淺談圍墾吹填區(qū)域道路軟基處理方法的選擇

摘要：圍墾吹填區(qū)淤泥土厚度較厚，土質(zhì)含水量較高，地質(zhì)情況較差。在該區(qū)域開展城市建設(shè)，需著重對(duì)路基處理方案進(jìn)行論證，充分考慮工程可實(shí)施性、軟基處理效果、工程造價(jià)、實(shí)施工期等多方面因素。本文對(duì)圍墾吹填區(qū)道路軟基處理方法適用性進(jìn)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(jīng)濟(jì)性等因素，確定最佳軟基方案。

關(guān)鍵詞：圍墾吹填區(qū)? 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(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)加速推進(jìn)，城市土地的使用需求不斷擴(kuò)大。2006年全國(guó)興起圍填海運(yùn)動(dòng)，沿海城市通過圍海造城的情況較為普遍。該運(yùn)動(dòng)主要考慮將海洋用地通過圍墾促淤，形成灘涂，再經(jīng)過一系列地基處理措施，形成可開發(fā)使用的城市用地。這類區(qū)域地質(zhì)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(qū)域地基承載力較低，施工設(shè)備運(yùn)行及材料運(yùn)輸難度較大，常規(guī)軟基處理方案無法滿足實(shí)際工程建設(shè)條件。為確保圍墾區(qū)道路軟基處理實(shí)施條件，同時(shí)滿足道路路基施工質(zhì)量，需結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)多種道路軟基處理方案進(jìn)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(jīng)濟(jì)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(nèi)容，可分為“一般路段軟基處理”“橋梁臺(tái)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(jié)合路基穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，包含道路路基及兩側(cè)預(yù)處理范圍;橋梁臺(tái)后軟基處理范圍為臺(tái)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(gòu)筑物（如管廊、管溝、箱涵結(jié)構(gòu)等），為減少不均勻沉降，建議對(duì)構(gòu)筑物兩側(cè)一定范圍同步進(jìn)行加固處理[2-3]。

2? 圍墾區(qū)道路軟基處理方式

2.1? 一般路段軟基處理

結(jié)合圍墾區(qū)新近吹填區(qū)域地質(zhì)情況，建議道路軟基處理分兩次進(jìn)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(yùn)輸條件，且為后期深層軟基處理提供作業(yè)平臺(tái)。淺層軟基處理方式主要包括：淺層真空預(yù)壓處理、淺層就地固化處理等。

淺層真空預(yù)壓處理：采用塑料排水板、濾管及密封膜相結(jié)合的工藝將土體中的孔隙水排出膜外，從而使土體固結(jié)密實(shí)。處理深度控制在地表以下4m的范圍內(nèi)，可采用B型塑料排水板，布置間距為0.8m，預(yù)壓完成后承載力≥50kPa。插板施工，可先行鋪設(shè)土工布、荊笆等土工材料，采用小型插板機(jī)或人工插板施工。一般淺層預(yù)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(shù)原理是采用強(qiáng)力攪拌設(shè)備，摻入固化劑對(duì)現(xiàn)狀表層土體進(jìn)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(jié)合地質(zhì)情況加固0.5～1m的厚度，單位面積初步固結(jié)時(shí)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(jié)處理，需在初步固結(jié)7～14d內(nèi)完成深層塑料排水板的打設(shè)。

深層的軟基處理方案相對(duì)較多，結(jié)合圍墾區(qū)地質(zhì)條件及工程經(jīng)濟(jì)性，主要從排水固結(jié)法及復(fù)核地基法進(jìn)行考慮。深層軟基處理方式主要包括：深層真空預(yù)壓處理、堆載預(yù)壓處理、真空堆載聯(lián)合預(yù)壓處理等[4]。

