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吳狄林 茂名港集團有限公司

1.工程概況

茂名港博賀新港區(qū)東區(qū)化工碼頭后方罐區(qū)，主要與配套化工碼頭2個5萬噸級油品化工泊位（E10泊位和E12泊位）、一個1萬噸級的油品化工品泊位（E11泊位），該碼頭岸線總長度792米，碼頭設(shè)計年吞吐量510萬噸。根據(jù)工程總體布置，后方罐區(qū)位于茂名港博賀新港區(qū)東防波堤北端內(nèi)側(cè)和東閣嶺東側(cè)的海域上，項目現(xiàn)狀泥面標高約-7.6～+2.2m，場地呈西北側(cè)高東南側(cè)低，造陸區(qū)域面積19.1萬m2，為一不規(guī)則圖形，南北向最長432.5m，東西向最長565.3m，總回填量約176.22萬m3。

該項目現(xiàn)狀為海域，需對項目場地南側(cè)新建圍堰，由新建圍堰和東防波堤及西側(cè)東閣嶺山體形成封閉區(qū)域，在封閉區(qū)域內(nèi)進行陸域形成和地基處理施工。根據(jù)罐區(qū)技術(shù)要求，陸域形成和地基處理交工標高為設(shè)計場地高程減去結(jié)構(gòu)層厚度，設(shè)計場地平均高程約7.5m，考慮0.8m結(jié)構(gòu)層厚度，地基處理交工標高定為6.70m。陸域形成之前，場地四周邊界條件為：東側(cè)和南側(cè)為東防波堤，堤頂高程最低為6.0m，西側(cè)為現(xiàn)有山體，北側(cè)為新建圍堰，圍堰頂高程為5.5m。

2.工程地質(zhì)情況

圖1 總平面布置圖

根據(jù)勘察報告，鉆探深度內(nèi)土層分布較有規(guī)律，自上而下依次為：①1淤泥混砂、②1粉砂、②2中粗砂、③殘積土、④1全風化巖和④2強風化巖。

①1淤泥混砂：灰色，流～軟塑狀，高塑性，土質(zhì)不均，混砂。平均標貫擊數(shù)N<1擊。

②1 粉砂：灰色，松散狀，土質(zhì)不均，含較多碎貝殼。僅分布于部分鉆孔中。平均標貫擊數(shù)N=3.8擊。

②2中粗砂：灰色，松散狀，土質(zhì)不均，含碎貝殼。分布較連續(xù)，層位較穩(wěn)定。平均標貫擊數(shù)N=3.1擊。

第二大層分布底高程為-5.01m～-12.39m。

③殘積土：灰色，一般多為粉質(zhì)粘土狀或砂性土狀，粉質(zhì)粘土多呈可塑～硬塑狀，中塑性，土質(zhì)不均，含砂粒；砂性土呈松散～中密狀，土質(zhì)不均。僅分布于部分鉆孔中。平均標貫擊數(shù)N=16.2擊。

第三大層分布底高程為-8.59m～-18.76m。

④1全風化巖：褐灰色，褐黃色，原巖結(jié)構(gòu)已基本破壞，礦物成分除石英外，大部分風化變異，浸水軟化，為全風化花崗巖。平均標貫擊數(shù)N=37.7擊。

④2強風化巖：褐灰色，褐黃色，局部暗紅色，原巖結(jié)構(gòu)已大部分破壞，礦物成分以石英、長石為主，浸水軟化，巖芯手捻易碎，為強風化花崗巖。平均標貫擊數(shù)N>50擊。在已勘探的鉆孔中強風化巖頂面高程變化范圍為-5.01m～-19.71m。

3.工程回填料來源情況

回填料來源1：該項目將與化工碼頭項目同步建設(shè)，化工碼頭港池及航道疏浚將產(chǎn)生足夠數(shù)量的疏浚物料，可作為項目回填料的來源，其中化工碼頭疏浚量只有96萬m3，還需要從茂名港博賀新港區(qū)港池內(nèi)補充80.22萬m3疏浚物料。

回填料來源2：距離項目東側(cè)1km范圍的陸域為東閣嶺山體，根據(jù)《茂名博賀新港區(qū)片區(qū)控制性詳細規(guī)劃》，東閣嶺山體需要開山造陸，作為碼頭后方堆場及罐區(qū)用地，東閣嶺開山將形成大量的土石渣需要外運處理，開山形成的土石渣可以作為項目回填料的來源，東閣嶺開山土石渣除了可以用于造陸回填料，也可以用于其他政府投資建設(shè)項目。

