劉國(guó)軍，季宏明

（1.中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518031；2.中交天津港灣工程研究院有限公司，港口巖土工程交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市港口巖土工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300222）

在工程的建設(shè)過(guò)程中，施工管理的目標(biāo)是既要確保工程的質(zhì)量符合要求，又要使項(xiàng)目效益最大化?？茖W(xué)的管理對(duì)工程的成敗起著重要的作用，施工管理關(guān)系著工程的安全、質(zhì)量和進(jìn)度，也直接影響著工程的成本控制和效益最大化的實(shí)現(xiàn)，因此，必須充分認(rèn)識(shí)到施工管理的重要意義，切實(shí)做好施工管理工作。本文簡(jiǎn)要介紹福建沿海某核電廠西部陸域軟基處理施工過(guò)程中采取的部分施工管理活動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的效果。

1 工程概況

福建沿海某核電廠西部陸域位于廠區(qū)西部，屬于低潮局部露灘區(qū)，本工程的主要目的是填海造陸至+9.0 m高程，近期規(guī)劃用途是上部建廠房或作為大型設(shè)備的堆場(chǎng)，因此場(chǎng)地的施工質(zhì)量至關(guān)重要，其關(guān)系到后續(xù)上部結(jié)構(gòu)與設(shè)備的安全。該區(qū)域原始地基土層分布為近代海相沉積成因（Q4m）普遍分布于海底，第一層以淤泥極軟土層為主，夾有淤泥質(zhì)黏土，流塑狀，土質(zhì)極軟，標(biāo)貫擊數(shù)N≤1；第二層粉質(zhì)黏土分布為主，黏土分布次之，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=4～8；其下為基巖，深度不等。軟基處理采用排水固結(jié)、堆載預(yù)壓方法，堆載石料為廠內(nèi)開(kāi)山石。本工程的加固對(duì)象為第一層的淤泥及淤泥質(zhì)土，該層土體強(qiáng)度極低，此工況也成為施工過(guò)程中加載開(kāi)山石的最大難點(diǎn)。

2 施工工藝

該工程軟基加固的施工流程為：鋪荊芭和土工布→鋪設(shè)砂墊層（2 m）→打設(shè)塑料排水板→鋪高機(jī)織無(wú)紡布和土工格柵→分層回填至標(biāo)高9.0m→監(jiān)測(cè)和檢測(cè)→完工。

其中上部設(shè)計(jì)分層回填過(guò)程共分3級(jí)，每級(jí)加載層厚分別為3.5 m（算上加載前的2 m厚砂墊層則為5.5 m，見(jiàn)4.2.5節(jié)中表1）、3.5 m、4 m，前兩層每層間歇期60 d，最后一層間歇期15 d。

3 遇到的問(wèn)題

1）由于加固區(qū)未施工前作為納泥區(qū)使用，核電廠外圍航道內(nèi)清淤的泥沙均排往此處，所以排泥口附近區(qū)域地基的表層有一粉砂層，厚度達(dá)8～9 m，且密實(shí)度高，給塑料排水板的打設(shè)帶來(lái)了很大的困難。

2）分層回填開(kāi)始后，遠(yuǎn)離排泥口的區(qū)域由于地基表層土體強(qiáng)度極低，難以按照設(shè)計(jì)的3層加載方法進(jìn)行，經(jīng)過(guò)試堆，區(qū)內(nèi)發(fā)生了嚴(yán)重的隆起現(xiàn)象；而由于場(chǎng)地緊張，需要盡早提供合格場(chǎng)地。

4 解決問(wèn)題的過(guò)程

針對(duì)上述現(xiàn)象，參照“QC”小組模式，成立了由土建科領(lǐng)導(dǎo)帶隊(duì)，相關(guān)技術(shù)員以及施工單位、監(jiān)測(cè)單位項(xiàng)目經(jīng)理等5人組成的質(zhì)量控制小組，按照PDCA循環(huán)管理模式，認(rèn)真研究實(shí)際工況，收集第一手資料，仔細(xì)分析，從根源尋找突破口，對(duì)癥下藥，制定對(duì)策，并安排執(zhí)行到位，從而順利完成了施工任務(wù)，使工程滿足設(shè)計(jì)要求，并提前了一定的工期，達(dá)到了既定目標(biāo)。

