真空預壓法和水泥土攪拌法地基處理方案經濟比選

郭路燏　（中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

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真空預壓法和水泥土攪拌法地基處理方案經濟比選

郭路燏（中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430071）

結合某工程的工程特點，提出兩種地基處理方案，分別為真空預壓法和水泥土攪拌法，并進行了技術分析和經濟比較，論述其在工程應用中取得的經濟效益。

地基處理；真空預壓法；水泥土攪拌法；經濟比選

0　前言

人們常將不能滿足建（構）筑物對地基要求的天然地基稱為軟弱地基或不良地基。軟弱地基通常需要經過人工處理后才能修建建（構）筑物，這種地基加固方法稱為地基處理。地基處理方法很多，每種地基處理方法都有一定的適用范圍、優缺點，在選擇地基處理方法時應考慮技術先進性、經濟合理性、安全適用性、能否確保質量幾個方面。對張家港重件及件雜碼頭工程來講，應該從地基條件、處理要求、工程費用以及材料、機具來源等各方面進行綜合考慮，因地制宜確定合適的地基處理方法。一個合適的地基處理方案能節省工程投資，還能確保工程按時保質保量完成建設任務。

1　工程概況

張家港地處中國經濟最發達的長江三角洲，張家港市化工機械有限公司和張家港飛騰鋁塑板有限公司擬在江陰鵝鼻咀節點下游的南岸建設張家港港區重件及件雜碼頭工程。

根據勘察單位編制的《張家港市化工機械有限公司碼頭巖土工程勘察報告》以及地基處理的相關規范，本工程陸域擬采用二個方案進行地基處理，第一方案為真空預壓法，第二方案為水泥土攪拌法。

2　地質條件

根據地質報告，擬建工程的覆蓋層為第四系全新統地層，擬建工程陸域為長江漫灘地，土層分布情況如下。

①層雜填土：雜色，松散，以粘性土為主，局部含有碎石塊，陸域局部表層壓實，濕，層厚、強度和成分不均勻。

②層淤泥質粉質粘土：以淤泥質粉質粘土為主，上部為淤泥質粉質粘土夾紋層粉砂，向下逐漸變化為淤泥質粉質粘土與薄層粉砂互層。褐灰夾青灰色，飽和，流塑，中下部與松散粉土組成水平層理。搖振反應慢，切面較粗糙，干強度低，韌性低。層厚0.90m～7.10m；層頂標高-1.9m～4.3m。高壓縮性。本層強度分布較均勻，層厚和層次不穩定。

③層淤泥質粉質粘土夾粉砂：以粉砂為主，上部則為粉砂夾薄層淤泥質粉，中下部則為粉砂夾薄-紋層淤泥質粉質粘土。青灰夾褐灰色，飽和，流塑，粉砂為松散狀態，二者組成水平層理，呈互層狀。揭露層厚5.5m～8.0m，平均厚度7.1m；層頂標高-3.4m～-1.03m。高壓縮性。強度分布不均勻，層次分布尚穩定。

④層粉砂：青灰色，稍密～中密，飽和，粉砂以長石、石英及云母等碎屑為主。粉砂顆粒級配差，分選性好。中壓縮性。揭露層厚4.0m～8.0m，平均厚度5.1m；層頂標高-10.04m～-7.53m，平均標高-9.23m。強度分布欠均勻，層次分布欠穩定。

⑤層粉細砂：青灰色，飽和，粉細砂為中密狀態，局部夾微層粉質粘土組成水平層理。粉細砂以長石、石英及云母等碎屑為主，顆粒級配差，分選性好。揭露層厚4.70m～7.00m，平均厚度6.24m；層頂標高-15.7m～-2.04m，平均標高-13.42m。中壓縮性。強度分布欠均勻，層次分布較穩定。

⑥層細砂：青灰色，中密，局部密實，飽和，粉細砂以長石、石英及云母等碎屑為主。砂顆粒級配差，分選性好。中壓縮性。揭露層厚11.50m～13.20m；層頂標高-21.2m～-19.4m，平均標高-20.56m。強度分布稍不均勻，層次分布較穩定，層位略有起伏。

⑦層細砂：青灰色，密實，飽和，粉細砂以長石、石英及云母等碎屑為主。砂顆粒級配差，分選性好。層底局部分布有結石。中壓縮性。揭露層厚6.50m～8.10m；層頂標高-33.82m～-31.42m，平均標高-32.81m。強度分布稍不均勻，層厚略不穩定。

⑧層粉土夾粉砂：青灰色，中密，局部密實，飽和，夾粉砂組成水平層理。粉砂以長石、石英及云母等碎屑為主，顆粒級配差，分選性好。搖振反應迅速，切面無光澤，干強度低，韌性低。中壓縮性。層厚未揭穿；層頂標高-41.45m～-38.40m，平均標高-40.08m。層頂面略有起伏，強度不均勻。

