真空预压法和水泥土搅拌法地基处理方案经济比选

郭路燏　（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430071）



真空预压法和水泥土搅拌法地基处理方案经济比选

郭路燏（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430071）

结合某工程的工程特点，提出两种地基处理方案，分别为真空预压法和水泥土搅拌法，并进行了技术分析和经济比较，论述其在工程应用中取得的经济效益。

地基处理；真空预压法；水泥土搅拌法；经济比选

0　前言

人们常将不能满足建（构）筑物对地基要求的天然地基称为软弱地基或不良地基。软弱地基通常需要经过人工处理后才能修建建（构）筑物，这种地基加固方法称为地基处理。地基处理方法很多，每种地基处理方法都有一定的适用范围、优缺点，在选择地基处理方法时应考虑技术先进性、经济合理性、安全适用性、能否确保质量几个方面。对张家港重件及件杂码头工程来讲，应该从地基条件、处理要求、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑，因地制宜确定合适的地基处理方法。一个合适的地基处理方案能节省工程投资，还能确保工程按时保质保量完成建设任务。

1　工程概况

张家港地处中国经济最发达的长江三角洲，张家港市化工机械有限公司和张家港飞腾铝塑板有限公司拟在江阴鹅鼻咀节点下游的南岸建设张家港港区重件及件杂码头工程。

根据勘察单位编制的《张家港市化工机械有限公司码头岩土工程勘察报告》以及地基处理的相关规范，本工程陆域拟采用二个方案进行地基处理，第一方案为真空预压法，第二方案为水泥土搅拌法。

2　地质条件

根据地质报告，拟建工程的覆盖层为第四系全新统地层，拟建工程陆域为长江漫滩地，土层分布情况如下。

①层杂填土：杂色，松散，以粘性土为主，局部含有碎石块，陆域局部表层压实，湿，层厚、强度和成分不均匀。

②层淤泥质粉质粘土：以淤泥质粉质粘土为主，上部为淤泥质粉质粘土夹纹层粉砂，向下逐渐变化为淤泥质粉质粘土与薄层粉砂互层。褐灰夹青灰色，饱和，流塑，中下部与松散粉土组成水平层理。摇振反应慢，切面较粗糙，干强度低，韧性低。层厚0.90m～7.10m；层顶标高-1.9m～4.3m。高压缩性。本层强度分布较均匀，层厚和层次不稳定。

③层淤泥质粉质粘土夹粉砂：以粉砂为主，上部则为粉砂夹薄层淤泥质粉，中下部则为粉砂夹薄-纹层淤泥质粉质粘土。青灰夹褐灰色，饱和，流塑，粉砂为松散状态，二者组成水平层理，呈互层状。揭露层厚5.5m～8.0m，平均厚度7.1m；层顶标高-3.4m～-1.03m。高压缩性。强度分布不均匀，层次分布尚稳定。

④层粉砂：青灰色，稍密～中密，饱和，粉砂以长石、石英及云母等碎屑为主。粉砂颗粒级配差，分选性好。中压缩性。揭露层厚4.0m～8.0m，平均厚度5.1m；层顶标高-10.04m～-7.53m，平均标高-9.23m。强度分布欠均匀，层次分布欠稳定。

⑤层粉细砂：青灰色，饱和，粉细砂为中密状态，局部夹微层粉质粘土组成水平层理。粉细砂以长石、石英及云母等碎屑为主，颗粒级配差，分选性好。揭露层厚4.70m～7.00m，平均厚度6.24m；层顶标高-15.7m～-2.04m，平均标高-13.42m。中压缩性。强度分布欠均匀，层次分布较稳定。

⑥层细砂：青灰色，中密，局部密实，饱和，粉细砂以长石、石英及云母等碎屑为主。砂颗粒级配差，分选性好。中压缩性。揭露层厚11.50m～13.20m；层顶标高-21.2m～-19.4m，平均标高-20.56m。强度分布稍不均匀，层次分布较稳定，层位略有起伏。

⑦层细砂：青灰色，密实，饱和，粉细砂以长石、石英及云母等碎屑为主。砂颗粒级配差，分选性好。层底局部分布有结石。中压缩性。揭露层厚6.50m～8.10m；层顶标高-33.82m～-31.42m，平均标高-32.81m。强度分布稍不均匀，层厚略不稳定。

⑧层粉土夹粉砂：青灰色，中密，局部密实，饱和，夹粉砂组成水平层理。粉砂以长石、石英及云母等碎屑为主，颗粒级配差，分选性好。摇振反应迅速，切面无光泽，干强度低，韧性低。中压缩性。层厚未揭穿；层顶标高-41.45m～-38.40m，平均标高-40.08m。层顶面略有起伏，强度不均匀。

