刘海涛
【摘 要】 为确定土地合理的交付标准,实现土地收益最大化,以珠海市横琴新区综合开发项目吹填造地工程为例,分析工程规划条件、土地用途、交付时间以及满足防洪需要等影响因素,计算地基自然固结沉降值,结合场地后期施工,确定本工程交付标高可由4.9 m优化为3.7 m。合理的交付高程,可以有效缩短施工工期,节省工程投资,为业主获得可观的时间和经济效益。
【关键词】 城市综合开发;吹填造地;交付标准;使用高程;预留超高
0 引 言
我国沿海地区一直处于全国经济发展的前列,但土地资源不足的劣势一直制约着沿海地区社会经济的进一步发展。近十几年来,随着沿海地区城市化进程加快,城市发展对土地资源的需求更是日趋紧张,在客观上加剧了土地供需矛盾,在自然条件适宜的地区科学、适度地填海造地,已经成为沿海地区缓解土地资源紧缺的一种行之有效的途径。
随着近十年来我国在吹填造地项目上的经验积累,尤其是经过天津临海工业区、曹妃甸工业区、上海临港新城等大型项目的经验积累,我国吹填造地的施工技术和装备能力等都有了质的提升。对于以城市综合开发为用途的吹填造地项目来说,如何统筹考虑工程所在区域规划条件、土地用途、施工工期、交付时间以及后续施工等诸多因素,确定土地交付标准显得尤为重要。合理的土地交付标准,不仅成为施工的重要依据,也是交付土地能够快速进入一级土地开发市场、实现土地收益最大化的重要前提条件。
1 工程概况
某工程位于珠海市横琴新区,通过吹填造地,形成陆地约12 km2,为该区域城市综合开发建设提供土地。场地位于大、小横琴山之间,原为临海滩涂,地势平坦低洼,1970年后用于围垦养殖,现状多为围垦地、鱼塘、沼泽、河道等。围垦地现状地面标高为0.5~1.2 m;鱼塘、沼泽、河道等水面的现状底标高为 2.9~ 0.1 m;局部为简易道路,地面高程较高,一般为1.5~2.5 m。
据工程区域地质资料显示,除围垦地、道路为人工填土外,吹填场地地表大部分为淤泥层,埋深较浅,分布较厚,自中心区域往两侧山体呈逐渐变薄趋势。第四系覆盖层厚度为10~60 m不等。该区域土(岩)层自上而下可分为:第四系人工素填土层,第四系海陆交互相的淤泥层、淤泥质黏土层、粉质黏土层和中粗砂、砾砂层,燕山三期花岗岩全风化带、强风化带和弱风化带等。
在工程可行性研究阶段,根据防洪要求,场地使用高程为3.7 m,考虑工后沉降1.2 m,吹填场地的交付标高为4.9 m。
2 工程实施的影响因素
2.1 规划条件
(1)防洪规划。防洪(潮)标准为百年一遇,防洪水位为3.07 m。按防洪规划要求,场地竖向设计最低标高按防洪水位加安全超高0.6 m控制,竖向最低控制标高取3.7 m。
(2)土地使用规划。根据《横琴新区控制性详细规划》,工程所在区域规划为四大版块(见图1):
①科技研发区。主要规划为工业研发用地,一半以上为弹性绿地。
②文化创意区。主要规划为商业用地、商业性办公用地,含少量住宅用地。
③综合服务区。主要规划为行政办公、文化设施、体育、医疗卫生、教育科研、社会福利、口岸设施等用地。
④住宅区。另外,场地规划若干排洪渠,一方面满足防洪排涝之需,另一方面提升区域整体景观水平。
(3)地下空间利用规划。根据《横琴新区控制性详细规划》,工程所在区域地下空间开发和利用类型包括:
①地下基本功能空间。主要用于地下停车和人防,占该区域的大部分地下空间。
②地下公共廊道空间。主要满足公共廊道建设要求,如地下管线、地下综合管沟、地下通道(包括地下公共人行道和地下公共车行道)、地下轨道等。
③地下商业空间。除了具备地下停车和人防基本功能之外,以地下商业、服务业设施为主,主要分布在中心商务区、口岸服务区和各居住区商业服务中心内。
④地下综合空间。整合地下停车、人防、商业服务业、公共设施、交通枢纽等功能,形成一个地下综合体,主要分布在口岸设施和两个二线通道用地内。
