吹填施工中淤泥質土填區的測量與施工控制方法

屠建文

摘 要：對于淤泥質土吹填施工或者吹填施工中的淤泥質集中區域，采用特殊的施工前控制、施工中特種檢測方法及施工后期回水吹填工藝，實現淤泥質吹填區域的質量控制。

關鍵詞：吹填 淤泥質 測量 控制

在疏浚行業中，陸域吹填施工占有很重要的比重。由于吹填出來的陸域考慮到以后的使用，有一定的承載力要求，一般選用有一定承載能力的土質作為填料。隨著我國國民經濟的高速發展，以及沿海地區港口建設的加快和對工業用地需求的擴大，特別是大面積軟基處理技術的不斷成熟，淤泥質土也逐漸成為陸域吹填工程填料的重要選擇。此外，由于取土區一般土質情況較為復雜，表層有可能夾雜部分淤泥質土，吹填施工中造成淤泥質土在吹填區遠端匯集，形成軟土區域。淤泥質土以其含水量高、短期承載力差和固結收縮量大，給吹填工程的質量控制提出了很多的難題。

淤泥質土吹填質量控制的難點

1、 淤泥質土工程特性分析

淤泥和淤泥質土的工程特性表現為三高兩低：

高含水量：w=40～90%，有時w>100%；

高壓縮性：a>0.5～3.0MPa-1；

高流變性或蠕變：次固結隨時間增加；

低強度：不排水強度，Cu=10～20kPa<30kPa N<5；fa<100kPa；

低滲透性：滲透系數為10-5～10-8cm/s，固結過程很慢。

總的來說，對于吹填工程來說，淤泥質土吹填區域存在流動性強、承載力差、固結期長、固結量大等特點。

2、淤泥質土吹填施工質量控制的難點

根據淤泥質土三高兩低的特點，結合淤泥質土水力吹填施工的實際情況，淤泥質土吹填施工中的難點一般有以下幾點：

施工檢測困難。吹填工程施工過程中，為了保證吹填施工的質量，需要定期對吹填區進行測量，了解吹填施工平整度和標高。由于淤泥質土存在承載力小的特點，測量人員根本無法進行吹填區測量作業，無法進行吹填施工檢測。

管線架設難度大。吹填施工中，一般依靠架設排泥管線來實現吹填施工的平整度和標高控制，吹泥管口的吹填標高考慮工后沉降一般超高0.8～1.0m。由于淤泥質土吹填后承載力極差，根本無法進行管線的架設，管線架設成本較高。

預留固結量無法控制。淤泥質土在吹填過程中經過水力的絞松，一般以泥漿狀態進入吹填區，為保證吹填淤泥質能夠具備測量驗收條件，達到設計標高，一般需要經過晾曬過程。對于不同的工程，由于土質特性和吹填設備的不同，淤泥質土的工后的固結量有很大的差異，預留固結量無法控制。

