤泥自密封厚度以及疏干固結(jié)后的標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一般泥面應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.6～1.2 m，但也應(yīng)根據(jù)泥質(zhì)及吹填深度進(jìn)行調(diào)整。見圖6。

圖6 疏干固結(jié)

（8）疏干過程應(yīng)24 h連續(xù)開泵抽排水并根據(jù)疏干區(qū)域內(nèi)地表開裂情況，適時(shí)使用輕型推土機(jī)碾壓，杜絕預(yù)埋集水管路和排水板與大氣連通，確保疏干系統(tǒng)密閉真空以及抽排水的最佳效果。

（9）連續(xù)疏干4個(gè)月后，安排重型推土機(jī)排壓，見圖7。一般疏干5個(gè)月即可進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，地基承載力達(dá)到5.5 t/m2以上，含水率22%～33%，場地即可交付基礎(chǔ)設(shè)施及項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)使用。

圖7 碾壓平整

技術(shù)要點(diǎn)

與普通填土碾壓平整、傳統(tǒng)吹填及真空預(yù)壓相比，淺層吹填疏干固結(jié)施工技術(shù)具有以下技術(shù)優(yōu)勢并可以在類似區(qū)域同類工程推廣使用。

（1）先行布管插板，減少了后期施工難度。

（2）用淤泥作自密封層并保持泥封層下的高真空度。

（3）取消土工布封層、二次吹泥以及砂墊層，降低了工程造價(jià)。

（4）水平管網(wǎng)傳遞負(fù)壓，利用水氣分離的造壓方式進(jìn)行疏干固結(jié)。

（5）可以與河道、航道、水庫清淤緊密結(jié)合，用淤泥造陸避免新建排泥場以及反復(fù)清淤問題，節(jié)省投資、效益顯著。

（6）綠色環(huán)保，工程后期可淋洗鹽堿，有利于土質(zhì)及環(huán)境改善。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

淺層吹填疏干固結(jié)施工技術(shù)、普通填土碾壓平整、傳統(tǒng)吹填及真空預(yù)壓技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表1。

表1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

由表1可以看出，淺層吹填疏干固結(jié)施工技術(shù)能夠縮短工期，綜合造價(jià)低15%～25%，生態(tài)城一、二期基礎(chǔ)固結(jié)工程共節(jié)約投資超過2 400萬元。

結(jié)語

生態(tài)城基礎(chǔ)吹填疏干固結(jié)工程與周邊河道治理相結(jié)合，既改善了水域環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了廢棄河泥的再利用、變廢為寶，又減少了大量外購?fù)翆χ苓叚h(huán)境的破壞及揚(yáng)塵污染，吹填疏干固結(jié)技術(shù)“能復(fù)制、能實(shí)行、能推廣”，具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)了生態(tài)城綠色、生態(tài)、環(huán)保的建設(shè)理念。