淺談圍墾吹填區域道路軟基處理方法的選擇

摘要：圍墾吹填區淤泥土厚度較厚，土質含水量較高，地質情況較差。在該區域開展城市建設，需著重對路基處理方案進行論證，充分考慮工程可實施性、軟基處理效果、工程造價、實施工期等多方面因素。本文對圍墾吹填區道路軟基處理方法適用性進行了分析和探討，充分考慮施工可行性、地基處理效果、施工工期及工程經濟性等因素，確定最佳軟基方案。

關鍵詞：圍墾吹填區? 軟基處理? 方式? 研究

On the Selection of Road Soft Foundation Treatment Method in Reclamation Area

HE Chao

（Hangzhou Municipal Engineering Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China）

Abstract： The silt soil in the reclamation area is thick， the soil moisture content is high， and the geological condition is poor. To carry out urban construction in this area， it is necessary to focus on the demonstration of subgrade treatment scheme， and fully consider many factors such as project feasibility， soft foundation treatment effect， project cost， implementation period and so on. This paper analyzes and discusses the applicability of road soft foundation treatment methods in reclamation and reclamation areas， and fully considers the construction feasibility， foundation treatment effect， construction period and engineering economy and other factors to determine the best soft foundation scheme.

Key Words： Reclamation area; Soft foundation treatment; Method; Research

隨著經濟的不斷發展，城市建設加速推進，城市土地的使用需求不斷擴大。2006年全國興起圍填海運動，沿海城市通過圍海造城的情況較為普遍。該運動主要考慮將海洋用地通過圍墾促淤，形成灘涂，再經過一系列地基處理措施，形成可開發使用的城市用地。這類區域地質在剛形成的階段，具有較高的含水量，無法直接作為道路路基使用[1]。區域地基承載力較低，施工設備運行及材料運輸難度較大，常規軟基處理方案無法滿足實際工程建設條件。為確保圍墾區道路軟基處理實施條件，同時滿足道路路基施工質量，需結合工程實際情況，對多種道路軟基處理方案進行比選，充分考慮施工可行性、地基處理效果、施工工期及工程經濟性等因素，確定最佳軟基方案。

1? 道路軟基處理范圍

道路范圍處理內容，可分為“一般路段軟基處理”“橋梁臺后軟基處理”，以及各類軟基處理之間的銜接過渡。一般路段軟基處理范圍需結合路基穩定性進行計算，包含道路路基及兩側預處理范圍;橋梁臺后軟基處理范圍為臺后各30m，橋梁投影面范圍河道同步處。若道路范圍存在其他地下構筑物（如管廊、管溝、箱涵結構等），為減少不均勻沉降，建議對構筑物兩側一定范圍同步進行加固處理[2-3]。

2? 圍墾區道路軟基處理方式

2.1? 一般路段軟基處理

結合圍墾區新近吹填區域地質情況，建議道路軟基處理分兩次進行。先行考慮淺層的軟基處理措施，主要滿足施工車輛及材料運輸條件，且為后期深層軟基處理提供作業平臺。淺層軟基處理方式主要包括：淺層真空預壓處理、淺層就地固化處理等。

淺層真空預壓處理：采用塑料排水板、濾管及密封膜相結合的工藝將土體中的孔隙水排出膜外，從而使土體固結密實。處理深度控制在地表以下4m的范圍內，可采用B型塑料排水板，布置間距為0.8m，預壓完成后承載力≥50kPa。插板施工，可先行鋪設土工布、荊笆等土工材料，采用小型插板機或人工插板施工。一般淺層預壓試抽真空15d，滿載抽真空30d。

淺層就地固化處理：就地固化技術原理是采用強力攪拌設備，摻入固化劑對現狀表層土體進行原位固化，使得地基表層形成一層硬殼層，提高地基承載力。淺層處理期間可結合地質情況加固0.5～1m的厚度，單位面積初步固結時間約為7d，處理后承載力≥50kPa。該類處理方式為滿足后期深層固結處理，需在初步固結7～14d內完成深層塑料排水板的打設。

深層的軟基處理方案相對較多，結合圍墾區地質條件及工程經濟性，主要從排水固結法及復核地基法進行考慮。深層軟基處理方式主要包括：深層真空預壓處理、堆載預壓處理、真空堆載聯合預壓處理等[4]。

深層真空預壓處理：深層真空預壓處理原則上需在淺層軟基加固完成之后進行實施，處理方式與淺層真空預壓類似，但處理深度不同。深層真空預壓排水板一般打設深度為20～30m，布置間距為0.8～1.0m，正方形布置。在布設完濾管、密封膜等相關設施后，進行真空預壓處理，膜下真空度需維持在80kPa以上，滿載預壓時間約120d。處理后地基表層承載力可達80kPa以上。該方案具有加固效果較好、預壓時間較短、對周邊區域影響較小、可分塊流水作業、工程造價相對較低等優點，但總體施工工藝環節較多，施工技術要求相對較高。

