冲积平原超厚淤泥层地基处理的适用性研究

肖 浪 刘学康 李开庆 曾大平

（中铁广州工程局集团有限公司，广东广州 510000）

多数建构筑物都建造在软土地基上，造成地面不均匀沉降、结构物开裂等现象。南沙地区冲积平原高塑性、流动性大、沉降量大等特点，结合本项目地基处理方式，分析试验数据，观察最终沉降量，对比软基处理效果。

1 工程概况

广州南沙大岗项目为区块综合开发项目，总占地面积为820 万m2，建设容包含配套道路、公共设施等。场址位于珠江三角洲冲积平原，属河口堆积地貌。根据地质勘探资料反映，该地层土质依次为杂填土、淤泥、淤泥质土、粉质黏土、砂层、基岩，淤泥、淤泥质土厚度约33 m。针对以上地质特点，结合工程实际情况，对软基处理在同一区域根据不同使用要求采取不同的处理方式。本工程主要采取塑料排水板+超载预压、水泥搅拌桩+等载预压、塑料排水板+水泥搅拌桩+超载预压、塑料排水板+真空堆载联合预压等4种方式。本文针对4种不同软基处理方式在同一区域、不同使用要求进行综合分析，确定在冲积平原高塑性流动不良地质条件下，各方案的适用性、经济性、可靠性。

2 各处理方案分析

2.1 塑料排水板+超载预压

在普通带状道路工程中采用塑料排水板+超载预压，施工时对场地平整后铺设30 cm中粗砂垫层，按照间距1.2 m打设25 m深塑料排水板，再铺设20 cm中粗砂垫层，并加铺2层单向土工格栅，分层进行填筑，总填筑高度为永久荷载+动荷载换算值，即超载预压。本项目的超载值为20 kN/m2，实际施工按照路基超填1 m控制。

沉降观测：在场地平整后布设监测点，填筑期每天沉降12.5 mm。路基填筑完成后沉降量逐渐递减，后2个月的沉降量1.5 mm/月，不超过5 mm为稳定，预压期6个月。施工期累计沉降1.6 m，固结度91.85%，工后沉降约13.6 cm。

检测分析；原状土剪切强度由10.3 kPa提高到44.54 kPa，重塑土剪切强度由11.2 kPa提高到12.75 kPa，地基承载力达到200 kPa，各项指标均满足设计要求。

工期计算:在施工过程中，按照每个施工区段，地基施工约20 d，路基堆载根据施工监测数据所得一般为4 d/层，按照每层填筑厚度25 cm、路基填土高3 m、沉降量为1.6 m、等载量为0.73 m、超载量为1 m计算，需要填筑26层，填筑期104 d，等载期180 d，卸载5 d，总施工周期为309 d。

造价分析：采用塑料排水板+超载预压方案的综合费用约为668.1 元/m2。

2.2 水泥搅拌桩+塑料排水板+超载预压

在带状道路工程，为了减少对周边构筑物沉降的影响，或作为道路与结构物的过渡段，采用水泥搅拌桩+塑料排水板+超载预压（长板短桩）处理方法。施工时对场地进行平整后，按照间距1.6 m打设水泥搅拌桩，处理深度约为10 m，铺设30 cm中粗砂垫层，再按照间距为1.6 m打设25 m深塑料排水板，塑料排水板布置在水泥搅拌桩空隙，再铺设20 cm中粗砂垫层，并加铺2层单向土工格栅，分层进行填筑，总填筑高度为永久荷载+动荷载换算值，即超载预压。本项目的超载值为20 kN/m2，实际施工按照路基超填1 m控制。

沉降观测：在场地平整后布设监测点，填筑期每天沉降约14.2 mm，路堤中心沉降量每天沉降量不大于15 mm，沉降量逐渐递减，后2个月的沉降量1.02 mm/月，不超过5 mm为稳定，预压期共6个月。施工期累计沉降量约0.95 m，固结度97.88%，工后沉降约2 cm。

检测分析：原状土剪切强度由10.3 kPa提高到58.4 kPa，重塑土剪切强度由11.2 kPa提高到14.75 kPa。水泥搅拌桩单桩承载力77 kN，水泥搅拌桩复合地基承载力达到100 kN，各项指标均满足设计要求。

工期计算：在施工过程中，按照每个施工区段，水泥搅拌桩施工工期约40 d，地基施工约20 d，路基堆载根据施工监测数据所得一般为1 d/层，按照每层填筑厚度25 cm、路基填土高度3 m、沉降量0.95 m、等载量0.73 m、超载量为1 m计算，需要填筑23层，填筑期23 d，等载期为180 d，卸载约为5 d，总施工周期为263 d。

