地基處理方式的選擇

摘要：軟弱地基給城市市政建設(shè)帶來不同程度的危害。如路基的滑移，開裂，路面起伏不平，橋涵通道等人工構(gòu)造物處的跳車顛簸等等。軟弱地基處理的目的是為了整治好、處理好地基，使來往車輛及司乘人員安全，快速，舒適地行駛。本文將以梅州市東山教育基地學(xué)子大道為例淺析地基處理方式的選擇。

關(guān)鍵詞： 地基處理；處理方式及工藝；工期比較

在梅州市沿江片區(qū)廣泛分布著軟土，在市政道路建設(shè)中經(jīng)常會(huì)遇到軟弱地基，需進(jìn)行軟基處理。

1 軟弱地基處理的一般原則

1.1 自然沉降法：即盡早用堆載預(yù)壓不作深層處理軟基的方法，這種以自然沉降逐漸達(dá)到路基穩(wěn)定，是一種最經(jīng)濟(jì)也簡單的方法。但目前基本建設(shè)的程序不能盡早拔款、征地、從容施工，而一旦工程項(xiàng)目付諸實(shí)施時(shí)，又往往限于工期，一般情況用自然沉降法將難以實(shí)現(xiàn)。

1.2 工程技術(shù)處理：即在施工工期緊迫，時(shí)間有限的情況下，針對(duì)軟土采用不同工程技術(shù)方法進(jìn)行處理。

2 設(shè)計(jì)原則

應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐缆返鼗幚淼某晒?jīng)驗(yàn)，采用適用、快速、有效的處理方法，確保工程質(zhì)量和地基處理施工進(jìn)度，最大限度地減輕環(huán)境污染，減少對(duì)沿線居民的影響。

3 地基處理工藝比較

廣東省目前較常采用的地基處理工藝有：換填墊層、塑料排水板（袋裝砂井）堆載預(yù)壓、塑料排水板（袋裝砂井）真空預(yù)壓、水泥噴粉樁（攪拌樁）、碎石樁、擠密砂樁、CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）、動(dòng)力排水固結(jié)法等。

各種地基處理工藝的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：

換填墊層（加固深度3-4米）

優(yōu)點(diǎn)：施工工藝成熟，方法簡便快捷，造價(jià)較低，可迅速提高地基承載力。

缺點(diǎn)：換填厚度越大，造價(jià)越高；不適合處理軟土層較厚、埋深大的地基，地下水位高、易滲水路段抽排水費(fèi)用高。

塑料排水板（袋裝砂井）堆載或超載預(yù)壓（加固深度小于20米）

優(yōu)點(diǎn)：施工工藝成熟，方法簡便，造價(jià)低，可有效消除主固結(jié)沉降。

缺點(diǎn)：工期長，若堆載高度太大則會(huì)顯著增加造價(jià)；難以有效解決地基次固結(jié)沉降。

塑料排水板（袋裝砂井）真空預(yù)壓（加固深度小于15米）

優(yōu)點(diǎn)：可一次加載，省去分級(jí)加載和卸載的時(shí)間，預(yù)壓時(shí)間少于堆載預(yù)壓，可有效消除主固結(jié)沉降，適合大面積區(qū)域（道路、堆場(chǎng)、碼頭、機(jī)場(chǎng)等）軟基處理，不存在棄土問題。

缺點(diǎn)：工序要求高，尤其是止水帷幕和真空封膜要保證密封，造價(jià)稍高于堆載預(yù)壓；難以有效解決地基次固結(jié)沉降。

水泥噴粉樁（加固深度小于18米）

優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，進(jìn)度快，工期較短，可有效消除主、次固結(jié)沉降。

缺點(diǎn)：淤泥有機(jī)質(zhì)含量、塑性指數(shù)較大時(shí)，處理效果不好；處理深度通常小于18米；造價(jià)較高。

釘形水泥土雙向攪拌樁（加固深度25米）

優(yōu)點(diǎn)：工期短，水泥土拌和效果優(yōu)于普通攪拌樁，處理深度較大，對(duì)于提高承載力和減少工后沉降效果優(yōu)于普通水泥攪拌樁。

