深圳市后海灣填海區(qū)某市政道路軟基處理方法探討

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，填海造地已成為深圳可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。文章結(jié)合具體工程實(shí)例，通過對軟基處理工法對比分析，對填海區(qū)軟基處理工法進(jìn)行探討并給出建議，對類似場地勘察工程實(shí)施有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：填海造地；軟基處理；工程地質(zhì)條件

中圖分類號：TV477文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-1145(2009)09-0121~02

深圳特區(qū)經(jīng)過30年的發(fā)展，關(guān)內(nèi)土地也嚴(yán)重滿足不了特區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，所以隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，填海造地已成為可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。擬建市政道路位于深圳市南山區(qū)后海灣填海區(qū)，場地原始地貌為濱海相潮間帶(灘涂)，原始地面標(biāo)高～0.7～-1.2m，場地經(jīng)于2002年后由填海而成，地面標(biāo)高2.98～6.64m。

一、場地工程地質(zhì)條件

場地范圍內(nèi)第四系地層自上而下依次為第四系人工填土、人工填石，第四系全新統(tǒng)海積淤泥、粗砂(含淤泥)，第四系全新統(tǒng)沖洪積黏土、礫砂，第四系上更新統(tǒng)沖洪積黏土(含有機(jī)質(zhì))、黏土、礫砂，第四系中更新統(tǒng)殘積礫質(zhì)黏土。各巖土層的工程特性為：

(一)第四系人工填土

1．人工填土：該層密實(shí)程度不均，以松散為主，未經(jīng)處理，不宜直接作為路基持力層，該層多與填石混填，無層序，無規(guī)律。

2．人工填石：填石中塊徑大小不一，分選性差，塊徑大者大于1.5m，多與人工填土混填，無層序，無規(guī)律。

上述各人工填筑土層，層厚不一，成分和性質(zhì)有差異，但整體性質(zhì)差，且局部含有建筑垃圾和生活垃圾，不經(jīng)處理，不宜作為本工程道路路基的持力層或下臥層。

(二)第四系全新統(tǒng)海積層

1．淤泥：屬高壓縮性土，含有機(jī)質(zhì)，物理力學(xué)性質(zhì)差，為場地內(nèi)軟弱土層，可液化沉陷，該層未經(jīng)處理，不宜作為路基持力層。該層軟土廣泛分布于場地，拋石擠淤導(dǎo)致局部地段部分鉆孔已未見及，但這些鉆孔的巖芯反映出填石(土)層中多含有殘余的淤泥包裹體。

2．粗砂(含淤泥)：物理力學(xué)性質(zhì)差，可液化，該層未經(jīng)處理，不宜作為路基持力層。

上述淤泥層是本工程場地的主要軟土層，工程性質(zhì)差且具震陷或液化性，須經(jīng)專門地基處理，才可成為路基持力層或下臥層。同時(shí)在放坡條件限制下坑壁須支護(hù)。

(三)第四系全新統(tǒng)沖洪積層

1．黏土：力學(xué)性質(zhì)—般，但可滿足道路的承載力和變形要求。

2．礫砂：力學(xué)性質(zhì)良好，承載力較高，可作為路基下臥待力層。

(四)第四系上更新統(tǒng)沖洪積層

1．黏土(含有機(jī)質(zhì))：屬高壓縮性土，物理力學(xué)性質(zhì)較差，為場地內(nèi)軟弱土層，不連續(xù)分布，多呈透鏡狀出現(xiàn)。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果，該土層屬高壓縮性飽和軟黏土。作為路基軟弱下臥層時(shí)，會有一定程度的沉降，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算，在滿足變形要求的情況下，可不進(jìn)行處理。

2．黏土：力學(xué)性質(zhì)一般，可滿足道路的承載力要求，不連續(xù)分布，多呈透鏡狀出現(xiàn)。

3．礫砂：力學(xué)性質(zhì)良好，承載力較高，為路基良好下臥持力層。

(五)第四系中更新統(tǒng)殘積層

礫質(zhì)黏土：屬中等壓縮性土，強(qiáng)度較高，力學(xué)性質(zhì)好，適宜作為路基持力層。該層遇水浸泡易軟化，強(qiáng)度降低。

上述第四系全新統(tǒng)沖洪積層及以下各地層，其性質(zhì)雖有差異，但整體上屬于中等壓縮的土層，力學(xué)性質(zhì)較好，可作為本道路路基和管線持力層或下臥層。

二、場地穩(wěn)定性及適宜性評價(jià)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)圖資料分析，本場地及周邊范圍沒有大型活動性斷裂構(gòu)造穿越。本次勘察在鉆探深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)構(gòu)造(斷裂帶)跡象，場地適宜建筑道路工程。

三、道路路基工程地質(zhì)評價(jià)及建議

(一)處理方案分析

擬建市政道路位于深圳市南山區(qū)后海灣填海區(qū)，場地原始地貌為濱海相潮間帶(灘涂)，原始地面標(biāo)高0.7～-1.2m，場地經(jīng)于2002年后由填海而成，地面標(biāo)高2.98～6.64m，設(shè)計(jì)整平標(biāo)高為4.2m。此次勘察揭露的主要軟弱土層為：淤泥、黏土(含有機(jī)質(zhì))及可液化粗砂(含淤泥)，分布廣泛，由于拋石填土作用該層埋深、厚度以及物理力學(xué)性質(zhì)有所差異，受周邊已建工程的限制，需要選擇不同的處理方法。

地基處理方法較多，每種方法都有其特定的適用條件，適用于大面積地基處理的方法主要有：換填法、堆載預(yù)壓法、深層攪拌法、強(qiáng)夯置換法、高壓旋噴注漿法、強(qiáng)夯法、砂石樁法。

