沖積平原超厚淤泥層地基處理的適用性研究

肖 浪 劉學康 李開慶 曾大平

（中鐵廣州工程局集團有限公司，廣東廣州 510000）

多數建構筑物都建造在軟土地基上，造成地面不均勻沉降、結構物開裂等現象。南沙地區沖積平原高塑性、流動性大、沉降量大等特點，結合本項目地基處理方式，分析試驗數據，觀察最終沉降量，對比軟基處理效果。

1 工程概況

廣州南沙大崗項目為區塊綜合開發項目，總占地面積為820 萬m2，建設容包含配套道路、公共設施等。場址位于珠江三角洲沖積平原，屬河口堆積地貌。根據地質勘探資料反映，該地層土質依次為雜填土、淤泥、淤泥質土、粉質黏土、砂層、基巖，淤泥、淤泥質土厚度約33 m。針對以上地質特點，結合工程實際情況，對軟基處理在同一區域根據不同使用要求采取不同的處理方式。本工程主要采取塑料排水板+超載預壓、水泥攪拌樁+等載預壓、塑料排水板+水泥攪拌樁+超載預壓、塑料排水板+真空堆載聯合預壓等4種方式。本文針對4種不同軟基處理方式在同一區域、不同使用要求進行綜合分析，確定在沖積平原高塑性流動不良地質條件下，各方案的適用性、經濟性、可靠性。

2 各處理方案分析

2.1 塑料排水板+超載預壓

在普通帶狀道路工程中采用塑料排水板+超載預壓，施工時對場地平整后鋪設30 cm中粗砂墊層，按照間距1.2 m打設25 m深塑料排水板，再鋪設20 cm中粗砂墊層，并加鋪2層單向土工格柵，分層進行填筑，總填筑高度為永久荷載+動荷載換算值，即超載預壓。本項目的超載值為20 kN/m2，實際施工按照路基超填1 m控制。

沉降觀測：在場地平整后布設監測點，填筑期每天沉降12.5 mm。路基填筑完成后沉降量逐漸遞減，后2個月的沉降量1.5 mm/月，不超過5 mm為穩定，預壓期6個月。施工期累計沉降1.6 m，固結度91.85%，工后沉降約13.6 cm。

檢測分析；原狀土剪切強度由10.3 kPa提高到44.54 kPa，重塑土剪切強度由11.2 kPa提高到12.75 kPa，地基承載力達到200 kPa，各項指標均滿足設計要求。

工期計算:在施工過程中，按照每個施工區段，地基施工約20 d，路基堆載根據施工監測數據所得一般為4 d/層，按照每層填筑厚度25 cm、路基填土高3 m、沉降量為1.6 m、等載量為0.73 m、超載量為1 m計算，需要填筑26層，填筑期104 d，等載期180 d，卸載5 d，總施工周期為309 d。

造價分析：采用塑料排水板+超載預壓方案的綜合費用約為668.1 元/m2。

2.2 水泥攪拌樁+塑料排水板+超載預壓

在帶狀道路工程，為了減少對周邊構筑物沉降的影響，或作為道路與結構物的過渡段，采用水泥攪拌樁+塑料排水板+超載預壓（長板短樁）處理方法。施工時對場地進行平整后，按照間距1.6 m打設水泥攪拌樁，處理深度約為10 m，鋪設30 cm中粗砂墊層，再按照間距為1.6 m打設25 m深塑料排水板，塑料排水板布置在水泥攪拌樁空隙，再鋪設20 cm中粗砂墊層，并加鋪2層單向土工格柵，分層進行填筑，總填筑高度為永久荷載+動荷載換算值，即超載預壓。本項目的超載值為20 kN/m2，實際施工按照路基超填1 m控制。

沉降觀測：在場地平整后布設監測點，填筑期每天沉降約14.2 mm，路堤中心沉降量每天沉降量不大于15 mm，沉降量逐漸遞減，后2個月的沉降量1.02 mm/月，不超過5 mm為穩定，預壓期共6個月。施工期累計沉降量約0.95 m，固結度97.88%，工后沉降約2 cm。

檢測分析：原狀土剪切強度由10.3 kPa提高到58.4 kPa，重塑土剪切強度由11.2 kPa提高到14.75 kPa。水泥攪拌樁單樁承載力77 kN，水泥攪拌樁復合地基承載力達到100 kN，各項指標均滿足設計要求。

工期計算：在施工過程中，按照每個施工區段，水泥攪拌樁施工工期約40 d，地基施工約20 d，路基堆載根據施工監測數據所得一般為1 d/層，按照每層填筑厚度25 cm、路基填土高度3 m、沉降量0.95 m、等載量0.73 m、超載量為1 m計算，需要填筑23層，填筑期23 d，等載期為180 d，卸載約為5 d，總施工周期為263 d。

