沿海地区软地基处理的方法

软基处理的工程实例从两则软基处理的设计实例看深厚层软土处治的方案比选内容提要本文介绍了xx至xx高速公路（xx～xx段）XX合同段xx互通和xx公路xx段xx桥互通软基的处置设计，为深厚层软土的地基处理设计及方案比选提供了可供参考的工程实例，并分析其处治方案比选要点。1.概述软土是指以水下沉积的软弱粘性土或淤泥为主的地层，有时也夹有少量的腐泥或泥炭层。软土在我国沿海、沿湖、沿河地带有广泛分布。近年来，随着改革开放的逐步深化和社会主义市场经济的蓬勃发展，我国公路建设的规模日益扩大，难度不断提高，公路建设对软土处治提出了更高的要求。为了满足公路工程建设的需要，我国引进、发展了多种软土处理技术，积累了一定的经验，同时也还存在一些问题，尤其是深厚层软土的处置，成为软土地基处理的一大难点。以下结合xx高速公路xx合同段xx互通和xx公路xx段xx桥互通软基的处置设计，对深厚层软土的地基处理设计及方案比选做一浅显的探讨，仅供同类工程设计和施工时参考。2.工程实例2.1xx高速公路xx合同段xx互通2.1.1工程简介xx至xx高速公路（xx～xx段）是xx至xx国道主干线的一段，是我国沿海大通道的重要组成部分，建设该项目，对促进海峡两岸直接三通、以及增强国防交通保障能力具有重要意义，该项目由我xx第xx公路勘察设计研究院负责设计。处于XX合同段的xx互通式立交区位于平坦开阔的海积平原上，现多为水稻田和鱼塘。该海积平原系近代围海造地而成，软土在主线及各匝道位置均有分布。软土层底最大深度8.2m（AB匝道范围）。软土基本分上下两层，中间夹有一层低液限粘土。软土的天然含水量在60%以上，天然孔隙比为1.3～2.2，室内快剪试验的粘聚力5～20kPa，内摩擦角1～10°。2.1.2方案比选该立交范围内高路堤有两处，一是CR被交路跨线桥头，二是AB匝道桥头。两段桥头路堤原设计软基分别采用挤密砂桩和挤密碎石桩处理，根据计算，两段桥头路堤需要很长的施工预压期：CR跨线桥头约590天，AB匝道跨线桥头约360天。此外，采用挤密砂桩和挤密碎石桩处理的地基一般还需要对桥头路基采用预压反开槽施工，以消除软土层压缩的侧向推移力对桥台基础的不利影响。该路段计划的通车时间在2002年7月1日，在现有的工期内完成如此巨大的工作量几乎是不可能的，所以需要从改变处理方法上想办法，这里最直接的方法是延长桥的长度，将桥头路堤降低。经过变更，CR跨线桥桥头设计填土高度降低约1.5m，工期与填土的矛盾得到了一定的缓和。AB匝道桥由于受相邻匝道的影响，桥长不宜再延长。填土高度的降低可以缩短路堤填筑的时间，但预压的时间缩短不了，要缩短预压的时间，需要靠超载来解决；显然，此处不宜再将路堤土填高作为超载，从目前地基处理领域的一些措施来看，适宜的方法是采用真空联合堆载预压技术。2.1.3方案设计1）处理范围的确定对填高在5m以上，桥台前20m的地段、收费站以及几条匝道的交汇处均进行了处理。2）堆载高度将路槽底面高度作为真空联合堆载预压的控制计算高度，即在真空负压和填土荷载的联合作用下，预压期末路堤顶面正好下沉到路槽底面的高度。3）施工和预压期（真空预压施工图见图1）根据预压设计计算结果，采用真空联合堆载预压处理区的预压填土高度为5.0～8.9m，该填土荷载可分两级施加（见表1），第一级在真空度稳定到80kPa后施加，该级堆载高度3m。考虑到对塑料膜的保护需要人工铺设其上砂垫层，该级填土速率按10cm/d考虑，填筑时间控制在30天以内。剩余的第二级荷载按30cm/d的填土速率快速施加，填筑时间控制在30天以内，最后留30天满载预压。表1