4.1 硬殼層上打設(shè)排水板

作為待加固軟土地基的直接豎向排水通道，排水板的施工質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)工程的成敗，必須嚴(yán)格控制排水板的打設(shè)施工質(zhì)量，其打設(shè)底高程必須滿足設(shè)計(jì)要求。但插板機(jī)的管靴穿不透該硬殼層，導(dǎo)致排水板無(wú)法正常打設(shè)，使施工停滯。

4.1.1 原因分析

1）插板區(qū)域的粉砂層厚度大，密實(shí)度較高，含水率低，強(qiáng)度高，局部還有少量的碎石，在地基軟土上方形成了堅(jiān)硬的外殼層，管靴穿透難度大；

2）現(xiàn)場(chǎng)插板機(jī)采用的振錘功率較小，振錘產(chǎn)生的沖擊力克服不了粉砂層對(duì)管靴的阻力，因此無(wú)法順利將排水板打入下部軟土中；

3）沒(méi)有配備沖水裝備：由于硬殼層主要為粉細(xì)砂，粉細(xì)砂在有水沖擊的情況下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，配合適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)，插板機(jī)的管靴將有可能順利穿透粉砂層，而現(xiàn)場(chǎng)的插板機(jī)由于調(diào)配時(shí)間緊，并沒(méi)有安裝相應(yīng)的沖水設(shè)備。

4.1.2 確定主攻方向

通過(guò)上述分析，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)狀，經(jīng)小組全體成員討論，一致認(rèn)為使管靴穿透硬殼層是本次PDCA循環(huán)的主要任務(wù)。

4.1.3 制定對(duì)策，認(rèn)真貫徹

針對(duì)上述分析的原因，制定了如下相應(yīng)的對(duì)策，并通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定更改后工藝的可行性。

1） 加大振錘的功率，加裝沖水設(shè)備；2） 召開(kāi)班組質(zhì)量教育會(huì)議，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行針對(duì)性的講解；3）當(dāng)以上措施不奏效時(shí)，備選方案為增加引孔機(jī)直接鉆透粉砂層，成孔后再由插板機(jī)在已成孔處繼續(xù)作業(yè)，將排水板插入軟土中。

試驗(yàn)證明，單純依靠加大振錘功率和增加沖水設(shè)備，并不能解決問(wèn)題，只能使管靴進(jìn)入粉砂層一定深度而不能穿透之。經(jīng)過(guò)研究，決定啟動(dòng)備選方案，先把每根排水板的位置標(biāo)示出來(lái)，利用引孔機(jī)在硬殼層上按排水板打設(shè)位置預(yù)先施工成孔，穿透粉砂層，然后將管靴順著已成鉆孔插入，就能順利地將排水板插入地基軟土中。

4.1.4 取得的效果

從現(xiàn)場(chǎng)插板的效果看，此次工藝改進(jìn)取得了理想的施工效果：排水板打設(shè)底標(biāo)高均滿足設(shè)計(jì)要求，確保了地基豎向排水通道的暢通；現(xiàn)場(chǎng)的人、料、機(jī)繼續(xù)有效運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，沒(méi)有進(jìn)一步延緩工期，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

4.2 加固區(qū)上部加載

本工程堆載施工管理的關(guān)鍵是防止單級(jí)加載量過(guò)大，避免引起下部地基土體發(fā)生剪切破壞，造成大面積滑坡，影響地基加固效果。如果有一種科學(xué)的計(jì)算方法能對(duì)堆載厚度及進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，將能大大提高施工工效，并能確保施工安全。

4.2.1 施工現(xiàn)狀

按照設(shè)計(jì)施工步驟，施工單位先進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)堆載試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果是場(chǎng)地內(nèi)土體出現(xiàn)了嚴(yán)重的隆起現(xiàn)象，證明下部淤泥已經(jīng)發(fā)生了剪切破壞，如果繼續(xù)下去，土體內(nèi)已經(jīng)打設(shè)完畢的排水板會(huì)遭到破壞，將嚴(yán)重影響地基的加固效果，因此需要對(duì)堆載施工工序進(jìn)行優(yōu)化。

由于廠內(nèi)大面積開(kāi)工，對(duì)場(chǎng)地的需求量越來(lái)越大，因此需要盡快提交出合格的場(chǎng)地，這就對(duì)施工進(jìn)度提出了要求。