造價分析：水泥攪拌樁+塑料排水板+超載預壓方案綜合費用約為834.9 元/m2。

2.3 水泥攪拌樁+等載預壓

在帶狀道路工程，為了減少地基處理沉降對周邊構筑物的影響，采用水泥攪拌樁+等載預壓，對場地平整后鋪按照間距1.4 m打設水泥攪拌樁，處理深度約15 m，鋪設30cm厚碎石墊層，再加鋪2層雙向土工格柵，最后分層進行填筑，總填筑高度為永久荷載，即等載預壓。

沉降觀測：場地平整后布設監測點，填筑期每天沉降約1.6 mm，路基填筑完成后，預壓期為3個月，后2個月沉降量為0.5 mm/月，不超過5 mm為穩定。施工期累計沉降量約0.15 m，固結度92.8%，工后沉降約1.08 cm。

檢測分析：水泥攪拌樁單樁承載力77 kN，水泥攪拌樁復合地基承載力達到100 kN，各項指標均滿足設計要求。

工期計算：在施工過程中，按照每個施工區段，地基施工約60 d，路基堆載根據施工監測數據所得一般為1 d/層，按照每層填筑厚度25 cm、路基填土高3 m、沉降量0.15 m、等載量為0.73 m計算，需要填筑16層，填筑期需要16 d，等載期為90 d，卸載約為5 d，總施工周期為171 d。

造價分析：采用水泥攪拌樁+等載預壓方案的綜合費用約為771.5 元/m2。

2.4 塑料排水板+真空堆載聯合預壓

在廠區建設為了減少大量土石方的挖運棄產生，采用了塑料排水板+真空堆載聯合預壓，施工時對場地平整后鋪設土工格柵及30 cm中粗砂墊層，然后按照間距為1.2 m打設塑料排水板，塑料排水板處理深度25 m，再鋪設20 cm中粗砂墊層，并按照要求埋設濾水管，鋪設密封膜，四周采用泥漿密封墻密封，將射流泵安裝在濾水管上，進行抽真空，真空壓力≥85 kPa。抽真空2個月后，在真空膜表面堆載1 m厚的回填砂加載補償。

沉降觀測：在場地平整后布設監測點，抽真空后進行觀測，預壓期每天沉降量約25.2 mm。實測地面沉降速率，平均沉降量小于2 mm/d，滿載預壓時間超過90 d視為穩定。施工期累計沉降量1.7 m，固結度90.79%，工后沉降15.6 cm。

檢測分析：原狀土剪切強度由10.3 kPa提高到34.28 kPa，重塑土剪切強度由11.2 kPa提高到12.35 kPa。地基承載力達到160 kPa，各項指標均滿足設計要求。

工期計算：在施工過程中，地基處理施工約30 d，密封溝可同步實施，不計算工期。試抽5 d，正式抽真空90 d，場地清理5 d，總工期130 d。

造價分析：采用塑料排水板+真空堆載聯合預壓方案的綜合費用約為849.5 元/m2。

3 各項指標對比

對數據進行匯總，本項目采取的4種處理方式均能滿足設計要求，但每種處理方式存在差異。

地基處理方案指標對比如表1所示。

表1 地基處理方案指標對比表

4 處理方案的選擇

通過上述數據分析，具體選擇何種處理方案主要取決于工程實用性及工期要求。

針對線性帶狀構筑物且工期可控、周邊無影響、堆載土（物）資源豐富的地區，建議選擇塑料排水板+超載預壓；對周邊有影響的地區建議選擇水泥攪拌樁+等載預壓，水泥攪拌樁+塑料排水板+超載預壓適用在塑料排水板+超載預壓與水泥攪拌樁+等載預壓的過渡段，一般選擇30 m為宜，考慮造價較高，不宜過長；針對廠區建設或長寬比例不大，占地面積大于2 萬m2的地塊，堆載土（物）資源緊缺，后期還需要基坑開挖等類似工程，為了加快建設工期，減少土方的填挖量，可選擇塑料排水板+真空堆載聯合。

通過上述分析可知，工后沉降難以避免，所以在修筑構建筑時應結合構建筑對沉降要求，對因沉降會造成結構物開裂影響使用功能或有較大安全隱患的建筑物，未進行處理的地基上修建時應慎重，盡量選用端承樁，慎用摩擦樁。

5 結語

在沖積平原高塑流動超厚淤泥層選擇處理方案，關鍵在于選擇方案前進行詳細地勘，詳細了解地質情況，掌握工期目標，選擇出合理的方案。施工時嚴格控制每道工序施工質量，科學管理施工組織，合理劃分施工區段，形成流水作業，確保工期目標實現，取得較好的經濟效益，達到預期的施工目標。