深厚軟土地基處理方案比選

（廣西華藍巖土工程有限公司，廣西 南寧 530001）

【摘 要】地基處理方法非常多，對地基處理方法進行合理選擇非常關鍵。它不僅會對地基處理效果帶來很大的影響，還會對整個工程投資帶來巨大影響。同時，不同軟基處理技術之間的差異也比較大，對于工程建設來說，應該結合工程實際情況，在充分了解各種軟基處理方法的基礎上選擇最優的方案。文章結合工程實例，從不同角度針對深厚軟土地基處理方法展開分析，并結合工程實際選出最優的處理方案。

【關鍵詞】深厚軟土地基；處理方案；比較

【中圖分類號】U416.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）06-0156-03

自從改革開放以來，我國地基處理技術得到了非常快的發展，各種新的地基處理技術開始不斷涌現，其中每種技術都存在各自的特點，例如有的造價低、有的工期短、有的環境污染小、有的安全性比較高等。對于工程建設來說，應該結合工程的具體情況，充分了解軟基處理的各種方法，同時與軟基處理特點結合，從中選擇最優的方案。下面結合工程實例，對深厚軟土地基處理方案的比選展開分析，為同行的研究提供一些參考。

1 軟土地基處理的影響因素

地基處理方法多種多樣，合理選用地基處理方法，不僅會影響地基處理效果，同時還會影響工程投資。在深厚軟土地基處理過程中，需要在一定的地質條件、地基穩定條件及荷載條件等基礎上，提出軟基處理方案優化的策略及相關設計參數[1]。具體來說，影響軟土地基設計的因素主要包括技術與質量的可靠性、工程造價及施工工期等，下面展開具體分析。

1.1 技術與質量的可靠性

在現階段的施工條件下，水泥土攪拌樁的最長施工長度最好不要超過15 m，塑料排水板、砂井的最大施工長度最好不要超過20 m，如果考慮填土荷載、地基條件及工后沉降控制標準等方面的因素計算出的水泥土攪拌樁、砂漿的長度超過了最大施工長度，這種情況從技術上來看方案是不可行的，因此必須將多種地基處理方法結合在一起使用。

1.2 工程造價

造價估測主要包括人工費、設備費、材料費、土方運輸費、試驗觀測費及環境保護費等。按照國家定額及地方相關法規對這些費用進行計算。

1.3 環境因素

隨著社會的快速發展，人們的環保意識也不斷增強，地基處理過程中不可避免地會對環境造成影響，影響程度的大小與處理方法的選擇、周邊環境情況及地質條件直接相關。本文針對不同工程及不同地點展開評價，環境影響因素也被納入工程總評判因素中。

1.4 施工工期

工期和處理方法的選擇是直接對應的，但是同時也應該認識到即使是同一種處理方法，也會由于受到天氣變化、地層突變、突發性事件等外部因素及施工組織設計等內部因素的影響而表現出一定的差異。從總體上來看，在施工質量得以保證的基礎上，施工工期越短，工程項目的經濟效益就會越好，因此工期是地基處理方案的主要影響因素。

2 軟土地基處理方法與設計原則

2.1 軟土地基沉降、穩定的解決措施

軟土地基沉降、穩定的解決措施主要有以下幾種：第一，增加施工預壓期，這樣一來，隨著施工加載，軟土地基的強度就會有所提升，同時大部分地基沉降會發生于施工期間，從而減少工后的沉降。第二，增加地基排水固結率，在給定施工期增加軟土地基排水固結沉降，同時進一步加快軟土地基強度的提升，起到穩定地基的作用。第三，減少地基總沉降量，利用樁體復合地基等相關方法，在給定外荷載作用下使地基產生的總沉降量減少，同時相應地提升地基承載力，達到增強地基穩定性、減少工后沉降的目的。第四，利用提升路基設計標高的方式對沉降量進行預留。

