浅谈围垦吹填区域道路软基处理方法的选择

2021-01-07何超

科技创新导报 2021年22期

摘要：围垦吹填区淤泥土厚度较厚，土质含水量较高，地质情况较差。在该区域开展城市建设，需着重对路基处理方案进行论证，充分考虑工程可实施性、软基处理效果、工程造价、实施工期等多方面因素。本文对围垦吹填区道路软基处理方法适用性进行了分析和探讨，充分考虑施工可行性、地基处理效果、施工工期及工程经济性等因素，确定最佳软基方案。

关键词：围垦吹填区软基处理方式研究

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

随着经济的不断发展，城市建设加速推进，城市土地的使用需求不断扩大。2006年全国兴起围填海运动，沿海城市通过围海造城的情况较为普遍。该运动主要考虑将海洋用地通过围垦促淤，形成滩涂，再经过一系列地基处理措施，形成可开发使用的城市用地。这类区域地质在刚形成的阶段，具有较高的含水量，无法直接作为道路路基使用[1]。区域地基承载力较低，施工设备运行及材料运输难度较大，常规软基处理方案无法满足实际工程建设条件。为确保围垦区道路软基处理实施条件，同时满足道路路基施工质量，需结合工程实际情况，对多种道路软基处理方案进行比选，充分考虑施工可行性、地基处理效果、施工工期及工程经济性等因素，确定最佳软基方案。

1 道路软基处理范围

道路范围处理内容，可分为“一般路段软基处理”“桥梁台后软基处理”，以及各类软基处理之间的衔接过渡。一般路段软基处理范围需结合路基稳定性进行计算，包含道路路基及两侧预处理范围;桥梁台后软基处理范围为台后各30m，桥梁投影面范围河道同步处。若道路范围存在其他地下构筑物（如管廊、管沟、箱涵结构等），为减少不均匀沉降，建议对构筑物两侧一定范围同步进行加固处理[2-3]。

2 围垦区道路软基处理方式

2.1 一般路段软基处理

结合围垦区新近吹填区域地质情况，建议道路软基处理分两次进行。先行考虑浅层的软基处理措施，主要满足施工车辆及材料运输条件，且为后期深层软基处理提供作业平台。浅层软基处理方式主要包括：浅层真空预压处理、浅层就地固化处理等。

浅层真空预压处理：采用塑料排水板、滤管及密封膜相结合的工艺将土体中的孔隙水排出膜外，从而使土体固结密实。处理深度控制在地表以下4m的范围内，可采用B型塑料排水板，布置间距为0.8m，预压完成后承载力≥50kPa。插板施工，可先行铺设土工布、荆笆等土工材料，采用小型插板机或人工插板施工。一般浅层预压试抽真空15d，满载抽真空30d。

浅层就地固化处理：就地固化技术原理是采用强力搅拌设备，掺入固化剂对现状表层土体进行原位固化，使得地基表层形成一层硬壳层，提高地基承载力。浅层处理期间可结合地质情况加固0.5～1m的厚度，单位面积初步固结时间约为7d，处理后承载力≥50kPa。该类处理方式为满足后期深层固结处理，需在初步固结7～14d内完成深层塑料排水板的打设。

深层的软基处理方案相对较多，结合围垦区地质条件及工程经济性，主要从排水固结法及复核地基法进行考虑。深层软基处理方式主要包括：深层真空预压处理、堆载预压处理、真空堆载联合预压处理等[4]。

深层真空预压处理：深层真空预压处理原则上需在浅层软基加固完成之后进行实施，处理方式与浅层真空预压类似，但处理深度不同。深层真空预压排水板一般打设深度为20～30m，布置间距为0.8～1.0m，正方形布置。在布设完滤管、密封膜等相关设施后，进行真空预压处理，膜下真空度需维持在80kPa以上，满载预壓时间约120d。处理后地基表层承载力可达80kPa以上。该方案具有加固效果较好、预压时间较短、对周边区域影响较小、可分块流水作业、工程造价相对较低等优点，但总体施工工艺环节较多，施工技术要求相对较高。

堆载预压处理：堆载预压的目的是在工程建设之前采用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度。浅层软基加固完成后，需先行进行深层塑料排水板的打设，铺设砂垫层及土工布，再进行堆载施工。堆载材料推荐采用素土或宕渣，分层压实，加载速率由沉降速率、水平位移、孔隙水压力系数等指标进行控制。路基堆载高度较大时，需进行路基稳定性分析，扩大路基处理范围。满载预压时间不小于12个月，处理后表层承载力达到80kPa以上。堆载预压处理施工工艺较为简单，应用较为广泛，可尽快满足路基车辆临时通行的需求，但存在整体堆载固结时间较长，土方需求量较大，在吹填软土上堆载施工难度相对较大等问题[5]。