1．換填法。換填法適宜于淤泥、淤泥質(zhì)土、人工填土、雜填土路基的淺層處理。換填厚度和深度一般不宜大于3.0m。對于淤泥層厚大于3m，一般不宜采用換填處理。

2．深層攪拌法。深層攪拌法處理淤泥、淤泥質(zhì)土等含水量較高飽和黏性土，攪拌樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基荷載試驗(yàn)確定，也可按下式計(jì)算：

由于該法造價(jià)較貴，本場地含有生活垃圾以及建筑垃圾地段，特別是分布有人工填石的地段不適宜采用該種方法。

深層攪拌法在有機(jī)質(zhì)含量高的淤泥中將失效，因此必須通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性。

3．強(qiáng)夯置換法。對于有機(jī)質(zhì)含量大，經(jīng)試驗(yàn)不宜采用深層攪拌樁的各地段，或上部分布有較厚填石地段可考慮采用強(qiáng)夯置換法，但是此種工法受已建地鐵工程限制，在鄰近已建區(qū)路段不宜采用。

4．高壓旋噴注漿法。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑的黏性土，粉土以及砂土、黃土、人工填土和碎石土等地基，當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石，大量植物根莖或有較高的有機(jī)質(zhì)時(shí)，以及地下水流速過大或已涌水的工程，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性。

5．堆載預(yù)壓法。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土和沖填土等飽和黏性土地基。施工工藝成熟，加載和沉降控制容易，但工期長。

6．強(qiáng)夯法。適用于碎石土、砂土、粘性土、人工填土以及雜填土等地基，施工方法簡單，成本低廉，但是在鄰近已建區(qū)的路段不宜采用。

7．砂石樁法。是指采用振動、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將砂或碎石擠壓入已成的孔中，形成密實(shí)的砂石所構(gòu)成的樁體。

適用于擠密松散砂土、粉土、黏性土、素填土及雜填土等地基。在飽和黏土地基上對變形控制要求嚴(yán)格的工程，不宜單獨(dú)采用砂石樁處理，宜結(jié)合剛性長樁形成復(fù)合樁處理。

隨著研究和實(shí)踐的深入，長一短樁復(fù)合地基的概念逐漸被提出并應(yīng)用于工程實(shí)踐中，這種新型復(fù)合樁的設(shè)計(jì)思想是采用柔性短樁對基礎(chǔ)下的軟弱土進(jìn)行加固，提高淺層土的承載力、消除液化或濕陷；而剛性長樁則落在強(qiáng)度較高、壓縮性低的持力層上，將荷載通過樁身向地基深處傳遞，達(dá)到控制沉降的目的。特別是高效能專用設(shè)備出現(xiàn)后，砂石樁的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。

(二)處理工法對比

以上提及路基處理方法的適用條件、優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)如表1所示：

以上的分析是粗略的，具體施工方法的確定，需設(shè)計(jì)單位根據(jù)各地段場地條件、填土、淤泥的性質(zhì)、厚度及地層結(jié)構(gòu)，綜合造價(jià)、施工經(jīng)驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)、工期等因素綜合考慮確定。

(三)軟基處理建議

綜上所述，由于場地人工填土多與人工填石混填，隨機(jī)性較大，無層序，無規(guī)律，人工填土(石)厚度較大，多含有生活垃圾以及建筑垃圾地段，且受地下在建地鐵2號線工程限制，鄰近又有已建道路和大量的居民住宅樓，考慮以上種種不利因素，建議采用高壓旋噴注漿法，但當(dāng)場地含有較多的大塊徑塊石，大量植物根莖或有較高的有機(jī)質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性，施工前加強(qiáng)試樁工作。

在填石厚度較小地段亦可考慮采用砂石樁復(fù)合地基，但由于砂石樁為柔性樁，所以在填土(石)下有較厚淤泥包地段，不宜單獨(dú)采用砂石樁處理，宜結(jié)合剛性長樁形成復(fù)合樁處理。另外，在與地鐵結(jié)構(gòu)(支護(hù)結(jié)構(gòu))交接處也應(yīng)采用剛性樁過渡段處理。

四、結(jié)語

1．由于場地人工填土多與人工填石混填，隨機(jī)性較大，無層序，無規(guī)律，人工填土(石)厚度較大，多含有生活垃圾以及建筑垃圾地段，且受地下在建地鐵2號線工程限制，鄰近又有已建道路和大量的居民住宅樓，考慮以上種種不利因素，建議采用高壓旋噴注漿法，但當(dāng)場地含有較多的大粒徑塊石，大量植物根莖或有較高的有機(jī)質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性，施工前加強(qiáng)試樁工作。在填石厚度較小地段亦可考慮采用砂石樁復(fù)合地基，但由于砂石樁為柔性樁，所以在填土(石)下有較厚淤泥包地段，不宜單獨(dú)采用砂石樁處理，宜結(jié)合剛性長樁形成復(fù)合樁處理。另外，在與地鐵結(jié)構(gòu)(支護(hù)結(jié)構(gòu))交接處也應(yīng)采用剛性樁過渡段處理。

2．場地下部局部為在建地鐵2號線地下車站的深基坑，對填土、淤泥等土層的處理將影響深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，選用道路路基處理工法時(shí)，應(yīng)考慮對基坑的影響，確保其安全。同時(shí)應(yīng)兼顧對后續(xù)樞紐站基坑開挖支護(hù)的影響，綜合比選后采用加固處理方法。

參考文獻(xiàn)

[1]工程地質(zhì)手冊．中國建筑工業(yè)出版社．

[2]林宗元．巖土工程治理手冊．

[3]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(DBJ15-31-2003)．

[4]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2001)．

作者簡介：蔡學(xué)文(1974-)，男，湖南新化人，深圳市勘察測繪院有限公司高級工程師。碩士。