1、1连云新城围海造地陆域形成及地基处理施工技术研究中图分类号：TU74 文献标识码：A 1、绪论 前言 我国沿海地区人口密集，经济发达，随着城市化进程的不断深入，土地需求数量持续增加，土地资源的供求矛盾将会日渐突出。围海造陆和滩涂开发用于城市建设和工业生产，为解决土地稀缺问题和利用沿海丰富的海涂资源提供了有效的途径。珠三角、长三角、环渤海以及连云港、温州、厦门、天津等地区“十一五”期间都进行了大面积围海造陆工程。目前围海工程一般都进行围海施工并在吹填后进行软基加固处理，因此工程面临解决的首要问题是选择何种适合的施工技术方案在满足质量、工期要求的同时进一步节约投资成本。连云港连云新城是典型的围海造
2、地项目，其低透水性、高含水量的淤泥性质具有很强的代表性。本文希望通过对该项目施工技术的研究，从施工细节入手为类似项目提供参考借鉴。 研究背景 2005 年，连云港市政府组织了东部滨海发展战略规划国际咨询，提出了连云港空间发展思路“城市东进，拥抱大海” ，调整了城市空2间发展方向。根据 2007 年连云港市城市总体规划（20072020）纲要及连云港海滨新区分区规划（2007-2020） ，连云港将按照“一心三极”（如图 1-3、图 1-4 所示） 的空间布局，实施东进战略。 “一心”就是在浅海滩涂上兴建一个 48.88 平方公里的全新的滨海新区（2009 年后更名为“连云新城” ，以下简称“新
3、城” ） 。 图 1-3 远景“一心三极”空间结构图图 1-4 海滨新区功能区位图 图 1-5 海滨新区位置图 工程地质 工程范围内所揭示的地层上部为淤泥及淤泥质粘土层，该层分布稳定，揭露层厚大（9m14m） ，为海湾缓慢流水条件下的沉积物。淤泥及淤泥质粘土均为欠固结土，呈絮状结构。其特点为高含水量、高孔隙比、高压缩性、低强度、弱透水性、变形量大。 地基处理难点 勘区上部地层主要为淤泥及淤泥质粘土。该土层物理力学性质劣差，不宜直接做为围堰基础的持力层。建议围堰基础施工采用爆破填石挤淤方案时，选择第层粘土做为围堰基础的持力层。吹填区上部淤泥及淤泥质粘土层厚度较大，承载力低，不能满足上部荷载的要求
4、，在长期地面荷载作用下被压缩变形，可产生大量地基沉降，特别是地基的不均引3起的不均匀沉降问题更加突出。建议采用堆载预压法或真空预压进行地基处理。 主要研究内容 本文希望通过对连云港海滨新区连云一期基础设施陆域形成项目在爆破挤淤围堰之后的吹填及地基处理施工技术的研究，总结高含水量、超低渗透性的淤泥性质情况的真空预压软基加固施工技术，为类似工程提供有益借鉴。 本人在该项目先后担任施工方项目副经理及业主方工程部经理，主要负责施工管理及现场协调工作。 陆域形成及地基处理施工 陆域吹填 施工方法 泥浆泵吹填 泥浆泵吹填淤泥在海滨新区胜利湖清淤工程中取得了较好的效果。泥浆泵吹填对水深的要求较小，不受围堰的
5、限制，也可使用泥浆泵开挖基坑，方便绞吸船进入施工。 绞吸船吹填 采用 300m3/h 左右、吃水小于 1m 的绞吸船。考虑到风浪原因，部分采用 1000m3/h 左右沿海船型绞吸船。 图 4-2 绞吸式挖泥船 4地基排水系统施工 铺设土工布、土工格栅 土工布采用长丝机织土工布。 吹填完成后，要对吹填土进行 45 个月的晾晒。待淤泥表面晒干到可上人行走时才开始铺设土工布和土工格栅。 土工布和土工格栅采用人工铺设，先铺设一层 180g/m2 编织土工布，再在土工布上面铺设一层土工格栅。 图 4-3 土工布铺设及拼接 质量控制措施 土工布的连接强度和土工格栅的连接强度不低于其本体强度。土工布的拼接采