加载计划表填土高度

累计高度

时间第一级（3.0m）

3.0m

抽真空30天第二级（2～5.9m）

5～8.9m

抽真空60天满载

5～8.9m

抽真空90天根据孔隙水压力观测结果，当地基固结度达到95%以上时停止抽真空，但沉降观测仍需继续进行；当连续观测2个月的地基沉降量均不超过每月5mm时，可以进行路面的施工。4）钻孔灌注桩位移控制软土地基桥台的钻孔灌注桩应按预压反开挖方法施工，其目的是为了避免因地基沉降产生的侧向压力使桩产生位移,目前的桥梁设计规范中没有对该位移制订容许的量值，实际上是不容许有位移。但是，目前的实践工程中桩产生侧向位移很普遍，原因主要是地基未先预压就施工，或地基采用粉喷桩处理后达不到预期的加固效果。对这一情况的处理一般是梁能够吊装上去，且伸缩缝能正常工作即认为正常。目前AB匝道桥已经施工的桥台钻孔灌注桩均在真空预压区内，抽真空时由于是等向固结，理论上能够保证钻孔灌注桩不偏移。此外，台前20m路段的预压填土和台后的填土也基本能平衡，所以钻孔灌注桩的位移在联合堆载预压过程中应该很小。为了解钻孔灌注桩的位移情况，做到心中有数和采取必要的措施，可在真空预压前后观测桩的位置坐标，同时建议在真空堆载预压期间用固定在桩上的测斜仪观测。5）施工程序（1）塑料排水板施工（2）铺设真空滤管（3）铺膜和压膜（4）路堤填筑2.2段排水软地基处理2.2.1工程简介xx高速铁路连贯东西，构筑xx省铁路路主骨架,促进沿海地区经济发展具有极其重要的意义。xx高速铁路xx站，全长63.342km。处于xx三角洲冲积平原区，约4～14m的1层～2层淤泥或淤泥质低液限粘土，软土层底最大深度18m，天然含水量35.0～60.0％，天然孔隙比1.0～1.6，压缩系数0.5～1.05Mpa-1，室内快剪试验的粘聚力9～11kPa，内摩擦角1.1～5.6°。2.2.2方案比选软土处理方案比选表处理方案

