范黎莉

1 条件资料

项目所处的场区浅层地基土为粉质粘土，但厚度较小，具中等压缩性，均在2 m以内，其下为较厚的高含水量、高压缩性、高灵敏性、低强度的软土层，工程地质条件差，且大部分是种植土地，强度较低，只有5 t～6 t，不能满足道路建设和管道铺设的强度及沉降要求，必须进行软基处理。采用技术可行、经济合理的软土处理方案同时兼顾管道的铺设处理方案，是本项目的关键。以下将针对本项目软基处理的重点，从软土地基处理措施及软土地区管线设计处理措施两方面做专题分析，以确定最佳的解决方案。

2 软基处理方案设计及比选原则

2.1 设计标准

软基处理以工后沉降、稳定及地基承载力为控制指标。

1)路基工后沉降(规定路面设计使用年限15年内)。桥头路基:主干道不大于0.10 m;一般路段:主干道不大于0.30 m。对于桥头填土高度小于2.0 m的路段，根据开发进度，可先设过渡型路面，等沉降稳定后再铺设正式路面以减少工程投资。

2)稳定标准。稳定验算时，采用圆弧条分法按路堤施工期及营运期的荷载分别计算稳定安全系数。施工期:采用直剪快剪(不固结不排水)指标，其容许值为1.10。运营期:采用固结快剪(固结不排水)指标，其容许值为1.20。

3)承载力。一般路段大于60 kPa;桥坡等高填路段需80 kPa～100 kPa。

2.2 方案比选原则

1)在考虑软基处理方案时本着技术先进、经济合理、施工可行的原则。

2)软基处理方案力求达到因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源、安全实用的最佳效果。

3)施工方法成熟，工艺简便可靠，加固效果好，满足规范和使用要求。

4)经多方案比较，充分论证，各取所长，选用最合适的处理方法。

3 道路软土地基处理方案比选

目前公路及城市道路地基处理常用方法有置换法、预压排水固结法、复合地基法(本文所指复合地基含桩式路堤PTC，PTCC等，下同)及动力固结、密实法四类。

置换法主要是针对浅表层软土，主要有以下几种方法:

1)换填石灰土;

2)换填(或嵌挤)碎石;

3)抛石挤淤。

3.1 置换法处理浅薄层软基方案比选

表1 置换法处理浅薄层软基方案主要技术经济比较表

预压排水固结法及复合地基法主要是针对较深层软土地基，排水固结法主要有以下几种方法:

1)等(超)载预压;

2)砂垫层+土工布+等(超)载预压;

3)袋装砂井(或塑料排水板)等(超)载预压;

4)竖向排水(袋装砂井或塑料排水板)+真空预压。

置换法处理浅薄层软基方案主要技术经济比较表见表1。

经施工工艺、造价、环境影响及处理效果等综合比较后认为，采用开挖换填碎石(或嵌挤碎石)施工简便，质量易控制，虽然造价较高，但项目所处区域碎石土、宕渣来源比较丰富。针对工程具体特点，对于河塘路段，推荐采用全部挖除淤泥，换填、嵌挤碎石、宕渣，以解决河塘路段若采用其他处理方法将产生不均匀沉降和刚度不同的问题。

3.2 预压排水固结法处理较深层软基方案比较

1)加载系统比选。一般填土(等、超载)加载预压虽然施工工艺简单，不需特殊材料，对环境影响小，但因本项目一般路段道路设计标高较低(规划标高为+4.0 m左右)，若不超载的话其预压加载效果很差，排水固结效果差，预压期很长，若采用超载土方预压，因受稳定性影响，加载速率受到很大限制，工期很长，且卸载时土方需二次搬运，另外项目所在地土源也很紧缺。真空预压加载无稳定问题，可一次加载到设计值，可大大加快工程进度，且无二次搬运土方问题，非常适合本工程的软土深厚、渗透率低、稳定性差、处理范围大、土源稀缺等地质条件和工程条件。浙江省内也有丰富的施工经验和成熟的施工队伍。

2)竖向排水系统比选。袋装砂井，当地施工经验欠缺，质量不易控制，易产生断桩，且费用较高，本项目不推荐。塑料排水板，工艺成熟，费用较低，施工速度快，质量易控制，当地有丰富的施工经验和成熟的施工队伍，故竖向排水系统推荐塑料排水板。

3)塑料排水板+真空预压排水固结法的原理。真空预压法系统将不透气的薄膜铺设在需要加固的软基表面的砂垫层上，借助气流泵和埋设在垫层中的管道，将膜下土体间的空气抽出，形成真空，使土体排水而压密。铺膜前，大气压力Pa作用于孔隙水上，对土体不起压密作用。铺膜后，Pa作用于膜上，膜下由于抽气产生真空吸力Po，使膜下大气压力降至Pv(Pv=Pa－Po)，膜内外存在压差Pa－Pv=Po，使膜紧贴垫层。也由于土体垫层和塑料排水板间的压差，自由水发生渗流，使孔隙水压力降低，有效应力增加，土体固结，强度增长。塑料排水板起着传递真空度和排出土中水的作用，故有效作用范围可深达排水板的底部。当密封膜内真空达到80 kPa时，膜内外大气压差相当于约4 m高的填土荷载(路堤填料密度19.5 kN/m3)。另外，通过塑料排水板的竖向排水通道，抽真空期间地下水位将大幅下降，使得部分土体浮容重变成湿容重，对地基而言相当于增大了当量的荷载强度，起到加速土体固结的作用。

4)塑料排水板+真空预压排水固结法的适用范围及效果。尽管真空预压法施工工艺较复杂，施工要求较高，但工艺成熟，对大面积低渗透性、高含水率和高压缩性深厚软土处理效果显著，处理成本相对较低，工期相对较短。本项目经初步核算，总沉降达1.0 m～1.5 m左右，真空度维持在80 kPa以上，4个～6个月即可达到70%～80%的固结度，即可卸载，处理后地基承载力大于60 kPa，工后沉降可控制在0.3 m以内。

5)推荐方案。本项目推荐:塑料排水板+真空预压排水固结法。

4 道路软土地基处理方案比选结果

通过以上分析比选，推荐以下方案作为道路软土地基的主要处理方案:

推荐采用塑料排水板+真空预压法处理。

此方案适用于工程范围内的道路一般路段软基处理。其具有造价相对低、工艺成熟、不需大量超载土方和卸载二次搬运土方、无稳定问题以及管线埋设方便等优点，而且一次处理面积大(单块处理面积越大，越易获得好的气密性、高的真空度，根据现有的材料和设备，加固面积已可达到30000 m2)，可有效加快软土的排水固结，有效缩短工程的总工期，适合项目处理范围大，软土层深厚、地层无透水层以及土方填料来源稀缺等特点，是本工程的主要处理方案。

[1]CJJ 37-90，城市道路设计规范[S].

[2]JTJ 017-96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[3]JTG D30-2004，公路路基设计规范[S].

[4]JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S].

[5]GB 50009-98，建筑结构荷载规范[S].

[6]GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S].

[7]GB 50011-2001，建筑抗震设计规范[S].

[8]JTJ 004-89，公路工程抗震设计规范[S].