LNG項(xiàng)目配套地基加固工程施工難點(diǎn)及措施

何軍　陳官祿　華鳳飛

摘 要：本文針對(duì)天津港南疆東部港區(qū)LNG項(xiàng)目配套地基加固工程施工過(guò)程中出現(xiàn)的淺層浮泥承載力差、深層排水過(guò)程中冒泥、吹填工程排水困難及質(zhì)量控制、吹填工程中圍擋密閉性差等問(wèn)題，提出了有針對(duì)性的解決方法，保證工程順利、圓滿完成，可為其它類似工程提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：吹填 承載力 排水 密閉性

概況

1、工程概況

該工程位于南疆東部港區(qū)，設(shè)計(jì)地基處理總面積約96.3113萬(wàn)m2，分為5個(gè)處理區(qū)域，分別為A、B、C、D、E區(qū)域；其中A區(qū)為A1～A28區(qū)共28個(gè)區(qū)，面積約為61.2719萬(wàn)m2，B區(qū)為B1～B8區(qū)共8個(gè)區(qū)，面積約為4.5882萬(wàn)m2。C區(qū)為C1～C6區(qū)共6個(gè)區(qū)，面積約2.5203萬(wàn)m2；D1區(qū)（施工平臺(tái)）面積約為4.6693萬(wàn)m2；D2區(qū)工作船平臺(tái)1.8116萬(wàn)m2；E區(qū)為E1～E8區(qū)共8個(gè)區(qū)，面積約為21.4498萬(wàn)m2。其中A區(qū)和B區(qū)采用“二次加固”真空預(yù)壓法工藝進(jìn)行處理，C區(qū)采用“二次加固+山皮土換填法”工藝施工，D1區(qū)、D2區(qū)及管線帶E區(qū)采用“堆載預(yù)壓”工藝進(jìn)行加固處理。另外，還包括東外堤反壓平臺(tái)工程、臨時(shí)供水管道工程及施工通道工程。

2、設(shè)計(jì)要求

工程A區(qū)真空預(yù)壓加固區(qū)要求膜下真空度穩(wěn)定保持不小于85KPa，真空預(yù)壓時(shí)間為100天。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推算的沉降固結(jié)度大于75%；連續(xù)5天實(shí)測(cè)沉降速率不大于12.0mm/d。

工程B區(qū)、C區(qū)真空預(yù)壓加固區(qū)要求膜下真空度穩(wěn)定保持不小于60KPa，真空預(yù)壓時(shí)間為70天。D區(qū)堆載自重預(yù)壓區(qū)，預(yù)壓時(shí)間為120天。

施工工藝方法

工程由于原泥面均為剛吹填泥面，現(xiàn)狀地面均為浮泥，大部分區(qū)域含水量均達(dá)到100%-120%以上，承載力較低，相比傳統(tǒng)深層處理工藝吹填粉砂墊層時(shí)很難成型，施工非常困難，極易出現(xiàn)翻漿，修補(bǔ)則造成工期的二次浪費(fèi)，且加固質(zhì)量無(wú)法保證。而采用先淺層，后深層處理原泥面含水率降低30%左右，且有淺層抽氣壓力形成的硬殼層，不可控因素較少，工期上比較可靠，加固質(zhì)量可以得到保證。因此本地基加固工程采用了先淺層，后深層順序?qū)嵤?，具體施工工藝介紹如下：

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→鋪設(shè)一層150g/㎡編織布→鋪設(shè)一層荊笆→鋪設(shè)一層土工格柵→鋪設(shè)一層400g/㎡土工布→人工插板→濾管綁扎、鋪膜等→淺層真空預(yù)壓45天→0.8m厚吹填粉砂→0.3m厚中粗砂墊層→打設(shè)塑料排水板→濾管綁扎、鋪膜等→深層真空預(yù)壓100天→鋪設(shè)一層200g/㎡膜上土工布→膜上擋埝及膜上吹填粉砂→驗(yàn)收

施工的難點(diǎn)及解決措施

該工程屬于臨海作業(yè)，在施工過(guò)程受天氣、海況、地質(zhì)等方面的影響較大，施工難度較大，下面針對(duì)施工中的具體問(wèn)題進(jìn)行分析。