4.陸域形成方案

工程場地地基處理交工標高+6.7m，與現(xiàn)泥面相差約4.5～14.3m。本區(qū)域陸域范圍面積較小，可采用以下兩種方案進行陸域形成：

方案一：吹填結(jié)合開山填海形成陸域

本工程周邊先修建圍堰形成掩護后，利用本工程的港池及碼頭區(qū)的疏浚土方進行吹填造陸，根據(jù)港池及碼頭區(qū)勘察資料，疏浚土方多為中粗砂、中粗砂混淤泥、殘積土等。該方案具有就地取材、造價較低、造陸速度快、不增加集疏運通道負擔、避免大量疏浚土外拋等優(yōu)點。缺點是吹填會形成較厚軟土層，相應地基處理較復雜且處理工期長。根據(jù)港池及碼頭區(qū)的疏浚要求，本項目港池、航道和碼頭疏浚土方共95萬m3，吹填至庫區(qū)造陸區(qū)后，該區(qū)域形成陸域標高約為+2.5m。然后標高+2.5m以上擬鋪設(shè)一層高強土工加筋布，之后鋪設(shè)厚度約1m排水墊層，之后打設(shè)塑料排水板，然后繼續(xù)回填開山土石到+6.0m，進行強夯法地基處理，之后分2層回填碾壓到+6.7m交工標高?？傆嬓枰靥钆潘畨|層和山皮石80.2萬方(不含地基處理期間沉降填方)。

方案二：開山填海形成陸域

即從現(xiàn)泥面高程開始回填開山土石形成陸域。為保證強夯地基處理深度，可先將場地回填到+5.0m后進行強夯地基處理，之后分4層回填碾壓至標高+6.7m。此方案優(yōu)點在于回填土土質(zhì)易于控制，后期地基處理費用低，地基承載力較高，施工速度快，缺點為回填土方量比方案一多，回填造價較高，港池疏浚土方需要外拋。根據(jù)總平面布置，需要回填土方量為156.3萬方(不含地基處理期間沉降填方)。

方案三：吹填形成陸域

本項目周邊先修建圍堰形成掩護后，利用化工碼頭項目的港池及碼頭區(qū)的疏浚土方進行吹填造陸，根據(jù)港池及碼頭區(qū)勘察資料，疏浚土方多為中粗砂、中粗砂混淤泥、殘積土等。該方案具有就地取材、造價較低、造陸速度快、不增加集疏運通道負擔、避免大量疏浚土外拋等優(yōu)點。缺點是吹填會形成較厚軟土層，相應地基處理較復雜且處理工期長。

5.地基處理標準與方案

5.1 設(shè)計荷載和地基處理標準

按照港區(qū)場地的使用要求及陸域周圍圍堰穩(wěn)定性要求，確定場地地基處理設(shè)計標準如下：

（1）地基承載力：陸域形成方案一對應場地地基承載力特征值不小于80kPa。陸域形成方案二對應場地地基承載力特征值不小于120kPa。

（2）殘余沉降量：道路及場地（不含罐體）設(shè)計使用年限內(nèi)，陸域形成方案一對應場地不大于350mm。陸域形成方案二對應場地不大于200mm。

5.2 地基處理必要性

本工程回填造陸尚未進行，按以往工程經(jīng)驗和項目條件，三種陸域形成方法均有必要對回填后的地基進行處理。

（1）吹填結(jié)合回填形成陸域區(qū)域：本工程吹填土來源主要是港池和航道表層土，根據(jù)鄰近區(qū)域勘察資料顯示，土層主要由中粗砂、淤泥混砂、殘積土等組成，吹填施工過程中由于水力搬運、混合作用，最后陸域形成的吹填層會以含水量較大的淤泥混砂土為主，含一定量的中粗砂等顆粒。吹填土含水量高、強度低，屬于高壓縮性土，為達到場地使用要求，必須進行以提高土體強度、減少使用期間沉降量為目的的地基處理。

