1 工程概況

珠海北站TOD項目市政道路工程一期工程二標(biāo)段，位于珠海國家高新區(qū)科技創(chuàng)新海岸（北圍）片區(qū),。施工內(nèi)容為3條路,，包括主干路2條：內(nèi)環(huán)北路、內(nèi)環(huán)南路,；次干路1條：北站東一路,。實施總長度1 642.992 m,。為確保道路運營期工后沉降滿足規(guī)范及使用要求，道路路基需進(jìn)行軟基處理,，本工程于2017年5月15日開工,，施工總工期為600 d。

2 地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

道路沿線原地貌為海沖積淤泥灘,，后經(jīng)人工改造為魚塘和種植地,，現(xiàn)場地已經(jīng)人工填土平整，原地面至3.5 m標(biāo)高為吹填砂,，3.5 m～4.0 m標(biāo)高為填土,，道路沿線較為平坦。按地質(zhì)年代和成因類型來劃分,，在勘探深度范圍內(nèi)揭露的地層自上而下為：人工填筑土,、第四系海陸交互相沉積淤泥、粉質(zhì)粘土及礫砂,，燕山期花崗巖殘積砂質(zhì)粘性土,。場地內(nèi)發(fā)育的地層按自上而下的順序依次描述如下：〈1〉素填土：層厚 0.50～11.20 m，平均厚3.99 m,；平均標(biāo)高3.63 m,。〈2〉淤泥：層厚2.00～15.50 m,，平均厚15 m,，平均埋深2.39 m，平均標(biāo)高1.29 m,?！?〉粉質(zhì)粘土：層厚1.60～9.40 m，平均厚3.37 m,，平均埋深10.98 m,，平均標(biāo)高-7.24 m?！?〉礫砂：層厚 1.60～10.70 m,，平均厚4.26 m，平均埋深13.39 m,，平均標(biāo)高-9.69m,。〈5〉粉質(zhì)粘土：層厚1.0～7.00 m,，平均厚2.85 m,，平均埋深13.14m,，平均標(biāo)高-9.38m,。〈6〉礫砂：層厚 2.00～9.00m，平均厚4.37m,，平均埋深15.55m,，平均標(biāo)高-11.79 m,。

2.2 水文條件

擬建場地內(nèi)陸表水系發(fā)育,，場地內(nèi)魚塘密布，河道縱橫交錯,，地表水的補(bǔ)給水源主要為來自通海河道內(nèi)的海水,，水深受潮汐影響?？辈炱陂g測得水深變化幅度約1.90 m,。

勘察期間，各鉆孔均遇見地下水,，為賦存于第四系地層中的孔隙潛水和賦存于基巖各風(fēng)化帶裂隙中的基巖裂隙水,，受大氣降水、側(cè)向徑流補(bǔ)給,。水位變化因氣候,、季節(jié)及潮汐而異，豐水季節(jié),，地下水位上升,，勘察期間測得場地內(nèi)陸下水的埋藏深度介于0.00～1.80 m。

3 初步選用的軟基處理方法

本項目場地分布有軟弱淤泥層,，淤泥層平均厚度約15 m，屬于厚軟土層,，結(jié)合深厚軟基處理方法的特點及實用性,，滿足場地的軟基處理方法分別有堆載預(yù)壓法、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法,、深層水泥攪拌樁,、素混凝土樁和PHC管樁，分別進(jìn)行介紹如下：

3.1 堆載預(yù)壓

3.1.1 基本原理：在軟土地基中插入豎向排水體（塑料排水板或袋裝砂井）,，通過堆載預(yù)壓,，孔隙水通過豎向排水體排出，加快土體固結(jié),，從而提高地基土的性能［1］,。

3.1.2 設(shè)計參數(shù)：結(jié)合本項目軟土厚度、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等因素,，參數(shù)如下：豎向排水體采用SPB100-C型原生料整體式排水板,，設(shè)計板長20m，板間距1.0m,，正方型布置,。水平排水層采用60cm的中粗砂,，堆載厚度為4.5m，每填土1.0m設(shè)置1層土工格柵,，設(shè)計預(yù)壓期12個月,。

3.2 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓

3.2.1 基本原理：在軟土地基中插入豎向排水體（塑料排水板或袋裝砂井），通過抽真空和堆載預(yù)壓,，孔隙水通過豎向排水體排出,，加快土體固結(jié)，從而提高地基土的性能［2］,。