4.2.2 原因分析

1）此待加固區(qū)域位于排泥口遠(yuǎn)端，為天然沉積的淤泥，土體含水量大，滲透系數(shù)小，呈流塑狀態(tài)，強(qiáng)度很??；

2）地基表層雖然有荊芭，無(wú)紡布等加筋體，鋪上砂墊層后，承載力仍然較低；

3）為了趕工期，插板完成至堆載施工開(kāi)始之間的間歇時(shí)間較短，土體自固結(jié)時(shí)間短，尚未具備足夠的強(qiáng)度。

綜上，發(fā)生隆起現(xiàn)象的原因是地基表層土體強(qiáng)度過(guò)小，承載力低，承受不了第一層3.5 m厚開(kāi)山石的荷載，所以發(fā)生了剪切破壞。

此外，由施工流程來(lái)看，制約加載施工進(jìn)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是每級(jí)加載厚度及加載間歇期，如何有效控制這兩項(xiàng)是工期能否提前的關(guān)鍵。

4.2.3 確定主攻方向

經(jīng)過(guò)小組成員討論，一致認(rèn)為此次PDCA循環(huán)的主攻方向?yàn)閷ふ乙环N科學(xué)有效的加載管理模式，能兼顧施工安全與進(jìn)度，提前為廠內(nèi)提交合格的場(chǎng)地。

4.2.4 制定對(duì)策

針對(duì)本工程原始地基承載力小、工期緊的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，最終決定采用以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（沉降量、孔隙水壓力）為基礎(chǔ)，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，對(duì)每層的加載厚度進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，以確定上載厚度及時(shí)機(jī)。在確保施工安全的前提下，盡量加快施工進(jìn)度，以期盡快為廠內(nèi)提供合格的場(chǎng)地。

對(duì)于本工程的天然沉積均質(zhì)厚層軟土地基，可用費(fèi)蘭紐斯（Fellenius）公式近似估算加載極限高度，對(duì)施工進(jìn)行控制，費(fèi)蘭紐斯（Fellenius）公式如下：

式中：Hc為加載極限高度，m；cu為由不排水剪測(cè)得的軟土的凝聚力，kPa；γ為填料容重，kN/m3。

根據(jù)本工程表層軟黏土強(qiáng)度最低的特點(diǎn)，取砂墊層下5 m范圍內(nèi)土體的平均強(qiáng)度作為估算加載極限高度的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。抗剪強(qiáng)度由原始地基抗剪強(qiáng)度和增長(zhǎng)強(qiáng)度兩部分組成，強(qiáng)度增長(zhǎng)值根據(jù)軟土固結(jié)度推算得到。

強(qiáng)度增長(zhǎng)計(jì)算公式：

式中：Δσz為地基中計(jì)算點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力，本工程即上部所加荷載，kPa；Ut為計(jì)算點(diǎn)土的固結(jié)度，由孔壓消散情況求得；φcu為三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)求得的土的內(nèi)摩擦角，（°），由室內(nèi)試驗(yàn)得到。

4.2.5 取得的效果

經(jīng)過(guò)加載前計(jì)算，可先確定地基表層實(shí)時(shí)抗剪能力，換算成加載的極限厚度，最后在考慮安全系數(shù)的情況下確定可以施加的最大加載厚度，確保土體不發(fā)生剪切破壞；在每級(jí)加載完成后，通過(guò)孔壓消散的情況推算地基土體強(qiáng)度增長(zhǎng)值，據(jù)此調(diào)整加載間歇期，即只要土體強(qiáng)度達(dá)到加載的標(biāo)準(zhǔn)，就可實(shí)施下級(jí)加載，加載厚度仍通過(guò)計(jì)算求得，具體實(shí)施的加載過(guò)程見(jiàn)表1。

表1 強(qiáng)度增長(zhǎng)計(jì)算及加載情況一覽表

通過(guò)上述加載動(dòng)態(tài)管理模式，在有效避免加載期地基土出現(xiàn)滑動(dòng)的前提下，使場(chǎng)地的交付時(shí)間提前了約1個(gè)月，緩解了場(chǎng)地緊張的壓力，為核電廠內(nèi)其他工程提供了有力的支持，并減小了本工程人、料、機(jī)的消耗成本。

5 幾點(diǎn)體會(huì)

1）有效的施工管理是工程質(zhì)量合格的關(guān)鍵，且可以節(jié)約有限的資源，創(chuàng)造更大的效益。

2）項(xiàng)目管理者應(yīng)充分利用一切可利用資源，并加以整合，為自己作出合理的判斷提供依據(jù)。

3）合理利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)堆載施工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，能大大提高施工的效率，使工期縮短。

[1] 地基處理手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1988.

[2] 孔德金，苗中海.軟粘土抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律[J].巖土工程學(xué)報(bào)，1999，21（6）：757-759.

[3]JGJ79—2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].