排水口流失量控制困難。由于淤泥質土在吹填施工過程中，經過水力的攪動，具有較強的流動性，沉淀較為緩慢。這就直接造成在吹填排水口處的流失量較大，控制較為困難。

淤泥質土吹填質量控制方法

1、淤泥質土吹填施工的檢測方法

根據淤泥質土吹填流動性大的特點，采用預設網格測量標桿的方式進行淤泥質土吹填的檢測。

1.1布置網格測量標桿

吹填施工前，在施工區按網格狀布置觀測標桿，一般間距為100m×100m；

觀測標桿一般選用15～20mm鍍鋅鋼管，制作成0.5m刻度的花桿，頂端焊接一鋼制標識牌，便于書寫標桿編號；

標桿一般采用打樁法布設，即首先在設計位置打設一鋼管樁（或木樁），樁體入土應大于1.0m，再在樁上固定觀測標桿；

考慮預留固結量和沉降量，觀測標桿的頂刻度高程應大于設計吹填標高+1.5m。

1.2施工期測量標桿的觀測

吹填施工過程中，測量人員定期進行標桿觀測；

對于離岸較遠的吹填標桿，可采用望遠鏡進行觀測；

觀測時讀取標桿頂部到泥面的高度，根據標桿頂部高程反算泥面觀測標高數據，并對觀測數據加以記錄。

1.3確定沉降量參數

由于吹填施工期吹填區因吹填料的荷載，會發生一定數量的沉降，所以標桿觀測值應進行沉降量修正；

在吹填區臨近岸邊的位置布置沉降盤，定期對對沉降盤進行觀測，確定沉降參數。

1.4確定吹填區泥面標高值

標桿觀測數據減去沉降參數即為泥面標高值；

測量人員應根據測量標桿編號對應的位置及相應的泥面標高，繪制施工檢測圖。

2、淤泥質土吹填固結量的預估方法

由于淤泥質土固結緩慢的特點，在施工過程中往往無法根據測量標桿顯示的泥面數據來評估最終固結后的標高，根據我們的施工經驗，可采用“水工砣釣魚法”測量淤泥層厚度，再利用“量筒取樣固結法”進行固結量的預估。

2.1三爪砣的制作

“三爪砣”是在基槽開挖中對淤泥厚度及容重進行評估的專用工具，一般采用三角錐型結構，具體結構見附圖。水工砣不同于一般的測深水砣，在下沉過程中，當淤泥質土達到一定的容重（一般為1.20～1.25T/m3），具有一定的承載力后，水工砣將停止下沉，從而判斷水下淤泥的厚度和質量狀況，廣泛應用于水工基槽開挖的質量評估中。

2.2釣魚法淤泥厚度測量

由于淤泥質吹填區泥質鉸軟，且吹填自然坡度較小，測量人員很難到達遠離管線的區域進行測量，所以我們一般選用一根較長的測桿，頂端系上水工砣及測繩，由測量人員在圍堰邊或管線附近地質較硬的區域進行垂釣測量，得出測點附近的淤泥厚度值，在根據測點附近的淤泥面標高來確定測點的淤泥面標高。

2.3量筒取樣固結

在測點附近對淤泥質進行取樣，取樣深度一般根據測點的淤泥厚度來確定，由于水工砣的技術特性，水工砣一般會在土質容重超過一定值得深度停止下沉，所以取樣深度不必太深。

取樣后，將淤泥樣本置入1000ml的長量筒中靜置晾曬，并逐步將淤泥上部的清水吸走，加速淤泥的固結，并最終得出淤泥質固結前后的厚度比。

2.4預估固結后標高示意圖的制作

根據前面的測量過程，我們一般可以得出三組數據：淤泥面標高、淤泥厚度、固結比，在淤泥面標高測量圖紙中，可以根據測點位置，依據淤泥厚度和固結比，對淤泥面標高數據進行修正，并最終得到預估固結后標高示意圖。

淤泥質土測量控制要點

1、吹填工程測量數據的分析

吹填區測量中，應標明已成陸區域和淤泥區域，并標清已成陸區域的標高；對淤泥區域的測量數據（一般是泥面標高，由標尺數據觀測所得），根據預固結數據分析的結果進行修正；根據修正后的數據繪制吹填區橫斷面和縱斷面標高圖，作為管線架設的依據；根據吹填工程驗收規范，吹填區標高有一定的允許誤差，在數據分析中應考慮驗收允許的偏差，并預估沉降量。

2、淤泥質土吹填管線的架設原則

淤泥質土吹填區的管線架設應盡量安排在吹填區圍堰四周，并遠離排水口；管線吹填區內架設應充分考慮管頭區域標高較高處的沉降量，一般管線架設需沿管口吹填標高區域較高處進行延伸，因此管口處標高應高于設計吹填標高不少于1m；施工中，管線區內架設應根據施工中標高修正后的數據繪制斷面圖，了解吹填形成的坡比，并根據此坡比進行管線架設；淤泥質吹填區管線架設較為困難，對于較大的吹填區，可考慮首先進行分區，并在分區格堤上進行管線架設。

結語

隨著吹填工程的大型化和深水化，優質吹填填料將越來越緊缺并極大的提高吹填成本，可以預見淤泥質將成為今后吹填工程的主要填料。淤泥質由于其特殊的土質特性，對工程中的測量造成極大的困難，預布測量標尺結合三爪砣淤泥厚度參數修正將極大的減少測量工程量，并為吹填工程的質量控制提供可靠的數據支持。

（作者單位：長江南京航道局）endprint