3.2.2 設(shè)計參數(shù)：結(jié)合本項目軟土厚度,、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等因素，真空堆載預(yù)壓法設(shè)計參數(shù)如下：豎向排水體采用SPB100-B型原生料整體式排水板,，設(shè)計板長20 m,，板間距1.0 m，正方型布置,。水平排水層采用60 cm的中粗砂,，膜上保護(hù)層為50 cm的中粗砂，密封膜3層,，密封膜保護(hù)層為2層土工布,，真空度為-80 kPa，設(shè)計預(yù)壓期7個月,。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法由于施加80 kPa的負(fù)壓,，代替了將近4.5 m的堆載荷載，無需卸載,，再加上沉降土方荷載,，處治效果更好。真空處理時,，位移向道路中心,，不會失穩(wěn)，堆載速度快,。真空堆載預(yù)壓法的工期一般為6～9個月,，施工周期相對于堆載預(yù)壓法要短。

該工法既有堆載預(yù)壓的優(yōu)點,，又能很好的克服堆載預(yù)壓法的缺點,。但是該工法要求控制好施工中的每個環(huán)節(jié)以及監(jiān)測的每個環(huán)節(jié)，才能達(dá)到預(yù)期的效果,。該工法適用于不含有透水夾層,，地質(zhì)縱橫向變化不大的深厚軟土地基。

3.3 深層水泥攪拌樁

3.3.1 基本原理：深層水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械在地基將軟土或沙等和固化劑強(qiáng)制拌和,，使軟基硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度［3］,。

3.3.2 設(shè)計參數(shù)：結(jié)合本項目軟土厚度、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等因素,，其設(shè)計參數(shù)如下：樁徑60cm,，樁間距1.4m，正三角形布置,，設(shè)計樁長15 m,，墊層采用50 cm厚的碎石墊層，墊層內(nèi)鋪設(shè)兩層雙向塑料土工格柵,。施工工藝采用4攪4噴,，水泥含量90 kg/m。

深層攪拌法適用于處理包括淤泥,、淤泥質(zhì)土,、粉土、砂性土,、泥炭土等各種成因的飽和軟粘土,，含水量高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值≯120 kPa的粘性土等地基。

水泥攪拌樁樁徑不小于0.5 m,，水泥含量一般為12%～20%,，水泥土強(qiáng)度一般不高。該工法技術(shù)基本成熟,，但是處理淤泥層時施工過程質(zhì)量不易控制,，樁身容易被壓壞，且處理深度有限（一般不超過15 m）,，深厚軟土層（超過15 m）不適用且造價高,。

3.4 素混凝土樁

3.4.1 基本原理：素混凝土樁樁身具有較高的強(qiáng)度和剛度，可以全長發(fā)揮樁的側(cè)摩阻力,，將荷載傳遞給較深的相對硬層。施工時對樁間土有擠密作用,，較大幅度提高地基承載力,，減少沉降。

3.4.2 設(shè)計參數(shù)：素混凝土樁采用樁徑50 cm,，樁間距1.7 m,，正三角形布置，設(shè)計樁長30 m,，墊層采用50 cm厚的碎石墊層,，墊層內(nèi)鋪設(shè)兩層雙向塑料土工格柵。施工工藝采用長螺旋或沉管,，樁身采用C15混凝土,。

素混凝土樁適用性較好,，常用于加固粘性土、粉土,、人工填土,、淤泥質(zhì)粘土和黃土等地基。常用的樁徑為400mm或500mm,，長細(xì)比宜≤60,，即400mm樁徑時加固深度不宜超過25 m，樁徑為500mm時加固深度不宜超過30 m,。樁身水泥粉煤灰碎石料或者混凝土強(qiáng)度等級為C5～C15,。

3.5 PHC管樁

3.5.1 適用范圍：管樁復(fù)合地基適用于處理粘性土、粉土,、淤泥質(zhì)土,、松散或稍密砂土及素填土等地基。管樁常用的樁型為PTC樁或PHC樁,，其樁身強(qiáng)度高,，樁體質(zhì)量有保障，在處理深厚軟土有其獨特優(yōu)勢,。在城市道路軟基處理中,，該法由于樁間距較大，污水管線地基應(yīng)單獨采用水泥攪拌樁復(fù)合地基處理［4］,。

