深圳某新近填海區的路基地基處理技術分析

趙偉紅

摘要：深圳市某灣區自2000年以來陸續開展了填海造地，至2012年形成約15平方公里完整陸域。同期，該地區規劃完成，定位為城市中心商務區，承載帶領城市新一輪發展的重要歷史使命，計劃建成一座一流的現代化國際新城。海灣填海區一般為軟土土質，大規模的基礎設施建設容易出現地基變形問題。選擇合理的巖土工程地基處理技術，提高基礎設施路基質量和整體性能，力爭作到安全、經濟、適用，成為工程建設的重要任務。本文通過對填海造地地質沿革進行收集，再根據工程實際情況，對區內數十條道路的路基地基處理進行分析研究，其實踐具有較強應用價值。

關鍵詞：新近填海區；路基；地基處理；技術分析

中圖分類號：U416.1文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2016）09-66-02

引言

新近填海區地基處理比較復雜，目前正由傳統單一的處理方式向多樣化的處理模式轉變，深圳過往的填海軟土區道路工程乃至房建工程，難以避免地出現了“搓衣板”的道路不均勻沉降問題、房屋地平裂縫問題。本區域內規劃了大量城市道路，包括地面主次干道、地下道路、綜合管廊溝等市政基礎設施，如何根據工程實際情況，選擇合適的地基處理技術，確保填海區地基設計施工和工程質量符合標準，提高路基質量和基礎設施整體性能，成為提高城市建設工程效益的重點工作。

1.地層結構

1.1地質沿革

根據收集的近十年地形圖，分析區內各年份堆填情況。2002年至2005年，區域南部為現狀物流堆場陸域，中北部為灣區灘涂，局部小范圍開始堆填，受堆填擠淤影響形成了淤泥干出灘（淤泥被擠出水面露在地表），大部分區域保持原始地貌，為蝦塘、灘涂、航道。2008年至2009年，由于區域內開始修建地鐵，沿線區域土方挖填量較大，同期北部區域開始填海造地并修建市政道路，拋石或堆填形成數道東西向隔堤，并往南北兩側推進堆填。2009年至2012年，經過數年的填海造地，整體陸域基本形成，區內河渠修整改道完成。2013年起，按照新的城市規劃，開啟大規模建設工程。

1.2填海常用工法

分析過往填海工法，目的是為后續地基處理設計施工提供技術基礎，填海軟土地基處理方式比較多樣化，其填筑歷史是后續工程建設的技術關鍵。本區域內多數填海造地時按照工業用地的較低設計標準交地，不滿足道路路基標準要求，工法主要有排水固結法、拋石填筑法和強夯（強夯置換）法三種，其中排水固結法為主要填海工法，強夯拋石填筑法則用于水深浪大處的圍海筑堤，強夯（強夯置換）法見于區內已形成陸域的軟土區加固，主要為現狀物流堆場和廠房的地基加固。

1.3地層結構

經收集整理區內各道路項目的詳細勘察資料，綜合得出地層典型分布如下：

（1）填土（石）層：填土主要由黏性土、粗礫砂、碎石組成，松散～稍密狀。填石主要由花崗巖塊石組成，推測直徑為20～80cm，含量約為20～80%。

（2）淤泥（含擠淤土）：主要成分為淤泥，局部含少量粗砂，含有機質，為前期軟基處理后殘留，呈層狀分布，可見貝殼，飽和，軟塑狀為主。擠淤土分淤泥包和原淤泥層表面兩種分布，層厚起伏較大。

（3）粗砂：灰黑色，含淤泥及少量貝殼，飽和，松散，層厚較薄。

（4）粉質黏土：可～硬塑，局部含少量粗砂。

（5）礫砂：主要成分為石英質，含大量黏粒，飽和，稍密。

（6）砂質黏性土：由花崗巖風化殘積而成，原巖結構可辨，可塑～硬塑狀。

（7）全風化帶：原巖結構基本破壞，裂隙極發育，局部夾有強風化巖塊，巖體基本質量等級為V級。

（8）強風化帶：風化劇烈，裂隙發育，巖體基本質量等級為V級。

（9）弱風化帶：裂隙發育，巖芯多呈塊狀、短柱狀，錘擊易碎，較硬巖，巖體基本質量等級為Ⅳ級。

區域內道路路基需要處理的地層主要有填土（石）層、淤泥層和粘土層，其組成成分不均勻，分布無規律，物理力學性質較差，分布有淤泥（淤泥質土）的地段具有含水量高、高觸變性、高壓縮和低強度、自穩能力差的特點。