6、用手提工业缝纫机缝合，采用包缝或丁缝，搭接宽度500mm。可在现场临时用地上预先将土工布缝接成满足需要大小的大幅土工布。土工格栅块与块之间拼接采用厂家专用的连接铆钉或尼龙绳进行现场连接。 回填砂垫层 铺设完土工格栅、土工布后，需在加固区上铺设一层厚 1m 的砂垫层。砂垫层既是真空预压水平排水层，又是插塑料排水板的施工垫层。 材料要求 根据塑料排水板打设平面布置图（EY07-JS27-SG-ZT-06-02） ，砂垫层采用透水性好的中粗砂的海砂或淡水砂，要求含泥量3%，渗水系数5210 2cm/s。 施工质量要求 本工程砂垫层厚度为 1m。根据港口工程检验质量评定标准排水砂垫层厚度允许偏差为h/
7、10100mm。砂垫层铺设前应设立标杆，施工后要测定期厚度。 砂垫层铺设 砂垫层是预想采用小型机械进行摊铺的，但小型机械上去后，淤泥面上的承载力太低，导致经过晾晒的淤泥起拱呈丘陵状。而且随着小型机械多次往返，淤泥的起伏落差也在加剧。后改用人工进行摊铺。从围堤边划分好每人负责的宽度，一般是 23m 范围，铺上竹排，用小车装砂，人工推车向中心区域摊铺。施工效果比较好，土工布下面的淤泥没有明显的起拱，砂垫层的平整度也得到了有效的控制。 图 4-3 人工铺设砂垫层 打设塑料排水板 本项目采用真空预压法处理地基。根据塑料排水板打设平面布置图（EY07-JS27-SG-ZT-06-02） ，竖向排水通道采
8、用 B 型塑料排水板，其各项指标应符合塑料排水板质量检验标准 （JTJ/T25796） 。塑料排水板正方形布置，间距 1.2m。 施工流程 塑料排水板施工是紧接着砂垫层施工后进行的重要工序。塑料排水6板施工工艺流程见图 4-4。 图 4-4 塑料排水板施工工艺 施工方法 施工准备 塑料排水板间距和底标高 根据塑料排水板打设平面布置图（EY07-JS27-SG-ZT-06） ，塑料排水板正方形布置，间距 1.2m。排水板底标高为11.2m18.4m（1985 年国家高程基准） ，排水板底标高和深度分界线见塑料排水板打设平面布置图 。 测量放样 施工前，用全站仪或 RTKGPS 对各区分界线和纸板
9、深度分界线进行放样。插小旗或打下木桩做为各区分界线和纸板深度分界线的控制点，并在小旗或木桩上为控制点标志编号。 塑料排水板进场 在塑料排水板进场前，需检查其厂家产品合格证及质量检测报告。不同批次生产的排水板应分批次检验，同一批次生产的排水板按每 20 万m 检验一次。抽样送监理工程师认可的质检单位进行质量检验。待检验合格并报监理工程师审批同意后方可使用。 施工人员、机具进场 安排施工人员及液压式插板机进场。 7工地临时仓库 在各施工单元块附近搭建工地临时仓库，贮放排水板等材料。 施工机具 本工程计划投入 78 台液压插板机（单机施工能力约为 8000m/d）进行塑料排水板施工。根据工期计划，合
10、理调配使用。 施工步骤 塑料排水板的施工将严格遵守规程的要求，并按以下施工步骤进行实施： 在已放样确定的各加固块范围内，用全站仪和钢尺按正方形布置、间距 1.2m 测放出塑料排水板打设板位（测放误差控制在30mm 以内） ，考虑到边角处需进行搅拌墙施工，所以边角处排水板可根据实际情况向内作适当调整，并用竹签或排水板芯等插入砂垫层作标记。 插板机移机定位，安装排水板桩靴。施打作业时，插板机的桩靴落地定位由插板机驾驶员在控制室内控制，其误差控制在70mm 范围内。 塑料排水板均按正方形布置，间距 1.2m。施工操作人员根据安装在插板机上的金属活动垂针和刻度盘，控制桩管下插时的垂直度偏差不得大于1.
