提高軟土地基回填工程計量準確性的方法

黃承斌，張郁林

(中國華電科工集團有限公司，北京 100160)

1 項目概況

越南沿海二期2×660 MW燃煤發電項目位于越南南部茶榮省經濟開發區發電產業園。項目選址濱海沖積平原，場地地勢低洼平坦，原狀地表為相互連通的網格狀魚塘，地面高程0.40～4.06 m。場址地基淺層為淤泥和淤泥質黏土層，厚達20余m。按照規劃設計方案，場地需要進行吹砂回填處理，處理后場地高程4.20 m。吹填面積為44.2 hm2，吹填厚度為1.50～5.30 m(考慮地基沉降量)，吹填工程量約為160萬m3。由于吹填工程量大、單價高，所以提高吹填工程計量的準確性，對于項目投資控制和合同的順利執行意義重大；同時，由于軟土地基在吹填過程中沉降量較大，給吹填工程計量帶來困難，所以在項目管控過程中提高工程計量的準確性就顯得十分重要。

2 吹填施工布置

項目場地面積為44.2 hm2，按照電廠的總體布置和功能分區，將場地劃分為4個區域先后進行回填處理。根據場地需求和施工總體安排，確定吹填的施工順序為主廠區→輔助車間(BOP)區→生活區→煤場區。為了改善吹填施工排水條件、提高吹填質量，又將每個區域劃分為2～4個小區進行吹填施工。

3 吹砂回填工程計量方法

3.1 合同計量原則

工程實踐中，軟土地基與硬質地基的回填計量方法有差別。由于回填施工中軟土地基地面沉降較大，一般要計入地面沉降引起的補償回填量；而巖石地基或硬質土基上的回填工程因地面沉降值很小，往往不考慮這部分補償量。

該項目為淤泥和淤泥質軟土地基，吹填施工合同明確工程量計量原則為：合同施工范圍內，滿足設計要求的合格回填量予以計量，即吹填工程量按下式計算

V=(ea-eb+ΔH)S，

式中：V為回填工程量；ea為回填后(吹填驗收時)地表高程；eb為回填前(清表驗收時)原地面高程；ΔH為施工期間地面沉降值；S為回填面積。

3.2 吹填工程計量方法

項目執行過程中，項目部制訂了吹填工程計量管理制度，明確吹填工程計量方法如下。

(1)建立測量控制網[1]。在吹填范圍外，使用全站儀建立測量控制網，吹填過程中定期進行復測，保證測量基準的準確性。

(2)地形測量。清表驗收后采用全站儀坐標法數字化測圖，按照 1∶500比例尺的地形圖進行地形測量[1]。

(3)制作和安裝地面沉降觀測標[2-3]。沉降觀測標底板為500 mm×500 mm×8 mm的鋼板，桿體為?34 mm的鋼管，每節長1 m，絲扣連接。

(4)吹填面地形測量(收方測量)。吹填工程驗收合格后，按 1∶500比例尺地形圖進行驗收測量，同步測量沉降觀測標頂部的標高。

(5)工程量計算。首先計算合同范圍內清表后實測地面與吹填面之間的體積，再根據沉降觀測標監測值計算地面沉降引起的補償回填量，兩者相加即為回填工程總量。

3.3 吹填工程初期計量狀況

項目吹填工程分區域開展，A1區是試驗吹填區域，回填面積為2.33萬m2，總承包方與分包方分別獨立進行計量，但雙方計量結果出現了較大差異，導致計量爭議。由于回填砂資源屬于當地政府控制性資源，掌握在少數經營者手中，如果不能很好地解決回填計量的爭議問題，將會直接影響項目的順利實施，也不利于項目投資控制。為此，項目部確定提高吹填工程計量準確性的課題，開展吹填計量工作的持續改進活動。

4 影響吹填工程計量準確性的因素分析

工程初期計量差異產生以后，項目部從分析影響計量準確性的原因入手，利用“頭腦風暴法”“專家分析法”，從“人、機、料、法、環”5個方面展開分析，列舉出8條可能影響吹填計量準確性的末端因素，如圖1所示。

圖1 影響計量差異的因素

隨后，項目部成員分工負責，對8條末端因素進行現場檢查、調研分析、查證識別，最終確認3條主要影響因素：測量方法不合理、地形測量的測點布置代表性不足和計算方法不準確。

5 提高吹填計量準確性的措施

5.1 合理布置地面沉降觀測標，系統觀測地面沉降值

現場分析后確定在吹填范圍內按照50 m×50 m方格均勻布置沉降觀測標，系統觀測地面沉降[4]。沉降觀測標底板平正放置于地面并用砂袋壓實，保持桿體鉛直。隨著吹填的推進，及時接續觀測標桿，并記錄每個觀測標接續的長度。

在吹填區域清表驗收后，開展沉降觀測標的布設，雙方驗收并讀取觀測標初始值。區域吹填驗收合格后，確認開展收方測量的時間，雙方共同讀取觀測標的最終值。

5.2 改進地面沉降觀測方法，保證沉降觀測精度

A1區地面沉降觀測方法：利用水準儀測量測點的高程，計算出測點的沉降值，即

ΔH=(e0+L)-e1，

式中：e0為測點初始高程；e1為吹填合格驗收時觀測標頂點高程；L為站標桿體長度。

施工過程中發現，吹填時由于不均勻側向壓力的存在，觀測標桿體往往會產生偏移，導致按上述沉降觀測方法計算的沉降值出現誤差。經過分析，決定改進沉降觀測方法：采用經緯儀測量觀測標的三維坐標，計算測點的沉降值，如圖2所示。

式中：s為測點標頂點位置水平偏移距離；x0，y0為測點初始坐標值；x1，y1為收方時站標頂點坐標值。

圖2 改進后的沉降觀測示意

5.3 改進地形測量的測點布置，提高地形測量的準確性

按照測量規范， 1∶500比例尺地形圖能夠滿足土方計量的要求，結合現場實際情況，確定測點間距控制在15 m以內。實際操作時按15 m間距放樣并標記測點位置，再采集測點數據，場地內局部有陡坎深坑等地貌變化點，均進行加密布點測量，保證地形圖客觀反映實際現狀，避免人為跑尺設置有利點。

針對該工程場地為淤泥土和回填砂土的現狀，為了提升地形測量精度，要求在測點地面加薄墊板(輕質薄木板)，棱鏡桿立于薄墊板之上，避免棱鏡桿插入泥土和回填砂土中。

5.4 規范計算方法，提高計量的準確性

(1)吹填范圍坐標線以內的區域，采用南方測繪CASS7.1成圖系統[5]，按照三角網法[6]或斷面法計算工程量。施工方原來采用高程平均值法計算工程量，未考慮高程測點的疏密造成各測量值權重不一，簡單地把所有測點高程進行算術平均，導致計算偏差較大。

(2)吹填坐標線范圍以外的邊坡、圍堰區域，采用斷面法計算工程量。

6 實施改進后的效果

通過持續改進測量方法、提高地形測量精度和規范工程量計算方法，并將具體措施以制度形式落實到項目管理過程中，項目A2～A4區、B區和D區的計量結果見表1。

表1 改進后吹填計量情況統計

計量工作改進后，雙方計量差異明顯縮小，相比同類軟土地基回填工程，計量差異率大幅降低。實踐表明，計量工作改進后，成功地提高了軟土地基吹填工程計量的準確性，其計量過程和結果得到項目參與各方的認可，公平合理的計量結果保證了合同各方利益，也保證了項目的順利實施。