2.路基地基處理

2.1路基地基處理要求

路基的地基處理，不僅要滿足道路承載力，還需考慮施工期間與完工后的沉降問題，包括道路路基的絕對沉降和各路段之間的相對沉降。按照設計規范要求，設計標準通常為：

（1）沉降要求：

地面道路：32后沉降小于20cm，沉降差異的容許縱坡差小于O.5%，道路路床交工面回彈模量EO≥30Mpa：地下道路：32后沉降≤15cm，縱向差異沉降

（2）承載力要求：

地面道路：路基填土交工面承載力特征值>120KPa：地下道路：地基承載力特征值術200KPa；綜合管廊地基承載力特征值≮160KPa。

2.2路基地基處理技術分析

經統計，區內道路的地基處理工法分析如下：

（1）換填法

換填法主要用于淤泥、淤泥質土、素填土、雜填土路基的淺層處理，換填厚度不大于3.0m，區內道路管線地基多數采用了換填處理，其優點是施工簡便、對地下管線等沒有影響、工期短，造價經濟，約500元，平方米，缺點是工后沉降稍大，處理深度受限，換填土需外運。另外，對于原填海地基處理較好的道路路段，也采用了換填法。

（2）水泥土攪拌樁

水泥土攪拌法主要用于淤泥、淤泥質土等含水量較高粘性土層的深層處理，其優點是沉降變形小、變形穩定快，可有效消除主、次固結沉降，工藝成熟，工期較短，缺點是土層有機質含量較高時、土層含水量較大時，或分布有人工填石成孔困難時，須通過現場試驗確定其適用性，另外，造價較高，約4800元，平方米。片區內道路設計時曾多數考慮該工法，后經試樁，由于表層填石層成樁困難，淤泥中有機質含量較大，經檢測承載力偏低，且施工質量不穩定，因此，僅在少數土層條件較好路段采用了該工法，未大量應用。

（3）高壓旋噴樁

高壓噴射注漿法適用于處理厚層淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。其優缺點與水泥土攪拌樁相似，但適用能力稍廣，地基承載力略高，造價更高。考慮到填土中含較多大粒徑塊石、淤泥中含較多有機質，設計時放棄了該方案。

（4）砂石樁法

砂石樁法適宜處理疏松砂土、素填土、雜填土、非飽和粘性土等土層，具有施工方便，節約材料，施工期短，費用低等特點，其缺點是對飽和粘性土處理厚度不宜大于3m，且后期變形較大。區域內道路部分路段從經濟性和工期角度出發，對局部較好軟土區采用了砂石樁的地基處理方案，經實踐，功能良好，能滿足使用要求。

（5）注漿鋼管樁

區域內某典型注漿鋼管樁方案，設計直徑130mm，正方形布置，通長放入直徑80mm壁厚5mm鋼管，考慮到填海地層為多次填筑而成，填石層鋼管樁成孔困難，則采用地質鉆機成孔。該方案原設計用于地下道路地基處理，其施工操作空間靈活，工期較短，能適應基坑底部地基處理施工，但后經承載力檢測，處理后承載力無法達到200Kpa的設計要求，該方案被迫調整。

（6）素混凝土樁

地下道路地基處理采用注漿鋼管樁無法滿足承載力要求后，嘗試采用素混凝土樁方案，其優點是單樁承載力高、工藝成熟且工期較短，缺點是淤泥層內成樁效果不理想，可能會出現斷樁現象。造價較高，約4900元，平方米。后經試樁，一方面施工質量難以達到設計要求，二是承載力檢測仍無法達到200Kpa的設計要求，該方案再次進行更改。

（7）管樁復合地基

由于地下道路各種地基處理方案均無法順利實施，最終嘗試采用管樁復合地基，其優點是單樁承載力高、質量穩定且工期較短。缺點是造價較高，約5000元，平方米，且施工空間要求較大，后結合基坑支護采用混凝土支撐方案，順利在基底施工管樁，且指標達到設計要求。

3.結語

地基處理有別于基坑工程，為永久性工程，需要滿足構筑物長期承載力和變形要求，其重要性更加顯著，如果在道路通車后再發現問題，補救措施復雜且難以實施，造價昂貴。因此，有必要在設計和施工過程中引起各方足夠重視，嚴控施工質量和檢測工作。區域填海造地歷史復雜，各項目采用了多種地基處理方案，片區路基的地基處理堪稱實踐教科書，尤其是地下道路項目的地基處理，由于承載力和變形要求高，嘗試了多種方案均未能成功，其實踐價值具有指導意義。