缺點(diǎn)：造價(jià)高于普通水泥攪拌樁，屬于新專利技術(shù)，目前沒有寫入國家規(guī)范，且掌握此項(xiàng)工藝的施工單位不多，不易操作。

動(dòng)力排水固結(jié)（加固深度8-10米）

優(yōu)點(diǎn)：地基土在較短時(shí)間內(nèi)完成大部分固結(jié)沉降，成為超固結(jié)土，大大降低工后沉降并迅速提高承載力；此外，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)地基的預(yù)震作用，有效地消除砂土液化；該法還有利于地下管線的開挖。

缺點(diǎn)：施工程序復(fù)雜；降水和排水措施必須得到保障；水塘路段須采取額外措施以保證處理效果；處理深度一般不大于10米；對(duì)周邊環(huán)境影響較大。

碎石樁（加固深度20-25米）

優(yōu)點(diǎn)：工期短，工藝成熟，有較好的抗液化性能；利于孔隙水消散。

缺點(diǎn)：造價(jià)昂貴；對(duì)于十字板剪切強(qiáng)度很低的淤泥質(zhì)土，成樁困難，樁徑較難控制，承載力提高幅度小。工后沉降不易控制。

擠密砂樁（加固深度約為20米）

優(yōu)點(diǎn)：兼有擠密、置換和排水固結(jié)的作用；可有效處理易液化地基；造價(jià)比碎石樁低；工期較排水固結(jié)法短。

缺點(diǎn)：處理淤泥質(zhì)地基需結(jié)合堆載預(yù)壓，且需控制好置換率；不適合高承載力要求地基。

CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁，加固深度25－30米）

優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)度快，可達(dá)到較大的加固深度（大于20m）顯著提高軟基承載力和減少沉降。

缺點(diǎn)：造價(jià)較高，淤泥質(zhì)地基采用何種成樁工藝（排土或擠土）有爭議；淤泥質(zhì)地基慎用。

4 地基處理工藝造價(jià)及工期比較

地基處理工藝按照一定規(guī)格進(jìn)行比選，估算造價(jià)及工期比較如下：

換填墊層：單價(jià)：150-210元/平方米，工期根據(jù)施工組織確定;塑料排水板真空預(yù)壓：排水板間距1.2米，單價(jià)：130-140元/平方米，預(yù)壓期3到4個(gè)月;塑料排水板堆載預(yù)壓：排水板間距1.2米，根據(jù)堆載高度，單價(jià)：80-120元/平方米，預(yù)壓期6到8個(gè)月;水泥噴粉樁：樁徑50cm，間距1.5m，單價(jià)：220元/平方米，間距1.8m單價(jià)：190元/平方米。齡期30到60天；動(dòng)力排水固結(jié)：袋裝砂井間距1.2米，直徑0.07米，單價(jià)：150元/平方米，強(qiáng)夯期60-90天;碎石樁：樁徑0.8米，間距1.6-2.0米，單價(jià)：530元/平方米，排水期15-20天;擠密砂樁：樁徑0.4米，間距1-1.5米，單價(jià)：200-280元/平方米，排水期15-30天;CFG樁：樁徑0.4米，間距1.8-2米，有砂樁單價(jià)：274元/平方米，齡期30-60天；無砂樁，單價(jià)：212元/平方米。

注：加固深度統(tǒng)一按10米計(jì)。

5 工程實(shí)例

以梅州市東山教育基地學(xué)子大道為例。學(xué)子大道南接秀蘭大橋，終點(diǎn)于東山大道，道路全長2112.2米，路幅寬度為40米。兩側(cè)建筑后退紅線各5米，總寬度為50米。它既是東山片教育基地的交通主要干道，又是城區(qū)亮麗的一條景觀干道。