真空堆载联合预压处理：真空堆载联合预压的原理是将真空预压和堆载预压有机结合，加快土体中孔隙水的排放，从而达到软土固结，提高路基承载力的目的。先行按照真空预压的流程进行实施，进行试抽真空后（真空度稳定在85kPa以上），进行分级堆载预压。满载预压时间不小于120d，处理后表层承载力达到80kPa以上。相对于单独采用真空预压或单独采用堆载预压，联合预压的固结速度更快，处理效果更好，但考虑到联合堆载后，无法对破损的密封膜进行修补，故真空堆载联合预压处理对地形清表有一定要求，应避免在块石、建筑垃圾或其他尖锐物件较多的区域实施。

2.2 桥梁台后软基处理

为减少桥梁台后因不均匀沉降造成的“跳车”现象，需对桥梁台后路基进行加固处理。结合规范要求，桥梁台后路基沉降标准为：快速路、主干路桥梁台后容许工后沉降应≤10cm，次干路、支路台后容许工后沉降应≤20cm。针对于吹填区的地质条件，结合经济性及处理效果，推荐采用复核地基法对桥梁台后进行软基加固，主要处理方案可包括：双向水泥搅拌桩+轻质路堤、预应力管桩等。

双向水泥搅拌桩+轻质路堤处理：桥梁台后30m范围进行水泥搅拌桩处理，等边三角形布置。软基处理考虑与一般路段的过渡，加强段桩长可按照15m控制，布置间距为1.2m，过渡段桩长可减少至12m，布置间距可适当放大。搅拌桩施工完成后，铺设碎石垫层，其上采用轻质泡沫混凝土进行填筑，通过减少路基荷载，从而降低工后沉降。针对吹填淤泥土较厚的区域，在路基施工完成之后，可对台后路基再进行超载预压，进一步加速台后软土固结，减少工后沉降。水泥搅拌桩+轻质泡沫混凝土处理，搅拌效率较高，成桩质量相对有保障，施工期对周边土体扰动较小，但整体施工工期相对较长[6]。

预应力管桩处理：相对于搅拌桩处理，预应力管桩处理深度更深，软基处理效果更好，施工工期更短，但工程造价相对较高，淤泥层厚度较深的区域需考虑“偏桩”等情况的发生。

3 工程案例

3.1 工程概况

本文以温州瓯江口浅滩工程为例进行围垦区道路软基处理方案进行探讨，该工程结合区域吹填时间的不同，分为先期吹填区域及新近吹填区域，总处理面积175.7万平方米。结合区域地块出让时序要求的不同，先期吹填区域推荐采用“一次浅层真空预压+堆载预压”进行处理，新近吹填区域推荐采用“一次浅层真空预压+真空堆载预压”进行处理。

3.2 地质情况

区域地质为吹填促淤不久的淤泥质土体，含水率超100%，部分区域呈流塑状，承载力极低。根据勘探成果，除第0层流泥（①）、1层素填土（①）以外，地基土划分为7层，即第1层淤泥（②）、第1′层淤泥混砂（②）、第2层淤泥（②）、1层淤泥质粘土（③）、第2层粘土（④）、第2粉质粘土（⑤）、第2′圆砾（⑤），淤泥质土层埋深超过50m，地质条件极差。

3.3 施工工序

先期吹填区域范围：① 一次浅层真空预压：铺设1层200g/㎡编织布→铺设荆笆→铺设1层无纺布→人工插排水板→排水板与软式滤管绑扎→布设管网系统→铺设土工格栅→铺设1层无纺布→铺设2次密封膜→布设真空预压动力系统及电路→抽真空。

② 堆载预压：整理场地→铺设50cm砂垫层→打设塑料排水板→铺设1层土工格栅→进行流态固化土土工袋填充预压→流态固化土固结→分层填筑固化土→分层填筑宕渣→沉降观测合格→卸载预压土→验收交工。

新近吹填区域范围：铺设1层200g/㎡编织布→铺设荆笆→铺设1层无纺布→人工插排水板→排水板与软式滤管绑扎→布设管网系统→铺设土工格栅→铺设1层无纺布→铺设2次密封膜→布设真空预压动力系统及电路→抽真空→场地整平→铺设50cm砂垫层→打设塑料排水板→监测仪器及真空设备→无纺土工布→密封膜→抽真空→监测仪器→路基堆载→真空卸载→路基交工。

3.4 加固计算

3.4.1 先期吹填区域加固计算

（1）各级加荷的沉降计算

第1级加荷，从0.0～1.0月。

加载开始时，路基计算高度=0.000（m），沉降=0.000（m）;

加载结束时，路基计算高度=1.500（m），沉降=0.730（m）。

第2级加荷，从3.0～5.0月。

加载开始时，路基计算高度=1.500（m），沉降=1.015（m）;

加载结束时，路基计算高度=3.500（m），沉降=1.906（m）。

第3级加荷，从8.0～10.0月。

加载开始时，路基计算高度=3.500（m），沉降=1.956（m）;

加载结束时，路基计算高度=5.500（m），沉降=2.475（m）。