结合国内城市开发的大量实例,工程地下空间开挖特点为:地下停车场、人防,地下停车场一般为地下1层,开挖深度在5 m左右;地下通道一般开挖深度在7 m左右;地下商业空间一般为地下2层,开挖深度在9 m左右。
2.2 交付时间
吹填造地项目越早进入土地开发市场,意味着业主在时间效益和经济利益上获得更大的话语权。根据国内同类项目的经验,结合业主开发时序和工程规模,吹填按分期、分区进行,每个区块从交付到进入市场开发时间不超过2年。
2.3 后续施工要求
本工程吹填料源为粉细砂,上部吹填砂厚度为5~6 m。粉细砂释水后的承载力可达到60~80 kPa。建设单位对吹填后场地的使用荷载要求为不小于50 kPa,即场地吹填后地基承载力需满足后续开发建设时施工机械的通行。因此,场地吹填后大部分区域无需进行地基处理,后续开发的房建、道路、排洪渠等项目则由相应的承建单位另行处理。
3 交付标高的确定
前期阶段确定的场地使用高程3.7 m可满足防洪需要。吹填粉细砂形成的场地无需进行地基处理,即可满足后续建设时施工车辆的通行。对于本工程而言,交付标准的确定实际上为交付标高的确定。根据《疏浚与吹填工程设计规范》,场地交付标高为场地使用高程加预留超高,预留超高是指吹填工程完工后地基加固和沉降所需的预留高度。由于本工程不考虑地基处理,则预留超高为吹填后的地基自然固结沉降值,交付标准的确定归根结底就是地基自然固结沉降值的确定。
3.1 工程可行性研究阶段确定的预留超高分析
本工程场地未采取排水固结措施,靠自然固结完成。该固结过程可以根据太沙基一维固结理论计算分析确定,竖向排水平均固结度计算如下:
式中:n为自然数(即m为正奇数,根据傅里叶级数展开后得到的,为一种数学表示方式);Tv为竖向固结时间因素。
下卧淤泥层平均厚度取30 m。经计算,场地需经过150年,固结度方能达到约99%,并在完成最终沉降后,基本达到使用高程3.7 m (见表1)。
3.2 对预留超高的建议
对于以城市综合开发为用途的吹填造地项目而言,由于吹填交付后,场地地基要根据不同的用途、荷载要求进行单独处理,每个区块的工后沉降不尽相同,考虑统一的工后沉降是不切实际的,不仅对大面积吹填施工的生产和管理干扰较大,影响区块交付的同步性,而且会增加不必要的工程投资。在工期确定的情况下,只需考虑满足交付后施工机械车辆通行,通过优化交付标高,从根本上控制吹填工程量,节约工程投资。
从表1可知,若按最终固结沉降量预留超高,沉降过程太漫长。吹填造地工程的场地交付标高是场地使用高程与预留超高之和,场地使用高程在规划条件中就已明确。因此,交付标高的确定过程实际上是对预留超高的分析和确定。本工程吹填造地的用途是满足城市综合开发建设用地,在料源采用粉细砂的情况下,吹填后大部分场地无需进行处理即可满足后续开发建设时施工机械的通行。通过分析可知,在无排水固结措施的情况下,工后沉降的消减是一个相当漫长的过程,若考虑吹填场地在交付2年后进入土地开发市场,预留超高值只需要0.1 m。考虑后续地下空间施工时的弃土可参与整个场地的竖向设计,可不考虑预留超高,其数值为0。因此,从减少投资、控制工期等方面来看,本工程交付标高的取值不考虑预留超高是合理的。
4 结 语
通过综合考虑本工程规划条件、土地用途、交付时间、后续施工等影响因素,总结如下:
(1)在滨海区域超厚软基上进行吹填造地,若不考虑排水措施,靠自然固结完成,场地工后沉降的过程将非常缓慢。
(2)对于以城市综合开发为用途的吹填造地工程而言,当料源采用粉细砂时,吹填后的场地可以满足施工机械通行,在吹填施工完成后,无需考虑地基处理,即可交付土地。
(3)通过分析本工程交付的影响因素,将交付标准的确定导向为交付预留超高的确定。本工程的交付标高由4.9 m优化为3.7 m,以总造地面积12 km2计算,相当于减少吹填方量万m3,缩短了吹填工期,可节省工程投资约4亿元,经济和时间综合效益非常可观。