1、淺層浮泥承載力差的問(wèn)題

原泥面均為剛吹填泥面，表層均為浮泥，承載力較低，淺層處理施工困難較大。

解決措施：考慮到淺層持力層施工是淺層處理成敗的關(guān)鍵，為此項(xiàng)目組查閱相關(guān)資料，并結(jié)合自身施工經(jīng)驗(yàn)，提出對(duì)持力層施工采用：一層150g/m2編織布+一層荊笆+一層雙向20kn土工格柵+一層400g/m2土工布的方案。主要基于如下三方面的考慮：該方案中荊笆及土工格柵作為持力層，承載能力較高，工人在上面進(jìn)行踩踏相對(duì)較安全；有了荊笆墊層的作用，排水板板頭不會(huì)發(fā)生大量的冒泥現(xiàn)象，排水通道不會(huì)受到影響。另外土工格柵也起到了防止荊笆條上翹刺破密封膜的作用，從而為淺層處理提供了良好的條件；該方案中不需要泡沫板做鋪墊，省時(shí)省事，施工進(jìn)度得到保證。

2、深層排水過(guò)程中冒泥問(wèn)題

深層打設(shè)塑料排水板過(guò)程中冒泥較多，橫向排水通道易堵死，影響真空抽氣質(zhì)量。

解決措施：針對(duì)原設(shè)計(jì)排水板板頭直接埋入30cm厚中粗砂墊層進(jìn)行常規(guī)真空抽氣處理，發(fā)現(xiàn)深層打設(shè)塑料排水板冒泥現(xiàn)象嚴(yán)重的問(wèn)題，通過(guò)改變施工工藝的方式來(lái)確保深層真空抽氣施工質(zhì)量，將原設(shè)計(jì)中常規(guī)抽氣工藝改為濾管與排水板直接綁扎的直排式真空抽氣，同時(shí)直徑63mm的濾管變更為環(huán)剛度較大的直徑40mm濾管，加密濾管鋪設(shè)密度，這樣有效解決抽氣過(guò)程中的排水通道問(wèn)題，真空抽氣的有效應(yīng)力可以更快地作用于土體中，確保了真空抽氣質(zhì)量。

3、吹填工程排水困難及質(zhì)量控制問(wèn)題

工程膜上吹填粉砂工程量大，如何解決好排水及質(zhì)量至關(guān)重要。

解決措施：工程膜上吹填粉砂工程量達(dá)248萬(wàn)m3，粉細(xì)砂中砂與水的體積比例約1：3考慮，吹砂水方量約740萬(wàn)m3，由于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)排水通道，排水壓力特別大，為徹底解決排水困難問(wèn)題，項(xiàng)目部決定采用挖掘機(jī)沿D1區(qū)周圍挖出一條排水溝，并在AB捻中間位置設(shè)置排水口，排水口共由9排吹泥管組成。吹砂水沿排水溝流向AB捻排水口，最終通過(guò)西側(cè)預(yù)留發(fā)展用地出水口流入外海（見(jiàn)排水通道平面圖）。同時(shí)針對(duì)施工區(qū)域內(nèi)積水較多且位置較低的地方采用接力泵和泥漿泵進(jìn)行強(qiáng)排處理，本工程共投入排水設(shè)備接力泵4臺(tái)、6寸泥漿泵30臺(tái)、四寸水泵15臺(tái)，確保了吹填粉砂的順利進(jìn)行。

吹砂過(guò)程中在質(zhì)量控制方面主要控制以下幾個(gè)關(guān)鍵工序：（為確保真空區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，各區(qū)壓膜溝處均進(jìn)行15m寬充填袋施工。（利用沉降盤刻度及各層砂面標(biāo)高測(cè)量對(duì)吹填粉砂厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制，確保第一層吹砂厚度控制在50cm以內(nèi)，以后每層吹砂厚度在80cm。（吹填粉砂過(guò)程中嚴(yán)格控制好真空泵箱上抬高度不超過(guò)80cm，確保真空泵有效抽氣功率。 最后一層膜上吹填粉砂施工時(shí)，采用預(yù)留沉降法確定其最終吹填標(biāo)高。既根據(jù)吹填區(qū)域最近一周日平均沉降值d，推斷出該區(qū)域膜上吹填粉砂標(biāo)高H，并采用細(xì)竹竿標(biāo)記紅漆或細(xì)線為標(biāo)記控制最后一層粉細(xì)砂吹填厚度及表面平整度。 H=h+d*t （h為交地標(biāo)高，t為最后一層吹砂至交工施工日期）， 最終膜上吹填粉砂于10月中旬順利完工，一次性通過(guò)第三方檢測(cè)單位驗(yàn)收，圓滿完成任務(wù)。endprint