11、5%。 上拔桩管至桩管下端高出砂垫层面 50cm。上拔桩管时，施工人员应仔细观察排水板有没有回带现象，若回带长度超过 50cm，则在板位旁45cm 处补打一根。 切割排水板，控制排水板在砂垫层顶面以上的外露长度为 20cm，并将露出部分弯折埋入砂垫层中。 8移机进行下一根排水板施工。 在排水板施工过程中，要派专人做好施工原始记录（见记录表） ，以备抽查。 各分块塑料排水板施工完成后，进行自检，待自检合格后再上报监理工程师验收。一个区段的塑料排水板验收合格后，要及时用砂料回填打设时在排水板周围形成的孔洞，并将排水板头埋置于砂垫层中。 打设完塑料排水板，进行有关观测仪器埋设。 图 4-5 塑料排水
12、板打设及间距检查 真空预压施工 真空预压面积及要求 本工程真空预压面积为 112 万 m2，在大范围地基加固前首先进行了100 亩的地基处理试验。根据初步设计本工程地基加固平均固结度75%。真空预压完成后，场区地面高程为 2.1m（含 1 米砂垫层） 。 根据连云港的实践经验，真空预压时间为 6 个月。一般要求真空度稳定在 80kPa 以上、实测地面沉降速率连续 4 天的平均沉降量小于 2mm/d时，可停泵卸载。 真空预压施工工艺流程 真空预压施工工艺流程见图 4-6。 9图 4-6 真空预压施工工艺流程 真空预压典型断面图 真空预压典型断面图见图 4-7。 图 4-7 真空预压典型断面图 真
13、空预压工艺与施工方法 真空预压施工的原理是将软基处理区域作为一个密封体，通过真空泵负压源将土体中的孔隙水和空气抽排出加固体，提高地基承载力。因此，对每一道工序要精心组织，按照设计要求和技术规范进行施工，施工阶段可细分如下： 滤管制作 设计文件中主管、滤管均采用76mmPVC 硬塑料管，壁厚1.2mm。在滤管壁上每隔 5cm 钻一孔径为10mm 的小孔，制成花管，在花管的外面先包一层尼龙窗纱布，然后再包一层无纺土工布作为隔土层，这样滤管便制成。包裹滤管的土工布抗拉强度要6kN/m，0950.21mm，单位面积质量为 300500g/m2，渗透系数kg10-3cm/s，应无破损并包扎严密。 实际施
14、工过程中发现目前流行推广的柔性滤管更能适应不均匀沉降，因此建议主、滤管均改用63mm 柔性波纹滤管，主、滤管之间用PVC 四通连接。设计单位也采纳了此建议。 埋设真空管路和膜下测头 10主管布设间距不大于 30m，滤管布置间距不大于 5.0m，呈框格形布置。主管、滤管埋于砂垫层顶面下 300mm 处。按每个预压区的设计尺寸，先将滤管摆设好并连接好，接头处用铁丝绑扎牢固，然后在管路旁边挖滤管沟，沟深约 20cm，然后一边挖沟一边埋管入沟，入沟深度约 15cm，并用中、粗砂填平。管间连接应用骨架胶管套接，套接长度不小于100mm，并用铅线绑扎以确保牢固，为防止铅丝接头刺破密封膜，铅丝接头应朝下埋入
15、砂层。在铺设过程中要确保滤管上的滤膜不被破损，出膜处采用无缝镀锌钢管和接头相连接，垂直伸出膜面约 30cm。 图 4-8 柔性波纹滤管及 PVC 四通连接埋设 图 4-9 真空预压管路布置图 膜下测头制作：膜下测头即膜下真空度测量采气端，采用硬质空囊（可采用椰子汁罐及硬质铁罐头盒等） ，钻以花孔，外包无纺布，将真空表集气塑料细管插入空囊中并固定即可。真空测头布设在两条滤管平行距离的中间，位置靠加固区边部位且离开加固区边界不小于 5m，按约800 平方米一个点均布，真空细管另一端从密封膜引出，制成喇叭口和真空表相连接，以直观反映膜下真空度。 场地整平 为防止抽真空过程中真空膜被硬物刺破，埋好真空管后，需将外露