（2）回填形成陸域區(qū)域：新近回填土處于松散、不均勻狀態(tài)，不經(jīng)處理無法滿足工程要求，故必須進行地基處理以消除沉降，滿足使用要求。

綜合所述，雖然本工程使用荷載較小，但為解決后期地基沉降，本工程需進行地基處理。

5.3 地基處理方案（見表1）

表1 陸域形成和地基處理方案造價對比表

5.3.1.吹填結(jié)合回填法陸域形成對應地基處理方案

根據(jù)陸域形成方案，場地首先吹填港池疏浚土方至+2.5m標高，場地進行排水、晾曬后，為滿足回填需要，鋪設(shè)一層高強加筋布，之后鋪設(shè)厚度約1m的排水墊層，可選用中粗砂或篩分的石渣（最大粒徑不大于20mm，且含土量不超過15%），為加速吹填土的固結(jié)速度，在排水墊層上打設(shè)塑料排水板，間距1.1m～1.2m，正方形布置，排水板打設(shè)深度為原泥面以下約1m，平均長度約7.5m。

排水板打設(shè)完成后，場地靜置一段時間，之后場地回填開山土石到+6.0m高程，進行強夯法施工。初步擬定強夯的平均單擊夯擊能3000kN.m，夯點間距5m，夯擊2遍。點夯后再進行兩遍滿夯，滿夯夯擊能1000kN.m，夯印搭接1/4。夯坑用開山土石回填，之后分2層回填開山土石并碾壓密實至標高+6.7m。

5.3.2.回填法陸域形成對應地基處理方案

根據(jù)陸域形成方案，場地在周圍圍堰施工完成后，從場地西北側(cè)逐步分塊回填開山土石，以免形成淤泥集中區(qū)。首先回填開山土石至+5.0m標高，即可進行強夯法施工。

進行強夯法施工。初步擬定強夯的平均單擊夯擊能4000kNm，夯點間距5m，夯擊2遍。點夯后再進行兩遍滿夯，滿夯夯擊能1000kN.m，夯印搭接1/4。夯坑用開山土石回填，之后分4層回填開山土石并碾壓密實至標高+6.7m。

5.3.3 吹填的地基處理方案

根據(jù)陸域形成方案，場地周邊先修建圍堰形成掩護后，從場地西北側(cè)逐步進行吹填，吹填區(qū)域采用插打塑料排水板后，然后進行堆載預壓處理，場地首先吹填港池疏浚土方至+5m標高，待吹填表面排水晾曬滿足施工要求時，鋪設(shè)1層土工布與2層土方格柵，鋪設(shè)1m厚中粗砂墊層，進行塑料排水板打設(shè)，間距0.8m～1m，正方形布置，排水板打設(shè)深度為原泥面以下約1m，平均長度約9.5m，排水板打設(shè)完成后再鋪設(shè)2層土方格柵，以增強地基在后續(xù)堆載填筑施工中的穩(wěn)定性，為后續(xù)分級填筑施工創(chuàng)造條件。

在砂墊層上分兩層進行堆載預壓，每層堆載厚度為2m，共4m，均采用中粗砂進行堆載，整改場地分4個堆載區(qū)域攤鋪，過程中嚴格控制堆載填筑厚度與高差，單區(qū)域堆載時間預計60天，經(jīng)檢測地基固結(jié)度達到96%以上，方可卸載至+7m標高，再進行振沖碾壓至標高+6.7m。

6.方案比選

從造價上分析，方案一的造價是最低的。

從工期上分析，方案一時間最短，方案二次之，方案三最長。綜合考慮后續(xù)地質(zhì)詳勘工作及罐基礎(chǔ)施工，方案一與方案三可以快速提供大量工作面，整體工期可以節(jié)約。

從材料供應上分析，方案一的材料來自疏浚物與東閣嶺開山石，方案三的材料來自于港區(qū)疏浚物，兩種均可有效解決港區(qū)疏浚物的去處，實現(xiàn)變廢為寶，可節(jié)約項目投資資金，方案二材料全部來自東閣嶺開山石，對土石方需求量大，項目成本相對較高，且該土石方質(zhì)量高，可通過加工及外賣創(chuàng)造利潤，大量使用土石方回填降低了利潤空間。

從工藝上分析，以上三個方案的工藝都比較成熟，但方案二使用的機械設(shè)備多，效率較低。

經(jīng)過綜合對比，選定方案一作為實施方案是結(jié)合實際的最優(yōu)方案。

7.結(jié)語

綜合項目現(xiàn)場兼具開山土石方和疏浚土充分供應的特點，通過對上述三種方案從經(jīng)濟成本、工期時間兩方面進行對比分析，選定吹填疏浚土結(jié)合回填開山土石方的陸域形成方案。本項目的成功實踐可為類似工程提供參考。