4　地基處理工序

地基處理面積為：處理面積為31600m2，第一方案為真空預壓法，其處理工序如下。

在整平后場地上鋪一層編織土工布；然后鋪設中粗砂墊層0.6m厚至標高6.0m，要求含泥量<5%；插塑料排水板，插板深度約為15m，塑料排水板擬等邊三角形排列，間距為1m。塑料排水板寬10cm，厚0.35cm。塑料排水板要求板底進入淤泥質土層，與淤泥質土層的下臥砂層保持0.5m距離；鋪設濾水管、密封膜、埋設真空泵，并進行試抽真空；分塊進行真空預壓處理；維持真空度85kPa約70～80d，并由沉降—時間，孔隙水壓力—時間等監測資料推算的固結度達到設計要求90%時即可卸載；地質鉆探，進行土工試驗；整平至地基處理交工標高。

第二方案是水泥土攪拌法方案，其處理工序為：場地平整；室內配比實驗；應根據設計要求經行工藝性試樁，數量不少于2根；將樁機移到指定樁位進行對中、校正；在集料斗裝好經過實驗驗證配合比配好水泥漿；啟動主機，使攪拌機鉆桿邊噴漿邊旋轉下沉；當下沉到設計深度后，噴漿反轉提升樁頂位置；再次將攪拌機鉆桿邊噴漿邊旋轉沉入樁底；樁機下沉到樁底后噴漿攪拌提升到樁頂；清洗管路殘存水泥漿；移機，施工下一根攪拌樁。

5　經濟比選

設計階段的造價控制是建設工程造價控制的重點，據專家測算，在設計階段可以控制70%～85%的工程投資，后面的施工、材料、勞務只能控制15%～30%。首先分析設計階段影響工程造價的主要因素，其中建筑材料與結構方案的選擇是否經濟合理，對建筑工程造價有直接影響。因為材料費一般占直接費的70%左右，同時直接費用的降低也會導致間接費用的降低。所以采用較合理的地基處理方式和較經濟的建筑材料，就能較好控制工程造價，取得好的經濟效益。對上述兩個地基處理方案進行了經濟比較，具體分析如下。

5.1費用計算依據

采用交通部交水發（2004）247號文發布的水運工程定額及編制規定；采用張家港市2016年3月1日起執行張建價《關于調整建設工程材料指導價格的通知》。主要材料單價見表1。

主要材料單價表　表1

5.2費用計算

兩種地基處理方案工程費用計算分別見表2、表3、表4。

真空預壓法工程費用計算表　表2

水泥土攪拌法工程費用計算表　表3

主要材料消耗對比表　表4

5.3費用計算分析

從以上幾個計算表可以看出，在同樣滿足建（構）筑物對地基要求前提下，真空預壓法所需的工程費用比水泥土攪拌法所需的工程費用減少了909.52萬元，同比費用下降幅度達51.68%。為更直觀反映真空預壓法經濟效益，進一步分析兩個方案的單位面積造價指標，真空預壓法每單位面積造價比水泥土攪拌法每單位面積造價節約287.82元，下降幅度達51.68%。主要原因是大量利用材料單價相對便宜的砂土料，減少混凝土用量，很好降低了工程費用，從而有效地控制了工程造價。

真空預壓法是巖土工程治理中處理軟弱地基的一種行之有效的方法，通過預先對軟弱地基施加荷載，來消除地基的部分沉降變形，縮短地基的固結周期，提高地基的強度和抗滑穩定性，從而達到加固軟弱地基的目的。適用于加固淤泥、淤泥質黏性土。與水泥土攪拌法相比真空預壓工期短、施工簡單、質量可靠、可以節約工程造價、有利于環境保護和具有明顯社會效益。本工程推薦了技術可行、經濟更合理、安全適用、能確保質量的真空預壓法。

6　結語

建設項目一般都具有周期長、投資大、風險也較大、不可逆轉等特點，一旦投資下去，即使發現錯了，也很難更改，損失很難挽回。這使得項目在工程可行性研究階段方案選擇和設計的工作成為投資項目的首要環節和重要方面，并且對項目建設的成敗具有一定影響力。在現實經濟環境中，業主建設單位希望設計方案是最經濟，造價最低的方案，導致方案經濟比選越來越重要，經濟比選結果成為一個建設項目設計方案決策重要依據。

[1]林宗元.巖土工程治理手冊[M].北京：中國建筑工業出版社出版，2005.

[2]交通部交水發（2004）247號，沿海港口建設工程概算預算編制規定[S].

[3]交通部交基發（2004）247號，沿海港口水工建筑工程定額[S].

TU472.3+6

B

1007-7359(2016)03-0146-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.053

郭路燏（1978-），女，江蘇徐州人，畢業于武漢理工大學，學士，工程師。