试述围海造地工程中吹填技术应用及施工管理

龚俊涛

【摘要】随着我国沿海城市经济建设的飞速发展和对外开放步伐的加快，沿海城市的土地需求量日益增加，为适应现在的发展要求，填海造陆成为各沿海城市发展、改变土地紧缺现状的必由之路。目前填海造地的方法有很多，其中由于在经济性及其快速性方面的优势，吹填法已经成为有效且应用广泛的技术。本文对吹填法的技术及管理进行阐述，希望能给同仁以参考。

【关键词】吹填技术；围海造地；施工管理

一、吹填的优点

（一）成本低。用钢筋混凝土或块石做围堰成本很高，一般是吹填的2-3倍；

（二）效率高。不需要太多机械设备和繁琐的施工程序；

（三）质量好。使用粉砂吹填后并排水固接比一般压实的密实度高；

（四）采用临近航道疏浚的砂用于吹填，节约施工成本，加快施工进度。

二、吹填的缺点

（一）吹填时淤泥太多会出现拱淤现象；

（二）吹填沉降受砂质影响大；

（三）为保证脱水固结，吹填速度不宜太快，影响工期。

三、吹填原理

（一）土料湿化崩解。就是排气湿化、土料崩解。水下土料是由土颗粒、空气和水组成的三相物质，经挖泥船的吸头高压水柱冲刷后变为土颗粒和水组成的两相泥浆，将空气排出，为土重新密实创造条件。

（二）土料沉淀排水。泥浆被输送到泥仓内时，流速递减并最后停止流动，悬浮 土颗粒在重力作用下逐渐向下沉淀，导致一部分水离析在泥层表面，由上向下流动，同时将积水排除。随着泥浆含水率降低，逐渐成为软塑状态，土体随之初具骨架。

（三）土体固结密实。吹填筑堤是分层累计上升，每次吹填厚度控制在1.2m，当最下层经过沉淀排水后，又有上部不断加层，加厚，在自重逐渐递增的作用下，由下至上也随之固结加密。随着各层吹填土内水分的排除，土的干密度加大，质量也越来越好。以沉降观测控制吹填的后续工程，通常沉降期为90d，期间应对吹填层采取防护以免土料流失。

四、吹填区地基处理

吹填土的性质具有三高一低的特点，即天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、渗透系数小，一般呈软塑到流塑状态。为了改善吹填土的工程性质，提高吹填土的承载力，有效降低吹填土的含水量是关键，吹填土的物质成分通常较为复杂，在大多数情况下，吹填的物质是粘土和粉土。以粘性土为主的吹填土，土中含有大量的水分，且排水困难，强度要经过一段时间后才能提高。吹填土的工程性质与颗粒组成密切相关：含砂量较多的吹填土，其固结情况和力学性质较好；含粘土颗粒较多的吹填土，则多属于强度较低和压缩性较高的欠压密土，其强度和压缩性指标都比同类天然沉积土差。

（一）强夯法。强夯法是用很大的冲击能使土中出现冲击波（压缩波、剪切波和瑞雷波）和很大的应力，迫使土体运动、孔隙压缩、局部液化，在夯点周围产生裂隙，土体内部形成树枝状排水道路，使孔隙水顺利逸出，从而促使土体迅速固结达到设计要求。

（二）动力排水固结法。动力排水固结法是基于强夯法而发展起来的一种方法，是在软土地基上设水平排水系统——砂垫层和抽排水系统，再在砂垫层自上往下插设塑料排水板至软土层以下作为竖向排水系统；然后以强夯动力作为附加应力，多次作用于软土中，使软土产生很高的孔隙水压力，动载压缩波传到地表临空面反射成拉伸波再传回来，愈是软的土，抗拉强度愈低，则愈容易产生水平向拉伸微裂纹。