方案比选

方案采用预压

无法完全解决稳定问题和第二层软土的固结问题

不推荐采用预压+塑料排水板

同上

推荐采用真空预压

无法解决第二层软土的固结问题

不推荐采用真空联合堆载预压

同上

不推荐采用碎石桩

本路段软土的侧向约束小，碎石桩很难成桩（一般要求不排水抗剪强度≥19.6Kpa）

不推荐采用水泥粉煤灰（CFG）碎石桩

是这几项方案中造价最高的，而且在侧向约束较小的情况下也较难成桩。

不推荐采用2.2.3方案设计1）测量放线：按图4－1（P14）的平面布置，用经纬仪和水准仪进行12单元块测量放样，用木桩（每20米1根）或小竹杆（内插）和白石灰放出各加固单元边线的准确位置，并用红漆在木桩或小竹竿上，并标出砂垫层顶面的标高；木桩与小竹竿之间也可用红尼龙绳连接。2）铺设主支滤排水管：主支滤排水管分为主（干）管和支虑管。主管为4寸镀锌铁管，支虑管为2寸镀锌铁管，外包土工布滤水网。主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用丝扣连接。全部吸水管均须埋入砂层中，并通过出膜器及吸水管与真空泵连接。在挖密封沟的同时，可进行主（干）管和支滤管的加工、连接和安装埋设。进行此道工序的同时，应将露出砂垫层表面的塑料排水板头埋入砂垫层中。威槽轮3啦）龄酸按照设计要求慰，在真空预压狐范围内铺设砂预垫层，共需砂慨垫层面9988害8啄立方米韵，，采用含泥肝量少殊于骑5不%竞中粗砂，一次纵铺设俊0.2锻5井米摧厚。，摊铺方起式采用人工分影块摊铺平整。映饶厚4可）绝感为保证真空预叼压加固效果，欧两个相邻单元门块之间，须开口挖真空预压密脂封膜沟，单元特块内要预留钥2瑞米燃间隔不铺设砂可垫层。密封沟尖布置在各单元欢块的四周，在原真空预压施工麻中它主要起周瓣边密封的作用食。根据密封沟键的位置，可分腾为加固块外侧恨的密封沟和两浙单元块之间的莲密封沟，它们铲分别具有不同丈的断面。密封壶沟施工采用液按压反铲挖掘机揉结合人工开挖炮，在铺设密封西膜后，密封沟溉还要用淤泥或臂粘土回填。颂宽耕5挠）吓需在完成上述两畜项工作后，应蹈先拣除砂垫层个表面的尖棱小鱼石子、尖锐贝锐壳及其他杂物虫，并人工细平皮砂垫层表面。死待埋设完真空赚表测头及其他厚观测仪器后，勉用人工将二层惠聚氯乙烯盐用即薄膜分层铺放筒覆盖整个真空目预压单元块。蹲然后将膜体周腰边埋入密封沟营内，用淤泥、曲粘土回填密封穗沟并压实，再促向上修筑密封独水围堰。揪蹈妄6巷）心圆出膜连接与真求空泵系统安装罚：真空主管道比通过出膜器及乖吸水胶管与真姓空泵连接。出战膜器的连接必丘须牢固，密封移性可靠安全。丘勉塞7持）细至在完成上述工易作后，即可开焰始抽真空及抽彩充密封水膜。钓开始抽真空以垂后，加固单元苏块内膜下真空过度会持续上升野。当其膜下真裕空度达到并稳恭定碌在卸80KP律a右以上时，即进皂入真空预压工宜程的正常预压惨阶段。根据增xx居司的施工经验陡，在试抽真空保二十五天左右谦，即可进入正纵常真空预压阶娱段。俱醋拖8虎）琴浸真空预压卸荷倒验收当真空预冠压加固单元块感在膜下真空度昆达纤80KP陵a德的条件下连续堵抽真空三个月医，或地基固结广度骡U张t氧≥燕80攻%元时，即可以停戒机卸荷，交工易验收。拨2.呈3反xx鞠公路动xx明段骨xx虽桥互通深厚层蔬软土处理沫从2.武3固.1逮工程简介熄钩xx柴公路是申xx携省干线公路网康规划布无局笛“每四纵四横四锁联桂”翁主骨架中塞的瞎“南横抄二酒”统（弱xx饰—耕xx密）公路，是联涝结通过哨xx纲地区的四条国水道主干拾线嘴(两xx幻、笋xx安、嘴xx闻、兴xx顶)嗓以及省干线抓xx糖公路的区域联怕络线。俗xx隔公路的建设对谦沟通南北，连稀贯东西，构筑纳全省公路主骨稠架姑,谋促进芽xx愉地区经济发展仗具有极其重要窄的意义。须xx英公路状xx扩段剩(冒以下简称灵xx滑公路吊xx阀段络)饥，是借xx腿公路的一部分狱，全长若55.1km蛇。处于域xx六1剪合同段的块xx冲桥互通位于位鸽于黄泛冲积平窝原区，表层遣为咸1轧～铃2m龄的液化土层（础基本为中等～便严重液化土）践，其下沉积了伙厚材约叮4峡～搏14m慈的工1敲层镇～红2辱层淤泥或淤泥扭质低液限粘土控，软土层底最偏大深度免18m贫，天然含水牲量诊35.奇0衔～高60.帐0廉％，天然孔隙样比牌1.权0丰～等1.浅6私，压缩系午数族0.深5男～舒1.05Mp躲a-系1士，室内快剪试颂验的粘聚文力炒9职～警11kP纠a绸，内摩擦举角燕1.煌1犹～咽5.6酬°叠。余件2.衬3帮.2卷方案比选鲁训软土处理方案沃比选表极闹处理方赞案及势方案比子选叙艘方案采用肤毕预衡压敏沾无法完全解决斗稳定问题和第密二层软土的固伐结问竹题雷项不推荐采用看兵预欺压归+想塑料排水游板姨治同邪上劫匪不推荐采用污制真空预少压裳跳无法解决第二悲层软土的固结迁问盗题设语不推荐采用旧富真空联合堆载任预脂压宣禽同技上球层不推荐采用畜才碎石速桩字贞本路段软土的弄侧向约束小，议碎石桩很难成军桩（一般要求协不排水抗剪强婆度亭≥给19.6Kp档a黑）祖博不推荐采用亮恰水泥粉煤灰倒（痕CF勾G赌）碎石休桩标胸是这几项方案狼中造价最高的面，而且在侧向愁约束较小的情岔况下也较难成翻桩真。本餐不推荐采用衔尤喷粉水泥搅拌奴桩影稠10m捆以下成桩质量恢难以保证，而缺且无法解决表谢层液化土的液嘱化问廉题烧旬不推荐采用唱阿喷浆水泥搅拌爪桩漠测15m炎以下成桩质量冶难以保证，而酒且无法解决表王层液化土的液陵化问圣题突右不推荐采用移渔砂做桩少禾可以同时处理离液化土和软土向，同时解决稳廊定和沉降问题宏，并且在让xx辱、被xx欠等多条高速公熊路上有成功经滔验念石推荐采用星条2.嚷3堂.态3远方案设计晌阿挤密砂桩的设申计考虑了路堤坑荷载的大小、束桩的承载力、啄可液化土层的亡层位夺及施工工艺等堂。砂桩计算长倦度均穿透液化瘦土层，一般饼为型4.翻5榨～终20行.0m粉，设计桩径照0.5m为，桩间怨距瓶1.妈1称～舱1度.5m易，在平面上呈少梅花形布智置焦(仿布置区域边线上与构造物基础严轮廓线平闭行唯)槽。加固宽度至音坡脚外锄3m程（不少铅于欧1倡排桩）杨，雷请设计的单桩承顽载力不小房于清300kP让a闲，复合地基承们载力不小件于略130kP都a狐。挤密砂桩顶驳面砂垫层厚财50cm哨。厅怖3罗.辩常见深厚层软组土处治方案的籍比选要点誓遭深厚层软土处斧理设计是地基露处理设计中的夏难点和整个工君程地基处理是猎否成功的关键惧。目前国内主殖要在烈xx清、您xx殃等沿海地区较笋为多见，其常爸用的处治措施薄有砂桩、碎石突桩、水泥搅拌继桩鼠、鲁CF苏G庙桩、真空预压浆、预应力砼管你桩问和今EP鱼S拔轻质路基等，蚀各种处理方式舒的取舍主要取牛决于路线所处耀地区、处治路获段的地质水文拌情况、当地的穴成功经验以及逗处理方案的经桂济性等，现就肺各种常见的深昼厚软土的处治理方案比选如下繁：悟昆3.经1雅水泥搅拌桩搅责叠加固原理饲村水泥搅拌桩是炭用特制的机械做设备把水泥浆锡送入地下，通闯过和原位地基柄土强制搅拌混白合，使地基土栗和加固料之间款很快发生一系互列物垫理我-禁化学反应，在蓄短期内，使原矩来流塑状态的驰软土变成半固敌态到固态的桩谦体，使原来的鄙软土地基变成赏具有整体性和伙一定强度的加妹固土桩复合地睛基，从而提高迷地基承载力，乔减小地基的沉针降。赶轨录适用范围铜搜适用于淤泥质伟土及含水偿量剑3蚕0拥～酿75扑%样的软弱土，加殃固深度在一般民在充1套8阶米权以内。外易挡优缺点价倍施工速度相对晶较快，工艺相朽对简单，处理洒效果好，但是兵，该法工程费驳用较夜高坏,寒施工质量不易兔控制，宅15m悼废以下质量难以闭保证。腔丛3.2

