深厚软土地基处理方案比选

2013-07-26宋静

四川建筑 2013年2期

宋静

(四川省建筑科学研究院，四川成都610081)

改革开放以来，我国地基处理技术发展很快，新的地基处理技术不断涌现。每一种软基处理技术都有各自的特点，如有的工期短，有的造价低，有的安全性好，有的环境污染小。对于工程建设来说，根据工程实际情况，了解软基处理的各种方法充分利用软基处理特点，从中选取最优方案，是进行投标、设计和施工的一项重要任务。

1 软土地基处理方法及设计原则

目前，解决软土地基沉降与稳定的主要措施有以下几点:(1)增加施工预压期，使得软土地基强度随着施工加载有所提高，地基沉降尽可能多地在施工期间发生，减少工后沉降;(2)增加地基排水固结率，加大软土地基在给定施工期内排水固结沉降，加快软土地基强度的增长，增强地基稳定;(3)减少地基总沉降量，即采用桩体复合地基等措施使得地基在给定的外荷载作用下所产生的总沉降量减少，并相应提高地基承载力，增强稳定性，减少工后沉降;(4)采用提高路基设计标高的方法预留沉降量。

工程建设中常用的软土地基处理方法有砂井、塑料排水板、水泥土搅拌桩、CFG桩以及真空预压法等。砂井、塑料排水板等排水固结法理论成熟、施工设备简单、费用低，特别是对于砂井，对于砂料丰富的地区当是首选方案。但是由于排水固结法需要预压荷载且预压时间长，对于工期紧迫、缺乏预压条件的工程难以采用。加之，排水固结法是加速地基沉降，不能减少地基总沉降量，对于总沉降和不均匀沉降要求严格的工程有一定的局限性。

复合地基法是指天然地基经地基处理后部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土或被改良的天然地基土体)和增强体(桩体)两部分组成的人工地基。在荷载的作用下，天然地基和增强体共同承担荷载。复合地基法对提高地基承载力和减少总沉降量方面有较好的社会效益和经济效益。复合地基的处理形式有多种，常用的有水泥土搅拌桩、CFG桩、大直径现浇薄壁筒桩和预制管桩等。

真空联合堆载预压法与常规的堆载预压法相比，具有加载速度快、地基侧向变形小的优点。地基强度比同等荷载条件下常规堆载预压法相比有明显的增长。在处理大面积软土地基方面，具有明显的优势，但该方法施工工艺较为复杂，工程造价较常规堆载预压法高出较多，施工期较长。

软土地基处理方法首先应着眼于概念设计，着眼于可行方案的筛选和优化。一般来说，各种地基处理方法有各自的机理和使用范围，在选择处理方法时，需根据地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件、施工工期以及工程造价等因素综合考虑，做到技术先进、经济合理、安全实用、绿色环保、满足工期要求以及确保质量。

2 软土地基处理的影响因素

地基处理方法很多，合理选用地基处理方法非常重要，不仅影响地基处理效果，而且影响工程投资的大小。需要在一定地质条件(软土层厚度和力学指标)、荷载条件、地基稳定条件以及沉降控制标准等基础上，提出相对优化的软基处理方案和相应设计参数。影响软土地基设计的因素主要有以下几方面。

(1)技术与质量的可靠性。在当前施工条件下，砂井或塑料排水板的最大施工长度不宜超过20 m，水泥土搅拌桩的最大施工长度不宜超过15 m，如根据地基条件、填土荷载以及工后沉降控制标准等计算的砂井或水泥土搅拌桩的长度大于最大施工长度，则认为该方案在技术上是不可行的，必须采取其它地基处理方法或多个地基处理方法联合应用。

(2)造价。造价估测主要包括地基处理施工费(人工费、设备费)、处理所用材料费、材料运输费、土方运输费、环境保护费、试验观测费等。费用计算以国家(部)定额与地方有关法规相结合为原则。

(3)环境。随着社会的发展，人们的环保意识不断增强，地基处理对环境的影响程度与周边情况、处理方法、地质条件有关。为了对不同地点、不同的工程影响进行评价，环境影响因素也成为工程总的评判因素之一。

(4)工期。工期因素与处理方法相对应，但同时也应看到，即使是同一处理方法，也随着外部因素(天气变化、突发性事件、地层突变)和内部因素(施工组织设计)的变化而存在差异。总的来说，在保证施工质量的前提下，工期越短，该工程项目的效益愈好，因此工期也是一个影响地基处理方案的重要因素。

3 实例分析

某沿海城市道路建设工程，海漫滩地貌，经人工回填，场地内埋藏的地层主要有填筑土层、第四系海陆交互相沉积层、残积层，下伏基岩为燕山期花岗岩。根据各道路地质勘探成果，拟建道路场地下绝大部份区域均分布有0.5～36.0 m厚的淤泥，淤泥层底埋深1.2～40.0 m，仅局部区域系原山体地质仅分布有厚度较小的软土或未有软土分布。

软土层厚0.5～36 m，重力密度γ=16.2 kN/m3，孔隙比e0=1.802，压缩系数 av=1.65 MPa－1，压缩模量 Es=1.8 MPa，固结系数 Cv=7.63×10－4cm2/s，直剪快剪 Cu=6.6 kPa，φu=3.2°，地基处理宽度平均110 m，路基设计平均填高4.5 m。

适合本项目的地基处理方法如表1所示。

通过对地质条件、上部结构类型、使用要求、对周围环境的影响、材料供应情况、施工条件、施工工期以及工程造价等因素综合考虑，对本项目提出了两个比较方案见表2、表3。