提高软土地基回填工程计量准确性的方法

黄承斌，张郁林

(中国华电科工集团有限公司，北京 100160)

1 项目概况

越南沿海二期2×660 MW燃煤发电项目位于越南南部茶荣省经济开发区发电产业园。项目选址滨海冲积平原，场地地势低洼平坦，原状地表为相互连通的网格状鱼塘，地面高程0.40～4.06 m。场址地基浅层为淤泥和淤泥质黏土层，厚达20余m。按照规划设计方案，场地需要进行吹砂回填处理，处理后场地高程4.20 m。吹填面积为44.2 hm2，吹填厚度为1.50～5.30 m(考虑地基沉降量)，吹填工程量约为160万m3。由于吹填工程量大、单价高，所以提高吹填工程计量的准确性，对于项目投资控制和合同的顺利执行意义重大；同时，由于软土地基在吹填过程中沉降量较大，给吹填工程计量带来困难，所以在项目管控过程中提高工程计量的准确性就显得十分重要。

2 吹填施工布置

项目场地面积为44.2 hm2，按照电厂的总体布置和功能分区，将场地划分为4个区域先后进行回填处理。根据场地需求和施工总体安排，确定吹填的施工顺序为主厂区→辅助车间(BOP)区→生活区→煤场区。为了改善吹填施工排水条件、提高吹填质量，又将每个区域划分为2～4个小区进行吹填施工。

3 吹砂回填工程计量方法

3.1 合同计量原则

工程实践中，软土地基与硬质地基的回填计量方法有差别。由于回填施工中软土地基地面沉降较大，一般要计入地面沉降引起的补偿回填量；而岩石地基或硬质土基上的回填工程因地面沉降值很小，往往不考虑这部分补偿量。

该项目为淤泥和淤泥质软土地基，吹填施工合同明确工程量计量原则为：合同施工范围内，满足设计要求的合格回填量予以计量，即吹填工程量按下式计算

V=(ea-eb+ΔH)S，

式中：V为回填工程量；ea为回填后(吹填验收时)地表高程；eb为回填前(清表验收时)原地面高程；ΔH为施工期间地面沉降值；S为回填面积。

3.2 吹填工程计量方法

项目执行过程中，项目部制订了吹填工程计量管理制度，明确吹填工程计量方法如下。

(1)建立测量控制网[1]。在吹填范围外，使用全站仪建立测量控制网，吹填过程中定期进行复测，保证测量基准的准确性。

(2)地形测量。清表验收后采用全站仪坐标法数字化测图，按照 1∶500比例尺的地形图进行地形测量[1]。

(3)制作和安装地面沉降观测标[2-3]。沉降观测标底板为500 mm×500 mm×8 mm的钢板，杆体为ø34 mm的钢管，每节长1 m，丝扣连接。

(4)吹填面地形测量(收方测量)。吹填工程验收合格后，按 1∶500比例尺地形图进行验收测量，同步测量沉降观测标顶部的标高。

(5)工程量计算。首先计算合同范围内清表后实测地面与吹填面之间的体积，再根据沉降观测标监测值计算地面沉降引起的补偿回填量，两者相加即为回填工程总量。

3.3 吹填工程初期计量状况

项目吹填工程分区域开展，A1区是试验吹填区域，回填面积为2.33万m2，总承包方与分包方分别独立进行计量，但双方计量结果出现了较大差异，导致计量争议。由于回填砂资源属于当地政府控制性资源，掌握在少数经营者手中，如果不能很好地解决回填计量的争议问题，将会直接影响项目的顺利实施，也不利于项目投资控制。为此，项目部确定提高吹填工程计量准确性的课题，开展吹填计量工作的持续改进活动。

4 影响吹填工程计量准确性的因素分析

工程初期计量差异产生以后，项目部从分析影响计量准确性的原因入手，利用“头脑风暴法”“专家分析法”，从“人、机、料、法、环”5个方面展开分析，列举出8条可能影响吹填计量准确性的末端因素，如图1所示。

图1 影响计量差异的因素

随后，项目部成员分工负责，对8条末端因素进行现场检查、调研分析、查证识别，最终确认3条主要影响因素：测量方法不合理、地形测量的测点布置代表性不足和计算方法不准确。

5 提高吹填计量准确性的措施

5.1 合理布置地面沉降观测标，系统观测地面沉降值

现场分析后确定在吹填范围内按照50 m×50 m方格均匀布置沉降观测标，系统观测地面沉降[4]。沉降观测标底板平正放置于地面并用砂袋压实，保持杆体铅直。随着吹填的推进，及时接续观测标杆，并记录每个观测标接续的长度。

在吹填区域清表验收后，开展沉降观测标的布设，双方验收并读取观测标初始值。区域吹填验收合格后，确认开展收方测量的时间，双方共同读取观测标的最终值。

5.2 改进地面沉降观测方法，保证沉降观测精度

A1区地面沉降观测方法：利用水准仪测量测点的高程，计算出测点的沉降值，即

ΔH=(e0+L)-e1，

式中：e0为测点初始高程；e1为吹填合格验收时观测标顶点高程；L为站标杆体长度。

施工过程中发现，吹填时由于不均匀侧向压力的存在，观测标杆体往往会产生偏移，导致按上述沉降观测方法计算的沉降值出现误差。经过分析，决定改进沉降观测方法：采用经纬仪测量观测标的三维坐标，计算测点的沉降值，如图2所示。

式中：s为测点标顶点位置水平偏移距离；x0，y0为测点初始坐标值；x1，y1为收方时站标顶点坐标值。

图2 改进后的沉降观测示意

5.3 改进地形测量的测点布置，提高地形测量的准确性

按照测量规范， 1∶500比例尺地形图能够满足土方计量的要求，结合现场实际情况，确定测点间距控制在15 m以内。实际操作时按15 m间距放样并标记测点位置，再采集测点数据，场地内局部有陡坎深坑等地貌变化点，均进行加密布点测量，保证地形图客观反映实际现状，避免人为跑尺设置有利点。

针对该工程场地为淤泥土和回填砂土的现状，为了提升地形测量精度，要求在测点地面加薄垫板(轻质薄木板)，棱镜杆立于薄垫板之上，避免棱镜杆插入泥土和回填砂土中。

5.4 规范计算方法，提高计量的准确性

(1)吹填范围坐标线以内的区域，采用南方测绘CASS7.1成图系统[5]，按照三角网法[6]或断面法计算工程量。施工方原来采用高程平均值法计算工程量，未考虑高程测点的疏密造成各测量值权重不一，简单地把所有测点高程进行算术平均，导致计算偏差较大。

(2)吹填坐标线范围以外的边坡、围堰区域，采用断面法计算工程量。

6 实施改进后的效果

通过持续改进测量方法、提高地形测量精度和规范工程量计算方法，并将具体措施以制度形式落实到项目管理过程中，项目A2～A4区、B区和D区的计量结果见表1。

表1 改进后吹填计量情况统计

计量工作改进后，双方计量差异明显缩小，相比同类软土地基回填工程，计量差异率大幅降低。实践表明，计量工作改进后，成功地提高了软土地基吹填工程计量的准确性，其计量过程和结果得到项目参与各方的认可，公平合理的计量结果保证了合同各方利益，也保证了项目的顺利实施。