堆載預壓處理：堆載預壓的目的是在工程建設之前采用大于或等于設計荷載的填土荷載，促使地基提前固結沉降以提高地基的強度。淺層軟基加固完成后，需先行進行深層塑料排水板的打設，鋪設砂墊層及土工布，再進行堆載施工。堆載材料推薦采用素土或宕渣，分層壓實，加載速率由沉降速率、水平位移、孔隙水壓力系數等指標進行控制。路基堆載高度較大時，需進行路基穩定性分析，擴大路基處理范圍。滿載預壓時間不小于12個月，處理后表層承載力達到80kPa以上。堆載預壓處理施工工藝較為簡單，應用較為廣泛，可盡快滿足路基車輛臨時通行的需求，但存在整體堆載固結時間較長，土方需求量較大，在吹填軟土上堆載施工難度相對較大等問題[5]。

真空堆載聯合預壓處理：真空堆載聯合預壓的原理是將真空預壓和堆載預壓有機結合，加快土體中孔隙水的排放，從而達到軟土固結，提高路基承載力的目的。先行按照真空預壓的流程進行實施，進行試抽真空后（真空度穩定在85kPa以上），進行分級堆載預壓。滿載預壓時間不小于120d，處理后表層承載力達到80kPa以上。相對于單獨采用真空預壓或單獨采用堆載預壓，聯合預壓的固結速度更快，處理效果更好，但考慮到聯合堆載后，無法對破損的密封膜進行修補，故真空堆載聯合預壓處理對地形清表有一定要求，應避免在塊石、建筑垃圾或其他尖銳物件較多的區域實施。

2.2? 橋梁臺后軟基處理

為減少橋梁臺后因不均勻沉降造成的“跳車”現象，需對橋梁臺后路基進行加固處理。結合規范要求，橋梁臺后路基沉降標準為：快速路、主干路橋梁臺后容許工后沉降應≤10cm，次干路、支路臺后容許工后沉降應≤20cm。針對于吹填區的地質條件，結合經濟性及處理效果，推薦采用復核地基法對橋梁臺后進行軟基加固，主要處理方案可包括：雙向水泥攪拌樁+輕質路堤、預應力管樁等。

雙向水泥攪拌樁+輕質路堤處理：橋梁臺后30m范圍進行水泥攪拌樁處理，等邊三角形布置。軟基處理考慮與一般路段的過渡，加強段樁長可按照15m控制，布置間距為1.2m，過渡段樁長可減少至12m，布置間距可適當放大。攪拌樁施工完成后，鋪設碎石墊層，其上采用輕質泡沫混凝土進行填筑，通過減少路基荷載，從而降低工后沉降。針對吹填淤泥土較厚的區域，在路基施工完成之后，可對臺后路基再進行超載預壓，進一步加速臺后軟土固結，減少工后沉降。水泥攪拌樁+輕質泡沫混凝土處理，攪拌效率較高，成樁質量相對有保障，施工期對周邊土體擾動較小，但整體施工工期相對較長[6]。

預應力管樁處理：相對于攪拌樁處理，預應力管樁處理深度更深，軟基處理效果更好，施工工期更短，但工程造價相對較高，淤泥層厚度較深的區域需考慮“偏樁”等情況的發生。

3? 工程案例

3.1 工程概況

本文以溫州甌江口淺灘工程為例進行圍墾區道路軟基處理方案進行探討，該工程結合區域吹填時間的不同，分為先期吹填區域及新近吹填區域，總處理面積175.7萬平方米。結合區域地塊出讓時序要求的不同，先期吹填區域推薦采用“一次淺層真空預壓+堆載預壓”進行處理，新近吹填區域推薦采用“一次淺層真空預壓+真空堆載預壓”進行處理。

3.2 地質情況

區域地質為吹填促淤不久的淤泥質土體，含水率超100%，部分區域呈流塑狀，承載力極低。根據勘探成果，除第0層流泥（①）、1層素填土（①）以外，地基土劃分為7層，即第1層淤泥（②）、第1′層淤泥混砂（②）、第2層淤泥（②）、1層淤泥質粘土（③）、第2層粘土（④）、第2粉質粘土（⑤）、第2′圓礫（⑤），淤泥質土層埋深超過50m，地質條件極差。

3.3 施工工序

先期吹填區域范圍：① 一次淺層真空預壓：鋪設1層200g/㎡編織布→鋪設荊笆→鋪設1層無紡布→人工插排水板→排水板與軟式濾管綁扎→布設管網系統→鋪設土工格柵→鋪設1層無紡布→鋪設2次密封膜→布設真空預壓動力系統及電路→抽真空。

