中新天津生態城基礎淺層疏干固結施工技術

□文/劉會平

工程概況

中新天津生態城東至中央大道，西至薊運河，南至永定新河入海口，北至規劃津漢快速公路，總面積約30 km2。原址多為鹽池、養殖魚蝦池、拋泥場以及被污染的水面并且作為周邊區域建設取土主要地點，經過長期無序過度取用，現狀缺土嚴重，不能滿足基礎設施建設及項目開發需要。根據生態城豎向規劃和現狀地坪標高情況，生態城缺土約2 400萬m3，見圖1。

圖1 生態城原始地形地貌

生態城周邊有薊運河、永定新河、區內薊運河故道等多條水系，沿河區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利用，另一方面淤泥堆積也需要二次處理。

為解決區域快速建設開發和地塊基礎填墊的突出矛盾，啟動了中新天津生態城基礎吹填固結工程。該項目一期位于起步區及中部片區，占地面積約5 km2，吹填土方約800萬m3，吹填深度1.5～3.5 m。根據實際情況分析論證，工程擬結合天津市水利局薊運河及永定新河河道疏浚清淤項目同步展開，利用清淤的河泥對缺土地塊進行吹填并采用淺層疏干固結技術進行基礎處理。通過上述施工工藝，可使地塊地基承載力在4個月內達到5.5 t/m2，為基礎設施建設和項目開發盡快實施創造有利條件。

施工工藝

相比于傳統的吹填及真空預壓基礎處理工藝，生態城淺層吹填疏干技術采用逆作法，即先布設疏干管網系統，然后進行吹填并利用表層淤泥作為自密封層，泥面達到預設標高后對基礎進行疏干固結。見圖2和圖3。

圖2 淺層吹填疏干固結施工流程

圖3 淺層吹填疏干固結施工工藝

（1）首先排放場地余水，對地塊適當整平并按每20～30萬m2進行分區施做圍堰、內部子隔埝、排水溝。

（2）每個分區根據真空泵功率、作用范圍、地形及泥層厚度等條件設計若干疏干單元并按棋子格形式布設疏干管網系統。疏干管網主要由集水主管、支管、導管和縱向排水板組成，其經緯管線間距按1.5～3.0 m設置。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、導管之間分別采用變徑、十字、丁字接頭連接牢固。集水網管、濾水板應分別固定牢固，見圖4。

圖4 疏干管網系統布設

（3）網管布設應基本在一個水平面上，否則應在坑洼處用柔性管進行連接架設，以防止網管受壓斷裂。一般吹填深度在1.5 m以內，鋪設一層水平干管即可。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效果。

（4）在每個疏干單元設置一個真空排水泵，布置在圍埝四周，另配備1臺備用。

（5）每個分區疏干管網系統布設結束即可進行吹泥施工，泥質為河道清淤淤泥。每個區域的吹泥口應根據吹泥量適時調整并在出泥管口增設一錐型噴管，隨時改變噴管角度，調整出泥方向及位置，以確保每個疏干單元吹泥基本均勻，避免遠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

（6）吹填有效距離一般在3 km以內，若吹距較遠，則應設置中繼接力池并采用加壓泵將淤泥泵送至較遠區域。

（7）吹填同時進行電氣及排水設備安裝與調試。吹泥量達到預設標高后排放明水并進行抽真空吸水疏干。為保證表層淤泥自密封厚度以及疏干固結后的標高達到設計要求，一般泥面應高出設計標高0.6～1.2 m，但也應根據泥質及吹填深度進行調整。見圖6。

圖6 疏干固結

（8）疏干過程應24 h連續開泵抽排水并根據疏干區域內地表開裂情況，適時使用輕型推土機碾壓，杜絕預埋集水管路和排水板與大氣連通，確保疏干系統密閉真空以及抽排水的最佳效果。

（9）連續疏干4個月后，安排重型推土機排壓，見圖7。一般疏干5個月即可進行相關試驗，地基承載力達到5.5 t/m2以上，含水率22%～33%，場地即可交付基礎設施及項目開發建設使用。

圖7 碾壓平整

技術要點

與普通填土碾壓平整、傳統吹填及真空預壓相比，淺層吹填疏干固結施工技術具有以下技術優勢并可以在類似區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。

（4）水平管網傳遞負壓，利用水氣分離的造壓方式進行疏干固結。

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

（6）綠色環保，工程后期可淋洗鹽堿，有利于土質及環境改善。

技術經濟比較

淺層吹填疏干固結施工技術、普通填土碾壓平整、傳統吹填及真空預壓技術的技術經濟比較見表1。

表1 技術經濟比較

由表1可以看出，淺層吹填疏干固結施工技術能夠縮短工期，綜合造價低15%～25%，生態城一、二期基礎固結工程共節約投資超過2 400萬元。

結語

生態城基礎吹填疏干固結工程與周邊河道治理相結合，既改善了水域環境，實現了廢棄河泥的再利用、變廢為寶，又減少了大量外購土對周邊環境的破壞及揚塵污染，吹填疏干固結技術“能復制、能實行、能推廣”，具有良好的社會效益、環境效益和經濟效益，體現了生態城綠色、生態、環保的建設理念。