深層真空預(yù)壓處理：深層真空預(yù)壓處理原則上需在淺層軟基加固完成之后進(jìn)行實(shí)施，處理方式與淺層真空預(yù)壓類似，但處理深度不同。深層真空預(yù)壓排水板一般打設(shè)深度為20～30m，布置間距為0.8～1.0m，正方形布置。在布設(shè)完濾管、密封膜等相關(guān)設(shè)施后，進(jìn)行真空預(yù)壓處理，膜下真空度需維持在80kPa以上，滿載預(yù)壓時(shí)間約120d。處理后地基表層承載力可達(dá)80kPa以上。該方案具有加固效果較好、預(yù)壓時(shí)間較短、對(duì)周邊區(qū)域影響較小、可分塊流水作業(yè)、工程造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，但總體施工工藝環(huán)節(jié)較多，施工技術(shù)要求相對(duì)較高。

堆載預(yù)壓處理：堆載預(yù)壓的目的是在工程建設(shè)之前采用大于或等于設(shè)計(jì)荷載的填土荷載，促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強(qiáng)度。淺層軟基加固完成后，需先行進(jìn)行深層塑料排水板的打設(shè)，鋪設(shè)砂墊層及土工布，再進(jìn)行堆載施工。堆載材料推薦采用素土或宕渣，分層壓實(shí)，加載速率由沉降速率、水平位移、孔隙水壓力系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行控制。路基堆載高度較大時(shí)，需進(jìn)行路基穩(wěn)定性分析，擴(kuò)大路基處理范圍。滿載預(yù)壓時(shí)間不小于12個(gè)月，處理后表層承載力達(dá)到80kPa以上。堆載預(yù)壓處理施工工藝較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用較為廣泛，可盡快滿足路基車輛臨時(shí)通行的需求，但存在整體堆載固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，土方需求量較大，在吹填軟土上堆載施工難度相對(duì)較大等問題[5]。

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓處理：真空堆載聯(lián)合預(yù)壓的原理是將真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓有機(jī)結(jié)合，加快土體中孔隙水的排放，從而達(dá)到軟土固結(jié)，提高路基承載力的目的。先行按照真空預(yù)壓的流程進(jìn)行實(shí)施，進(jìn)行試抽真空后（真空度穩(wěn)定在85kPa以上），進(jìn)行分級(jí)堆載預(yù)壓。滿載預(yù)壓時(shí)間不小于120d，處理后表層承載力達(dá)到80kPa以上。相對(duì)于單獨(dú)采用真空預(yù)壓或單獨(dú)采用堆載預(yù)壓，聯(lián)合預(yù)壓的固結(jié)速度更快，處理效果更好，但考慮到聯(lián)合堆載后，無法對(duì)破損的密封膜進(jìn)行修補(bǔ)，故真空堆載聯(lián)合預(yù)壓處理對(duì)地形清表有一定要求，應(yīng)避免在塊石、建筑垃圾或其他尖銳物件較多的區(qū)域?qū)嵤?/p>

2.2? 橋梁臺(tái)后軟基處理

為減少橋梁臺(tái)后因不均勻沉降造成的“跳車”現(xiàn)象，需對(duì)橋梁臺(tái)后路基進(jìn)行加固處理。結(jié)合規(guī)范要求，橋梁臺(tái)后路基沉降標(biāo)準(zhǔn)為：快速路、主干路橋梁臺(tái)后容許工后沉降應(yīng)≤10cm，次干路、支路臺(tái)后容許工后沉降應(yīng)≤20cm。針對(duì)于吹填區(qū)的地質(zhì)條件，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性及處理效果，推薦采用復(fù)核地基法對(duì)橋梁臺(tái)后進(jìn)行軟基加固，主要處理方案可包括：雙向水泥攪拌樁+輕質(zhì)路堤、預(yù)應(yīng)力管樁等。