② 堆載預壓：整理場地→鋪設50cm砂墊層→打設塑料排水板→鋪設1層土工格柵→進行流態固化土土工袋填充預壓→流態固化土固結→分層填筑固化土→分層填筑宕渣→沉降觀測合格→卸載預壓土→驗收交工。

新近吹填區域范圍：鋪設1層200g/㎡編織布→鋪設荊笆→鋪設1層無紡布→人工插排水板→排水板與軟式濾管綁扎→布設管網系統→鋪設土工格柵→鋪設1層無紡布→鋪設2次密封膜→布設真空預壓動力系統及電路→抽真空→場地整平→鋪設50cm砂墊層→打設塑料排水板→監測儀器及真空設備→無紡土工布→密封膜→抽真空→監測儀器→路基堆載→真空卸載→路基交工。

3.4 加固計算

3.4.1? 先期吹填區域加固計算

（1） 各級加荷的沉降計算

第1級加荷，從0.0～1.0月。

加載開始時，路基計算高度=0.000（m），沉降=0.000（m）;

加載結束時，路基計算高度=1.500（m），沉降=0.730（m）。

第2級加荷，從3.0～5.0月。

加載開始時，路基計算高度=1.500（m），沉降=1.015（m）;

加載結束時，路基計算高度=3.500（m），沉降=1.906（m）。

第3級加荷，從8.0～10.0月。

加載開始時，路基計算高度=3.500（m），沉降=1.956（m）;

加載結束時，路基計算高度=5.500（m），沉降=2.475（m）。

（2） 路面竣工時及以后的沉降計算

不考慮沉降影響，路堤的實際計算高度為=5.500（m）;

路面竣工時，地基沉降=2.475（m）;

路面竣工后，基準期內的殘余沉降=0.286（m）;

基準期結束時，地基沉降=2.764（m）。

根據沉降計算可知，通過一次淺層真空預壓+堆載預壓處理，路面竣工后，工后沉降為為0.286m，基地總沉降量為2.761m，滿足一般路段≤30cm的要求。

3.4.2? 新近吹填區域加固計算

（1） 各級加荷的沉降計算

第1級加荷，從0.0～0.5月。

加載開始時，路基計算高度=0.000（m），沉降=1.036（m）;

加載結束時，路基計算高度=2.036（m），沉降=1.036（m）。

第2級加荷，從2.5～3.0月。

加載開始時，路基計算高度=2.036（m），沉降=1.036（m）;

加載結束時，路基計算高度=3.567（m），沉降=1.368（m）;

第3級加荷，從5.5～6.0月。

加載開始時，路基計算高度=3.567（m），沉降=1.651（m）;

加載結束時，路基計算高度=5.576（m），沉降=2.676（m）。

（2） 路面竣工時及以后的沉降計算

考慮沉降影響后，路堤的實際計算高度為=5.576（m）;

路面竣工時，地基沉降=2.676（m）;

路面竣工后，基準期內的殘余沉降=0.276（m）;

基準期結束時，地基沉降=2.952（m）。

根據沉降計算可知，通過一次淺層真空預壓+二次真空堆載聯合預壓處理，路面竣工后，工后沉降為為0.276m，基地總沉降量為2.952m，滿足規范值主干路一般路段≤30cm的要求。

4? 結語

（1）在圍墾吹填區進行軟基處理，建議優先考慮排水固結及復合地基法進行分析比選。為滿足施工設備及材料的運輸條件，建議對承載力較低的區域先進行淺層的地基加固處理。

（2）深層軟基處理可結合工程實際情況，采用真空預壓、堆載預壓、真空堆載聯合預壓。從理論上講，真空堆載聯合預壓在地基土加固會更深，處理效果會更好。

參考文獻

[1] 彭雄亮.環珠江口灣區城市群形態演進與空間模式研究[D].廣州：華南理工大學，2020.

[2]羅良繁.軟土路基填筑及地基處理設計研究[D].西安：長安大學，2019.

[3]許飛.公路軟土路基加固處理及沉降分析[D].合肥：安徽建筑大學，2020.

[4]王鑫，劉一平，李威，等.軟弱土層綜合管廊地基處理方案的選用[J].市政技術，2019，37（3）：224-227.

[5]李群，李建宇，楊建輝，等.泡沫輕質土在既有軟基道路擴建中的應用[J].筑路機械與施工機械化，2018，35（6）：102-107.

[6]蔡丹.閉合水泥土圍護樁深厚軟土復合地基聯合堆載預壓模型試驗研究[D].成都：西華大學，2020.

中圖分類號：U416.16 DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2109-5640-4977

作者簡介：何超（1989—），男，本科，工程師，研究方向為道路交通。