CF幻G万桩记厅3.2.望1样加固原理天赵用振动沉管打发桩机将桩管打往入地下，投入谅碎石（掺石屑夜）、粉煤灰和惭水泥的混合料纱，边振动边起秘拔桩管，结合怕反插，达到挤移密压实桩体的勇作用。这种桩毁骨干材料为碎搜石，掺入石屑那可使级配良好胀，粉煤灰增加鹅混合料的和易系性，并有低标术号水泥增加桩滔体后期强度。卖这种复合地基羽称为高粘结强川度桩复合地基舍，桩体模量较酿大，承载力高欲。返举户适用范围多鱼适用于桥头路奴基。津览扭优缺点块熟施工质量容易伐控制，处理效晨果好。施工工撤艺相对复杂，饥单桩工程费用势较铸高行,爪由于其现浇施份工，所以，成弹桩质量不如预次应力管桩。盏环3.3株吉预应力混凝土固管桩露齿欠加固原理由坛预先在工厂制躬备好一定规格咳的预应力管桩蓝，用压桩机在耳工地采用静压烛的方法把桩压眯入地基，形成樱复合地基，以缠达到加固地基宿的目的。预应桃力管桩复合地恐基具有较大的颜承载力。芹工遭适用范围缎犬适用于桥头路麦基，特别适用胡于处理深厚软光土地基。堆诞票优缺点多塌施工质量容易畜控制，处理效照果好。但是单百桩工程费用较虹高。要核3.4辈震真空预压财驾冒加固原理摄忍真空预压技术瓦是用专门的设俱备，通过抽真让空在地基中产哲生负压，使土月体孔隙中的水爬分排出，从有沙效应力原理可的知，孔隙水排课出，孔隙水压抄力减小后，有烛效应力就相应钢增加，在压力胀差作用下，土广体中的水分被哨排出，抽气过咱程中，土体得张到固结，土体壶强度得到提高灵。这种通过抽底真空而达到预侦压效果的方法塑称为真空预压怪。猫腿耐适用范围穷体加速地基固结和沉降，可用于喘预压路段或桥项头处理。浊壤辅优缺点卧昼工期短，效益狼好，但施工工渴艺复杂，成本垒略高。哈类3.5

EP钓S私路堤楚彩叨加固原理趁检EP竭S恒路堤是轻质路故堤的一种陡。掠EP炒S竿材料为硬质、据闭孔的泡沫塑撞料，是一种新鞋的建筑材料贴，欠EP朵S叹材料具有重量民轻、抗压性能暗好、耐热、抗累冻性能均较佳粪、吸水率低、流化学稳定性高窃且易于加工等讯优点贴。隐EP天S丛材料密度约为谜土材的掩1/5榆0吸～猴1/10祖0扑，楼用喇EP尚S及材料修筑的路添堤称都为遵EP努S宿路堤。堤码仿适用范围让尿适用于桥头路责基，特别适用愉于处理深厚软农土地基。时死少优缺点混驴工期短，效益琴好，但成本高