雙向水泥攪拌樁+輕質(zhì)路堤處理：橋梁臺(tái)后30m范圍進(jìn)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(qiáng)段樁長(zhǎng)可按照15m控制，布置間距為1.2m，過渡段樁長(zhǎng)可減少至12m，布置間距可適當(dāng)放大。攪拌樁施工完成后，鋪設(shè)碎石墊層，其上采用輕質(zhì)泡沫混凝土進(jìn)行填筑，通過減少路基荷載，從而降低工后沉降。針對(duì)吹填淤泥土較厚的區(qū)域，在路基施工完成之后，可對(duì)臺(tái)后路基再進(jìn)行超載預(yù)壓，進(jìn)一步加速臺(tái)后軟土固結(jié)，減少工后沉降。水泥攪拌樁+輕質(zhì)泡沫混凝土處理，攪拌效率較高，成樁質(zhì)量相對(duì)有保障，施工期對(duì)周邊土體擾動(dòng)較小，但整體施工工期相對(duì)較長(zhǎng)[6]。

預(yù)應(yīng)力管樁處理：相對(duì)于攪拌樁處理，預(yù)應(yīng)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(jià)相對(duì)較高，淤泥層厚度較深的區(qū)域需考慮“偏樁”等情況的發(fā)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(jìn)行圍墾區(qū)道路軟基處理方案進(jìn)行探討，該工程結(jié)合區(qū)域吹填時(shí)間的不同，分為先期吹填區(qū)域及新近吹填區(qū)域，總處理面積175.7萬平方米。結(jié)合區(qū)域地塊出讓時(shí)序要求的不同，先期吹填區(qū)域推薦采用“一次淺層真空預(yù)壓+堆載預(yù)壓”進(jìn)行處理，新近吹填區(qū)域推薦采用“一次淺層真空預(yù)壓+真空堆載預(yù)壓”進(jìn)行處理。

3.2 地質(zhì)情況

區(qū)域地質(zhì)為吹填促淤不久的淤泥質(zhì)土體，含水率超100%，部分區(qū)域呈流塑狀，承載力極低。根據(jù)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(zhì)粘土（③）、第2層粘土（④）、第2粉質(zhì)粘土（⑤）、第2′圓礫（⑤），淤泥質(zhì)土層埋深超過50m，地質(zhì)條件極差。

3.3 施工工序

先期吹填區(qū)域范圍：① 一次淺層真空預(yù)壓：鋪設(shè)1層200g/㎡編織布→鋪設(shè)荊笆→鋪設(shè)1層無紡布→人工插排水板→排水板與軟式濾管綁扎→布設(shè)管網(wǎng)系統(tǒng)→鋪設(shè)土工格柵→鋪設(shè)1層無紡布→鋪設(shè)2次密封膜→布設(shè)真空預(yù)壓動(dòng)力系統(tǒng)及電路→抽真空。

② 堆載預(yù)壓：整理場(chǎng)地→鋪設(shè)50cm砂墊層→打設(shè)塑料排水板→鋪設(shè)1層土工格柵→進(jìn)行流態(tài)固化土土工袋填充預(yù)壓→流態(tài)固化土固結(jié)→分層填筑固化土→分層填筑宕渣→沉降觀測(cè)合格→卸載預(yù)壓土→驗(yàn)收交工。

新近吹填區(qū)域范圍：鋪設(shè)1層200g/㎡編織布→鋪設(shè)荊笆→鋪設(shè)1層無紡布→人工插排水板→排水板與軟式濾管綁扎→布設(shè)管網(wǎng)系統(tǒng)→鋪設(shè)土工格柵→鋪設(shè)1層無紡布→鋪設(shè)2次密封膜→布設(shè)真空預(yù)壓動(dòng)力系統(tǒng)及電路→抽真空→場(chǎng)地整平→鋪設(shè)50cm砂墊層→打設(shè)塑料排水板→監(jiān)測(cè)儀器及真空設(shè)備→無紡?fù)凉げ肌芊饽ぁ檎婵铡O(jiān)測(cè)儀器→路基堆載→真空卸載→路基交工。