4、吹填工程中圍擋密閉性差的問(wèn)題

工程膜上吹填粉砂設(shè)計(jì)厚度為4.4m，若采用常規(guī)袋裝土擋埝保護(hù)真空泵，由于密閉性差，造成粉細(xì)砂進(jìn)入真空泵而發(fā)生破壞，造成真空抽氣失敗。

解決措施：為確保真空泵在吹填粉砂過(guò)程中能夠正常工作，分別考慮了真空泵周圍套用鋼筋混凝土管材、硬塑料波紋管及鋼護(hù)筒三種措施進(jìn)行效果對(duì)比分析。鋼筋混凝土管材雖強(qiáng)度滿足要求，但自身重量較大，施工操作性不強(qiáng)，需吊車進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，不能滿足施工進(jìn)度要求，同時(shí)施工成本費(fèi)用較高。硬塑料波紋管自身環(huán)剛度雖能滿足要求，但施工操作性不強(qiáng)，影響施工效率，同時(shí)施工成本費(fèi)用相對(duì)較高。采用鋼護(hù)筒套入真空泵在強(qiáng)度、施工操作性及成本方面均有較大優(yōu)勢(shì)。首先我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)模擬了類似環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)，將兩個(gè)做好的鋼護(hù)筒埋入平臺(tái)粉砂內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間觀察鋼護(hù)筒完好無(wú)損，確認(rèn)了鋼護(hù)筒在強(qiáng)度方面能滿足施工要求。同時(shí)施工操作方面，鋼護(hù)筒只需一個(gè)人工將其放倒即可運(yùn)至施工區(qū)域進(jìn)行安裝，施工進(jìn)度得到保證，節(jié)省了成本費(fèi)用。

經(jīng)過(guò)比較，項(xiàng)目部采用了真空泵周圍套用鋼護(hù)筒施工工藝。鋼護(hù)筒采用現(xiàn)場(chǎng)制作焊接而成，壁厚4mm，直徑1270mm，高1260mm，設(shè)計(jì)每臺(tái)真空泵套用兩個(gè)鋼護(hù)筒，下層鋼護(hù)筒制作過(guò)程中安裝扣環(huán)固定上層鋼護(hù)筒，同時(shí)在其搭接處采用雙層土工布進(jìn)行包裹，形成一個(gè)密閉的工作環(huán)境，防止粉砂從縫隙內(nèi)進(jìn)入真空泵內(nèi)，最終確保了真空泵的正常工作，LNG地基處理工程圓滿完成。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展和港口建設(shè)的步伐加快，陸域資源短缺成為沿海城市發(fā)展的重要影響因素。填海造陸是沿海城市、港口解決陸域資源短缺的重要途徑。但吹填工程受諸多方面的影響，施工難度較大。筆者結(jié)合天津港南疆東部港區(qū)LNG項(xiàng)目配套地基加固工程建設(shè)實(shí)例，針對(duì)吹填過(guò)程中淺層浮泥承載力差、深層排水過(guò)程中冒泥、吹填工程排水困難及質(zhì)量控制、吹填工程中圍擋密閉性差等問(wèn)題，提出行之有效的解決方法，由此保證了本工程順利實(shí)施完成，也為以后的施工和工藝革新積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也可為其它類似工程施工提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭全元.吹填土真空預(yù)壓工程實(shí)例分析[J].鐵道勘察.2006，（3）：48-50.

[2] 天津港航工程有限公司. 天津港南疆東部港區(qū)LNG項(xiàng)目配套地基加固工程施工技術(shù)總結(jié)[R].2013.1.

（作者單位：天津港航工程有限公司）endprint