2.2 排水固結法

常用的軟土地基處理方法有塑料排水板、砂井、水泥土攪拌樁、真空預壓法等幾種不同的方法，其中塑料排水板和砂井法的理論已經發展得比較成熟，同時設備也比較簡單，尤其是砂井法，當前已經成為砂料豐富地區首選的一種方案[2]。但是，由于利用排水固結法施工往往需要進行預壓荷載，同時預壓的時間比較長，加上對工期、預壓條件等要求比較高，很多工程中都難以采用。此外，排水固結法可以起到加速地基沉降的作用，但是從整體上來看，并不能減少地基沉降量，對不均勻沉降及總沉降等方面的要求也比較嚴格。

2.3 復合地基法

所謂負荷地基法是指天然地基經過地基處理以后，部分土體的強度得到了提高，或者設置了加筋材料，應用復合地基法對于地基承載力的提升和總沉降量的減少是非常有利的，可以達到非常高的社會效益與經濟效益。復合地基的處理形式多種多樣，一般工程中常用的處理方法有CFG樁、水泥土攪拌樁、大直徑現澆薄壁筒樁等[3]。

2.4 真空聯合堆載預壓法

這種地基處理方法和常規堆載預壓法相比，體現出了地基側向變形小、加載速度較快等一系列優點。與同等荷載條件下的堆載預壓法相比，其地基強度明顯有增強的表現。對大面積軟土地基進行處理時，真空聯合堆載預壓法的優勢非常明顯，但是該地基處理方法從施工工藝上來看比較復雜，從工程造價上來看也比常規堆載預壓法要高出很多，工期也比常規方法長一些。

3 實例分析深厚軟土地基處理方案比選

3.1 工程概況

某公路工程是貫穿于某經濟開發區拓展區的一條南北方向的主干道，工程一期范圍中道路的整體長度為1.25 km，規劃設計道路紅線的寬度為42 m，斷面采用雙向四車道方式布置。一般路段道路設計的標高為0.7～1.1 m，橋頭填土高度最高為2.7 m。現狀用地主要為水田、村鎮建設用地及魚塘等農業用地，此外還有大面積的河網，這些河網面積也屬于農村用地，道路全線跨越3條河流。

3.2 地質條件與軟土路基特征

該工程范圍內的從上到下地質情況分別為雜填土、素填土、黏土（厚度在1.5～3.5 m）、淤泥及淤泥質土（厚度在49.0～53.0 m，具有低強度、高壓縮性等特征）、亞黏土層、層間夾粉土、粉砂（厚度在1.5 m左右）、卵石（厚度在15 m以上）。整個場地的地質情況比較均勻，硬殼層比較薄，其中淤泥及淤泥質土的力學特征比較差，其壓縮模量通常在1.6～2.2 MPa，該層道路地段沒有經過處理，因此不適宜利用。

3.3 軟基處理方案

3.3.1 排水固結方案

由于本工程地基軟黏土的排水性能比較差，如果單純采用堆載預壓方法，其高天方路段的工期必然比較長。工程范圍內大部分道路的填方比較小，在0.7～1.1 m，出于對軟基處理經濟性的考慮，為了進一步提升地基承載力，同時有效減少差異沉降，本工程低填方路段采用堆載（超載）預壓方案。在新建道路中，現有工程實踐經驗表明，排水固結法可以進一步加快非砂性土地基的固結速度，其效果比較好[4]。從經濟和施工方面考慮，利用插塑料排水板+堆載法是可行的，進行大面積地基處理會比較容易，具有技術可靠、工藝簡單等特點，但是這種方法需要的工期比較長。真空預壓+堆載預壓的效果是可以得到疊加的，與超載預壓相比，超載土方填土及卸土工作減少了，但是增加了濾水管、排水管安裝、密封溝安裝、真空泵安裝等施工，整個工期達9～10個月。