（三）真空预压法。真空预压法是在需要加固的软基中插入竖向排水通道（如砂井、袋装砂井或塑料排水板等） ，然后在地面铺设一层砂垫层，再在其上覆盖一层不透气的薄膜.。在膜下抽真空形成负压，负压沿竖向排水通道向下传递，土体与竖向排水通道的不等压状态又使负压向土体中传递，在负压作用下，孔隙水逐渐渗流到竖向排水通道中，达到土体排水固结的效果。真空预压对欠固结、渗透系数较大的土处理效果较好，特别对新近吹填土具有更好的效果。若在抽真空的同时进行堆载，此时外荷载增加引起边界与土体中孔隙水压力升高，由于边界（沙垫层、沙井或排水板）渗透性大，在真空压力的作用下，孔隙水压力很快消散又回到原来的负值。土体中孔隙水压力消散缓慢，即土体中外荷的正压作用使孔隙水压力增大，这样又加大了抽真空过程中形成的压力梯度，促使孔隙水更多的排出，土体进一步固结压密。因此土体在真空预压与堆载预压联合作用下，可以引起有效应力增量的叠加效果。土体固结完成后，加固效果更好。

五、施工工艺

（一）吹填流程：根据测量数据选定吹填区域——泵船 管头定位——管线布设——吹泥施工——测量监控高程及平整度——验收

（二）施工准备：吹泥船、管线、锚、三通、软管、水上浮筒弯头

（三）吹泥船定位

根据工程设计使用不同船具相互配合进行吹填。测量人员根据坐标到施工现场进行定位插杆，现场主管根据标杆对施工船进行引航和定位。

（四）管线布设

1、根据施工进度确定管线长度向吹泥船进行技术交底，船上施工人员根据要求准备所需工具。

（1）水上铺设管线应根据施工地点的自然条件确定合理的管线连接方式，防止在风浪大的时候出现断管的施工事故。一般采用1+1或2+1（一根长管一根软管或一根长管2跟软管）连接方式，在水面上的要加浮筒。根据管线长度还要在管壁上加减压阀。

（2）排泥管进入吹填区应远离排水口，以延长泥浆流程。管线的布设应满足设计标高、吹填范围、吹填厚度的要求，并考虑吹填区的地形、地貌、几何形状对管线布设的影响。排泥管线的间距应根据设计要求、泥泵功率、吹填土特性、吹填土流程和坡度等因素确定。

六、直接吹填法

目前国内常用的吹填施工方法是直接吹填法，即将指定区域划分为若干吹填分区，然后根据挖泥船的开挖顺序，以逐步推进的方式进行吹填。这会导致各吹填分区内的土质过于单一，而不同分区间的土质差异较大，吹填陆域的不同位置地基承载力差别较大，容易引起后期地基沉降不均匀，地基处理难度大。

七、分层吹填法

分层吹填法是考虑吹填土质不同，按照其透水性能，逐层吹填。

（一）吹填区划分

吹填区域尽量划分成长方形，优点如下：

1、吹填泥的流距大幅增加，沉淀时间相应增大，可减少流失提高吹填效率；

2、有利于组织流水施工，提前为下一步的吹填土处理施工提供作业面；

3、缩短了吹泥口到吹泥中心的距离，可以使吹填泥较为均匀的分布在吹填区；

4、在吹填第二层之前为第一层吹填土留出了一定的沉淀时间，有利于第一层泥的强度增长，为承载底二层泥打下基础，可以保证实现分层目标。

（二）吹填管口设置。输泥管按设计方案布设，严格控制吹填管口顺序开启，尽量将浮泥挤向排水口位置，防止浮泥窝集在吹填区内，按泄水口附近浮泥量的多少和分布范圍确定是否挤出吹填区或采取其他处理措施。

（三）施工船机。根据分层吹填工艺要求，结合实际工程吹填排距远近，工程量大小及工期等条件，以挖深、吹距和生产率三项指标做参考选择合适的船机。

（四）吹填后表水排除。吹填结束后，迅速进行表层排水，可以促进表层土承载力的增长。可在吹填区内挖排水明沟将积水排入大海，加快排水速度。

八、结语

吹填技术是近10几年新兴的围海造地工程技术，其施工工期短，造价低，稳定性好的特点促使更多的建设单位采用这种造地方式，这方面的经验与工艺还有待于进一步研究提升，使之更好更广泛的用于生产应用。

参考文献：

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[2]王芳 郭进京 郑忠成 吹填土地基处理方法的讨论 岩土工程界 2009.06

[3]刘志强 王新强 卢景润 分层吹填法在填海工程中的应用 港工技术 2012.04.205期