宁德核电高填筑场平工程关键问题分析

2020-08-04郑利涛叶得阳

港工技术 2020年4期

关键词：质土粘土淤泥

郑利涛，叶得阳

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

1 工程概况

宁德核电厂的场平填筑区域，回填料下存在大量深厚的软土，且填筑料厚度达到20 m左右。

2 地质情况分析

本工程回填区域以现有的钻孔资料分析，临近岛体或礁体附近的淤泥、淤泥质土层厚度均较薄，由远离岛体区域淤泥及淤泥质土厚度逐渐变大。本工程回填区域大部分的淤泥及淤泥质土厚度在6 m以内，底高程在-5.0～-13.0 m；在场平工程的西北和西南侧淤泥及淤泥质土较厚，西北侧局部区域厚度可达14 m，底高程可达-19.0 m，且其下普遍存在粉砂层，厚度在4.0～8.0 m，砂层下亦存在较厚的淤泥质土和粉质粘土层。

3 陆域形成与地基处理重点与难点分析

本次场平填筑工程的回填料主要来自跳尾岛，通过开山填海形成陆域。工程区域地质情况较复杂，靠近跳尾岛山体部分天然高程高，软土薄，仅为表层分布，其下为砂和风化岩。远离山体区域，天然高程低，表层软土厚，软土下为密实砂层，靠近护岸区域砂层下大部分还存在淤泥质土层和高压缩性粉质粘土层。另外，陆域形成与地基处理需统筹安排，并宜和护岸的地基处理方式相结合。回填料主要为开山石和开山石碴或吹填砂，回填料厚度不均匀，叠加工程区域软土分布不均匀。所以如何控制工后沉降和差异沉降是重点。

本次场平设计高程为12.0 m，根据现有工程区域水下测图，场平工程所在区域中，跳尾岛东侧、南侧、西南侧海底泥面高程在-8.0 m左右，跳尾岛西～西北侧海底泥面高程在-5.0 m左右，跳尾岛北侧海底泥面高程在-5.0 m左右，其中东北角海底泥面高程在-8.0 m左右。

本工程回填区域以现有的钻孔资料分析，临近岛体或礁体附近的淤泥、淤泥质粘土层较薄，由远离岛体区域淤泥及淤泥质粘土厚度逐渐变大。本工程回填区域大部分的淤泥及淤泥质粘土厚度在6 m以内，底高程在-5.0～-13.0 m；在场平工程的西北和西南侧表层淤泥及淤泥质粘土较厚，局部区域厚度可达14 m，底高程可达-19.0 m，大部分区域表层软土下存在砂层，砂层下存在高压缩性的淤泥质土层和粉质粘土层。以NN02钻孔为例，5-2层粉质粘土厚25.3 m，该土层埋深较深，处理难度较大。若不处理，工后沉降较大，但后续建（构）筑物可采用桩基础；若进行处理，由于其埋深较大，且其上有7.2 m厚砂层，因此处理施工难度很大，费用很高。因此，对其处理与否，需进行充分论证，这是沉降控制中的难点。

4 陆域形成与地基处理设计标准

设计场平高程为12.0 m，地基预处理要求承载力不小于200 kPa，变形模量不小于30 MPa，使用荷载为20 kPa均布荷载。

5 本工程适宜的地基处理方案分析

5.1 回填料处理

1）强夯

对于上部回填的开山石碴或砂土地基，强夯是经济有效的地基处理方法，可根据不同的加固深度要求，采用普通强夯、高能级强夯或超高能级强夯。

2）振冲密实

振冲密实适用于深厚的回填砂和水下砂土地基，采用振冲法进行深厚的砂土地基和水下砂土地基的加固处理，其处理深度可达20 m。

5.2 表层软土处理方法

1）开挖换填

挖除软土置换为开山石或砂。

2）抛石挤淤

厚度5 m以内的淤泥或流泥通过抛石被挤走，置换为开山石。

3）爆破挤淤

通过爆破挤淤，置换淤泥或淤泥质土为开山石，一般可处理4～24 m厚的淤泥和淤泥质土。

4）排水固结

通过设置竖向排水通道，使软土排水固结，提高其强度，降低其压缩量。

5.3 深层高压缩性粉质粘土和淤泥质土的处理

由于该土层埋深较深，且上部大多有砂层，本次初步设计采用高压旋喷桩与该土层形成复合地基，以减少工后沉降。

6 地基处理方案

本次场平填筑设计分区进行比选，设计方案分为浅层处理和深层处理两大类。

6.1 浅层处理方案

此类方案只处理场平海域原泥面以下表层软土（淤泥、淤泥质土），对于深层工程场平不同区域分布的深层高压缩性土层（如粉质粘土层）不予处理。

方案优点是施工速度快，工程投资费用低；方案缺点是陆域形成及经地基处理后，工后沉降大（由于深层软土未处理），不同区域的差异沉降大。

6.2 深层处理方案

此类处理方案是在第一类处理方案基础上，对场平各区域内分布的深层下卧高压缩性软土进行地基加固处理，处理方法采用高压旋喷桩方案。

方案优点是场平工后沉降小，不同区域差异沉降小；方案缺点是工程施工难度大，施工周期长，工程投资大。高压旋喷桩处理范围为深层下卧高压缩性软土。

7 关键问题之地基处理

由于深层软土处理属于地下隐蔽工程，质量难以保证，费用高，经过综合对比，采用浅层处理方案。上部构筑物可以通过桩基基础来减少沉降量，表层软土的处理方式和相邻的护岸保持一致（开挖换填和爆炸挤淤两种方案），以减少工法种类，方便施工，缩短工期，回填料采用强夯法进行密实处理，由于填筑料厚度达到20 m，分别在高程5.0 m和12.0 m进行强夯处理。