3.4 加固計(jì)算

3.4.1? 先期吹填區(qū)域加固計(jì)算

（1） 各級(jí)加荷的沉降計(jì)算

第1級(jí)加荷，從0.0～1.0月。

加載開始時(shí)，路基計(jì)算高度=0.000（m），沉降=0.000（m）;

加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=1.500（m），沉降=0.730（m）。

第2級(jí)加荷，從3.0～5.0月。

加載開始時(shí)，路基計(jì)算高度=1.500（m），沉降=1.015（m）;

加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=3.500（m），沉降=1.906（m）。

第3級(jí)加荷，從8.0～10.0月。

加載開始時(shí)，路基計(jì)算高度=3.500（m），沉降=1.956（m）;

加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=5.500（m），沉降=2.475（m）。

（2） 路面竣工時(shí)及以后的沉降計(jì)算

不考慮沉降影響，路堤的實(shí)際計(jì)算高度為=5.500（m）;

路面竣工時(shí)，地基沉降=2.475（m）;

路面竣工后，基準(zhǔn)期內(nèi)的殘余沉降=0.286（m）;

基準(zhǔn)期結(jié)束時(shí)，地基沉降=2.764（m）。

根據(jù)沉降計(jì)算可知，通過一次淺層真空預(yù)壓+堆載預(yù)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(qū)域加固計(jì)算

（1） 各級(jí)加荷的沉降計(jì)算

第1級(jí)加荷，從0.0～0.5月。

加載開始時(shí)，路基計(jì)算高度=0.000（m），沉降=1.036（m）;

加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=2.036（m），沉降=1.036（m）。

第2級(jí)加荷，從2.5～3.0月。

加載開始時(shí)，路基計(jì)算高度=2.036（m），沉降=1.036（m）;

加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=3.567（m），沉降=1.368（m）;

第3級(jí)加荷，從5.5～6.0月。

加載開始時(shí)，路基計(jì)算高度=3.567（m），沉降=1.651（m）;

加載結(jié)束時(shí)，路基計(jì)算高度=5.576（m），沉降=2.676（m）。

（2） 路面竣工時(shí)及以后的沉降計(jì)算

考慮沉降影響后，路堤的實(shí)際計(jì)算高度為=5.576（m）;

路面竣工時(shí)，地基沉降=2.676（m）;

路面竣工后，基準(zhǔn)期內(nèi)的殘余沉降=0.276（m）;

基準(zhǔn)期結(jié)束時(shí)，地基沉降=2.952（m）。

根據(jù)沉降計(jì)算可知，通過一次淺層真空預(yù)壓+二次真空堆載聯(lián)合預(yù)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(guī)范值主干路一般路段≤30cm的要求。

4? 結(jié)語(yǔ)

（1）在圍墾吹填區(qū)進(jìn)行軟基處理，建議優(yōu)先考慮排水固結(jié)及復(fù)合地基法進(jìn)行分析比選。為滿足施工設(shè)備及材料的運(yùn)輸條件，建議對(duì)承載力較低的區(qū)域先進(jìn)行淺層的地基加固處理。

（2）深層軟基處理可結(jié)合工程實(shí)際情況，采用真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓、真空堆載聯(lián)合預(yù)壓。從理論上講，真空堆載聯(lián)合預(yù)壓在地基土加固會(huì)更深，處理效果會(huì)更好。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭雄亮.環(huán)珠江口灣區(qū)城市群形態(tài)演進(jìn)與空間模式研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2020.

[2]羅良繁.軟土路基填筑及地基處理設(shè)計(jì)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，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(xué)，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(shù)，2019，37（3）：224-227.

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

[6]蔡丹.閉合水泥土圍護(hù)樁深厚軟土復(fù)合地基聯(lián)合堆載預(yù)壓模型試驗(yàn)研究[D].成都：西華大學(xué)，2020.

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

作者簡(jiǎn)介：何超（1989—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榈缆方煌ā?/p>