5.1 場(chǎng)地地貌和工程地質(zhì)條件

現(xiàn)狀地貌為臺(tái)地、丘陵和平原，地表為沖積紅粘土和細(xì)砂質(zhì)亞砂土，地基承載力分別為12-15kPa/平方米、200kPa/平方米。地下水位約為2-5米。場(chǎng)地表層主要出露雜填土、素填土和耕植土，厚度不等。場(chǎng)地地基無軟弱土層。場(chǎng)地土類型為軟弱土～堅(jiān)硬土，建筑場(chǎng)地類型為II類。魚塘、農(nóng)用地區(qū)域，表土層為淤泥和耕植土，厚度小（通常不超過2米），承載力低，壓縮性大，工程性質(zhì)差。下臥層承載力高，工程性質(zhì)較好。場(chǎng)地土地下水對(duì)路基施工影響較小。

5.2 場(chǎng)地工程特征

道路沿線用地現(xiàn)狀主要為建筑場(chǎng)地、村莊和農(nóng)田，需要拆遷大量房屋。沿線民居密集，地基處理施工過程中需注意控制噪音、振動(dòng)和粉塵污染等，因此強(qiáng)夯、石灰樁、水泥噴粉樁等軟基處理工藝不適用。道路沿線經(jīng)過多個(gè)村莊，村道密集，在施工過程中，可作為施工通道，便于材料運(yùn)進(jìn)和土方外運(yùn)。道路沿線經(jīng)過一些魚塘，但魚塘征地范圍有限，因此路基施工之前要先做好圍堰，并做好抽排水措施。沿線溝渠予以保留或改位，并設(shè)置過路涵洞連通道路兩側(cè)溝渠，溝渠填埋時(shí)要控制好路基填筑質(zhì)量。

5.3 地基處理方案

結(jié)合場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、工程特征及建設(shè)工期短的情況，本工程擬采用換填墊層法處理道路路基，換填深度控制在2.5米以內(nèi)，具體措施如下：

房屋拆遷場(chǎng)地，地表為松散雜填土和房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)路基填筑質(zhì)量影響很大，須將其挖除，開挖深度控制在1.5米以內(nèi)，因需拆遷房屋大多位于臺(tái)地，地勢(shì)較高，地下水位低，可直接換填粘性土至路床面標(biāo)高，然后施工路面結(jié)構(gòu)。碾壓回填過程中須滿足壓實(shí)度要求。

農(nóng)田路段及魚塘，將表層耕植土或浮淤清除，清除厚度為0.8-1.8米，先換填粗砂或砂夾石（砂、石重量比為7：3～6：4）至地下水位以上，再換填粘性土至路床面標(biāo)高，然后施工路面結(jié)構(gòu)。

為避免新舊路基、路面的不均勻沉降，采用在擴(kuò)建路面范圍增設(shè)同樣厚度的水泥砼板和拉桿、傳力桿，結(jié)合縱橫向鋪設(shè)土工格柵的方法，可有效減少差異沉降。

為了避免不同的地基處理方式對(duì)路基造成的不均勻沉降，對(duì)于不同的處理方式交接處前后各15m的范圍內(nèi)沿縱向鋪設(shè)一層雙向拉伸土工格柵。

為了避免填挖交界處地基承載力差異對(duì)路堤造成的不均勻沉降，對(duì)于填挖交界面沿縱、橫向鋪設(shè)長10-20m的雙向拉伸土工格柵。

只有對(duì)存在軟土地基的沿海場(chǎng)地地質(zhì)詳細(xì)勘察，查清場(chǎng)地地形、地貌以及水文地質(zhì)情況，精心設(shè)計(jì)，反復(fù)研究，根據(jù)不同的工程性質(zhì)和地質(zhì)特征，比對(duì)方案，采取最佳處置辦法，才能設(shè)計(jì)出安全、合理、經(jīng)濟(jì)的建筑物和構(gòu)筑物基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ-7-89.

[2]《建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范》DBJ13-17-91.

[3]《軟土地基與地下工程》孫更生、鄭大同.

[4]《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技規(guī)范》.JTJ017-96.