3.3.2 復合地基方案

由于水泥攪拌樁很難將軟弱層打穿，所以通常需要堅持短而密的原則設置水泥攪拌樁，按照三角形布置水泥攪拌樁，樁徑為0.5 m，間距在1.2～1.5 m，處理深度為15 m[5]，樁頂鋪設砂石褥墊層（厚度為30 cm），上面敷設一層土工格柵。從理論計算方面來看，與水泥攪拌樁相比CFG樁更加經濟，工藝更加成熟，因此對于低強度混凝土樁，通常采用CFG樁在經濟、技術方面更合理一些。

3.3.3 輕質材料方案

由于本工程所在地水泥攪拌樁處理深度優先，因此高填土路段考慮利用輕質材料。所謂輕質材料是指包括粉煤灰、EPS在內的優良填土材料，這種材料具有耐壓縮性、超輕質性、耐水性、自立性等優點，常用EPS均為泡沫苯乙烯，這種材料不僅強度足夠，還具有輕質的特性，是一種優良的填土材料，常用EPS材料的容重均在0.2 ～0.4 kN/m3，在實際應用中體現出了耐壓縮性、超輕質性、自立性、施工方便等特點，但是因為EPS是以石油為原材料的化工產品，因此價格比較昂貴。粉煤灰是燃煤電廠的工業廢棄物，具有強度高、透性小、壓縮性小等工程特性，粉煤灰的最大干容重通常比較小，比一般土干容重要小30%～40%，因此利用其作為軟基填筑的主要材料，可以有效地減少軟基沉降量，與EPS相比，采用粉煤灰作為填筑材料更合理一些。由于粉煤灰屬于一種親水性較強的填料，體現出了容易吸水的塑性狀態，加上顆粒間的黏結力較小，可能會呈現出一種松散的狀態。因此，本工程中臺后粉煤灰堤兩側均設置了擋土墻，同時還選擇綠化帶位置，將頂封層、路面基層結合。

3.4 方案比選結論

軟基處理分別對堆載（超載）預壓、復合地基、排水固結、輕質材料等措施進行綜合考慮，結合已有資料展開計算，計算結果顯示，不管采用何種方法，瞬時沉降都是非常大的，同時15年內工后沉降都可以滿足沉降要求，但是在15個月時，水泥攪拌樁和塑料排水板固結度已經完成96%，在工后沉降期內基本完成。與堆載預壓相比，超載預壓沉降有明顯改善，但是因為淤泥質底層沒有排水通道，所以總體上來看，沉降規律不能得到改變。堆載預壓和超載預壓工后固結度和時間呈現線性關系。利用土工布的方式可以有效地改善土體的不均勻沉降，但是對沉降的影響并不明顯。利用粉煤灰可以有效地減少地基土附加應力。

總之，在本工程中最為合理的方案如下：①如果道路填方交底，可以選擇超載預壓方案；②河洼填筑位置及高填方路段可以利用水泥攪拌樁處理方案；③臺后利用粉煤灰填筑、水泥攪拌樁相結合的處理方案。

4 結語

本工程軟基處理現已基本完成，部分路段已經開始進行路面結構基層的鋪筑。在碾壓施工過程中，路基基本沒有變形，從整體上來看，軟基處理達到了預期效果，值得推廣應用。

參 考 文 獻

[1]彭長勝，黃勝，閆鵬飛.海中深厚軟土地基里隧道明挖法施工截流圍堰方案比選及穩定性分析[J].鐵道建筑，2015（9）：53-56.

[2]黃高峰，陳合愛.淺談深厚淤泥和淤泥質土層基礎地基處理設計方案比選[J].江西水利科技，2007（2）：99-102.

[3]江偉安.塑料排水板固結法在加固海堤基礎工程中的應用[J].水利建設與管理，2011（3）：44-47.

[4]張靖，朱益軍，荊偉偉.濱海深厚軟土區沿河路堤拓建技術方案研究及實踐[J].浙江建筑，2014（5）：36-39，50.

[5]周永磊，杜立宇.基于軟土地質條件下沿海地區城市道路地基處理方案的探究[J].中國水運（下半月），2014（8）：251-252.

[責任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】耿強，男，山西大同人，廣西華藍巖土工程有限公司工程師，研究方向：基坑支護與地基處理。