4　地基处理工序

地基处理面积为：处理面积为31600m2，第一方案为真空预压法，其处理工序如下。

在整平后场地上铺一层编织土工布；然后铺设中粗砂垫层0.6m厚至标高6.0m，要求含泥量<5%；插塑料排水板，插板深度约为15m，塑料排水板拟等边三角形排列，间距为1m。塑料排水板宽10cm，厚0.35cm。塑料排水板要求板底进入淤泥质土层，与淤泥质土层的下卧砂层保持0.5m距离；铺设滤水管、密封膜、埋设真空泵，并进行试抽真空；分块进行真空预压处理；维持真空度85kPa约70～80d，并由沉降—时间，孔隙水压力—时间等监测资料推算的固结度达到设计要求90%时即可卸载；地质钻探，进行土工试验；整平至地基处理交工标高。

第二方案是水泥土搅拌法方案，其处理工序为：场地平整；室内配比实验；应根据设计要求经行工艺性试桩，数量不少于2根；将桩机移到指定桩位进行对中、校正；在集料斗装好经过实验验证配合比配好水泥浆；启动主机，使搅拌机钻杆边喷浆边旋转下沉；当下沉到设计深度后，喷浆反转提升桩顶位置；再次将搅拌机钻杆边喷浆边旋转沉入桩底；桩机下沉到桩底后喷浆搅拌提升到桩顶；清洗管路残存水泥浆；移机，施工下一根搅拌桩。

5　经济比选

设计阶段的造价控制是建设工程造价控制的重点，据专家测算，在设计阶段可以控制70%～85%的工程投资，后面的施工、材料、劳务只能控制15%～30%。首先分析设计阶段影响工程造价的主要因素，其中建筑材料与结构方案的选择是否经济合理，对建筑工程造价有直接影响。因为材料费一般占直接费的70%左右，同时直接费用的降低也会导致间接费用的降低。所以采用较合理的地基处理方式和较经济的建筑材料，就能较好控制工程造价，取得好的经济效益。对上述两个地基处理方案进行了经济比较，具体分析如下。

5.1费用计算依据

采用交通部交水发（2004）247号文发布的水运工程定额及编制规定；采用张家港市2016年3月1日起执行张建价《关于调整建设工程材料指导价格的通知》。主要材料单价见表1。

主要材料单价表　表1

5.2费用计算

两种地基处理方案工程费用计算分别见表2、表3、表4。

真空预压法工程费用计算表　表2

水泥土搅拌法工程费用计算表　表3

主要材料消耗对比表　表4

5.3费用计算分析

从以上几个计算表可以看出，在同样满足建（构）筑物对地基要求前提下，真空预压法所需的工程费用比水泥土搅拌法所需的工程费用减少了909.52万元，同比费用下降幅度达51.68%。为更直观反映真空预压法经济效益，进一步分析两个方案的单位面积造价指标，真空预压法每单位面积造价比水泥土搅拌法每单位面积造价节约287.82元，下降幅度达51.68%。主要原因是大量利用材料单价相对便宜的砂土料，减少混凝土用量，很好降低了工程费用，从而有效地控制了工程造价。

真空预压法是岩土工程治理中处理软弱地基的一种行之有效的方法，通过预先对软弱地基施加荷载，来消除地基的部分沉降变形，缩短地基的固结周期，提高地基的强度和抗滑稳定性，从而达到加固软弱地基的目的。适用于加固淤泥、淤泥质黏性土。与水泥土搅拌法相比真空预压工期短、施工简单、质量可靠、可以节约工程造价、有利于环境保护和具有明显社会效益。本工程推荐了技术可行、经济更合理、安全适用、能确保质量的真空预压法。

6　结语

建设项目一般都具有周期长、投资大、风险也较大、不可逆转等特点，一旦投资下去，即使发现错了，也很难更改，损失很难挽回。这使得项目在工程可行性研究阶段方案选择和设计的工作成为投资项目的首要环节和重要方面，并且对项目建设的成败具有一定影响力。在现实经济环境中，业主建设单位希望设计方案是最经济，造价最低的方案，导致方案经济比选越来越重要，经济比选结果成为一个建设项目设计方案决策重要依据。

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].北京：中国建筑工业出版社出版，2005.

[2]交通部交水发（2004）247号，沿海港口建设工程概算预算编制规定[S].

[3]交通部交基发（2004）247号，沿海港口水工建筑工程定额[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，江苏徐州人，毕业于武汉理工大学，学士，工程师。