造价分析：水泥搅拌桩+塑料排水板+超载预压方案综合费用约为834.9 元/m2。

2.3 水泥搅拌桩+等载预压

在带状道路工程，为了减少地基处理沉降对周边构筑物的影响，采用水泥搅拌桩+等载预压，对场地平整后铺按照间距1.4 m打设水泥搅拌桩，处理深度约15 m，铺设30cm厚碎石垫层，再加铺2层双向土工格栅，最后分层进行填筑，总填筑高度为永久荷载，即等载预压。

沉降观测：场地平整后布设监测点，填筑期每天沉降约1.6 mm，路基填筑完成后，预压期为3个月，后2个月沉降量为0.5 mm/月，不超过5 mm为稳定。施工期累计沉降量约0.15 m，固结度92.8%，工后沉降约1.08 cm。

检测分析：水泥搅拌桩单桩承载力77 kN，水泥搅拌桩复合地基承载力达到100 kN，各项指标均满足设计要求。

工期计算：在施工过程中，按照每个施工区段，地基施工约60 d，路基堆载根据施工监测数据所得一般为1 d/层，按照每层填筑厚度25 cm、路基填土高3 m、沉降量0.15 m、等载量为0.73 m计算，需要填筑16层，填筑期需要16 d，等载期为90 d，卸载约为5 d，总施工周期为171 d。

造价分析：采用水泥搅拌桩+等载预压方案的综合费用约为771.5 元/m2。

2.4 塑料排水板+真空堆载联合预压

在厂区建设为了减少大量土石方的挖运弃产生，采用了塑料排水板+真空堆载联合预压，施工时对场地平整后铺设土工格栅及30 cm中粗砂垫层，然后按照间距为1.2 m打设塑料排水板，塑料排水板处理深度25 m，再铺设20 cm中粗砂垫层，并按照要求埋设滤水管，铺设密封膜，四周采用泥浆密封墙密封，将射流泵安装在滤水管上，进行抽真空，真空压力≥85 kPa。抽真空2个月后，在真空膜表面堆载1 m厚的回填砂加载补偿。

沉降观测：在场地平整后布设监测点，抽真空后进行观测，预压期每天沉降量约25.2 mm。实测地面沉降速率，平均沉降量小于2 mm/d，满载预压时间超过90 d视为稳定。施工期累计沉降量1.7 m，固结度90.79%，工后沉降15.6 cm。

检测分析：原状土剪切强度由10.3 kPa提高到34.28 kPa，重塑土剪切强度由11.2 kPa提高到12.35 kPa。地基承载力达到160 kPa，各项指标均满足设计要求。

工期计算：在施工过程中，地基处理施工约30 d，密封沟可同步实施，不计算工期。试抽5 d，正式抽真空90 d，场地清理5 d，总工期130 d。

造价分析：采用塑料排水板+真空堆载联合预压方案的综合费用约为849.5 元/m2。

3 各项指标对比

对数据进行汇总，本项目采取的4种处理方式均能满足设计要求，但每种处理方式存在差异。

地基处理方案指标对比如表1所示。

表1 地基处理方案指标对比表

4 处理方案的选择

通过上述数据分析，具体选择何种处理方案主要取决于工程实用性及工期要求。

针对线性带状构筑物且工期可控、周边无影响、堆载土（物）资源丰富的地区，建议选择塑料排水板+超载预压；对周边有影响的地区建议选择水泥搅拌桩+等载预压，水泥搅拌桩+塑料排水板+超载预压适用在塑料排水板+超载预压与水泥搅拌桩+等载预压的过渡段，一般选择30 m为宜，考虑造价较高，不宜过长；针对厂区建设或长宽比例不大，占地面积大于2 万m2的地块，堆载土（物）资源紧缺，后期还需要基坑开挖等类似工程，为了加快建设工期，减少土方的填挖量，可选择塑料排水板+真空堆载联合。

通过上述分析可知，工后沉降难以避免，所以在修筑构建筑时应结合构建筑对沉降要求，对因沉降会造成结构物开裂影响使用功能或有较大安全隐患的建筑物，未进行处理的地基上修建时应慎重，尽量选用端承桩，慎用摩擦桩。

5 结语

在冲积平原高塑流动超厚淤泥层选择处理方案，关键在于选择方案前进行详细地勘，详细了解地质情况，掌握工期目标，选择出合理的方案。施工时严格控制每道工序施工质量，科学管理施工组织，合理划分施工区段，形成流水作业，确保工期目标实现，取得较好的经济效益，达到预期的施工目标。