3.5.2 設(shè)計參數(shù)：管樁采用PHC-400-A-95型樁,，樁徑40 cm，樁間距3.0 m,，正方形布置,，設(shè)計樁長35m，樁頂設(shè)置2.0 m×2.0 m×0.3 m的蓋板,，蓋板材料為C30鋼筋混凝土,，墊層采用40 cm厚的碎石墊層，墊層內(nèi)鋪設(shè)兩層雙向塑料土工格柵,，施工工藝采用靜壓工藝,。

4 軟基處理方案比選

軟基處理方法的選擇主要與軟土層厚度、軟土物理力學(xué)指標(biāo),、上覆填土松散程度,、軟土層的復(fù)雜程度（包括是否有夾層、樁端土層的性質(zhì)）,、周邊建筑物分布情況及重要程度,、各種處理方法的適用條件、工期、造價等因素有關(guān),。

4.1 技術(shù)比較

將滿足場地的軟基處理方法列于表1比較,。根據(jù)表1所述，從技術(shù)角度考慮,，滿足本項目的軟基處理方法有真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法及管樁法,。

4.2 造價比較

根據(jù)地質(zhì)報告，淤泥層厚度約為15 m,，采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理時塑料排水板的長度約為17.5 m,，采用復(fù)合地基處理時樁端宜穿透淤泥層，樁基長度約為35 m,，按標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度20 m選取100 m處理長度進(jìn)行造價比較,。從表2～3可以看出，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法每m2的造價小于PHC樁,。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合比選,，推薦采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行軟土路基處理。

5 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法做法

如圖1所示,，豎向排水體采用SPB100-B型原生料整體式排水板,，板間距為1 m，呈梅花形布置,，板長平均為15.5 m,，密封膜設(shè)置3層，密封膜保護(hù)土工布設(shè)置2層,。粘土攪拌墻直徑為70 cm,，咬合20 cm，雙排布置,，深度為6 m,。砂墊層厚度為1.1 m。預(yù)壓期為7個月,。

表1 軟基處理方法比較表
Table 1 Comparison Table of Soft Foundation Treatment Methods

處理方法 優(yōu)點 缺點 備注堆載預(yù)壓 處理后,，軟土物理力學(xué)性質(zhì)得到提高，殘余沉降小,，能降低部分管線支護(hù)費用,。需要大量土方，在處理淤泥施工過程中堆載路堤容易發(fā)生失穩(wěn),，工期較長，一般需要12個月,。施工中沉降量較大,，對周邊建筑物影響較大。珠海地區(qū)土源緊缺，同時工期較緊,，不推薦使用,。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓土方需求量較少，處理過程中穩(wěn)定性容易保證,，工期相對堆載預(yù)壓法要短,，一般為6～9個月。處理后,，軟土物理力學(xué)性質(zhì)得到提高,，殘余沉降小，能降低部分管線支護(hù)費用,。軟土層中有夾砂層時,，容易漏氣，施工中沉降量較大,，對周邊建筑物影響較大,。本項目場地空曠，經(jīng)造價比較后使用,。水泥攪拌樁 處理后,，軟土指標(biāo)及受力性能得到提高，沉降量小,，處理效果佳,。本項目建設(shè)場地軟土厚度一般都超過15m，不推薦使用,。素混凝土樁 處理后,，大部分路堤填土荷載由樁體承擔(dān)，沉降量小,，處理效果佳,。根據(jù)珠海地區(qū)經(jīng)驗，處理深度一般為15m,，施工過程中,，質(zhì)量不易控制。本項目軟土層厚度超過30m,，不推薦使用,。管樁 其樁身強(qiáng)度高，樁體質(zhì)量有保障,，在處理深厚軟土有較大優(yōu)勢,。處理深度超過30m時，施工較困難,，且造價較高,。樁間距較大,，埋深較大的管線基礎(chǔ)需要單獨處理。綜合造價較高 經(jīng)造價比較后使用,。

表2 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓造價分析表
Table 2 Cost Analysis Table of Vacuum Combined Pile Load Preloading Method

注）①整平標(biāo)高2m,；②厚1.1m，可用海砂,；③SPB100-B型原生料整體板,；④3層；⑤2層,；⑥雙排布置,，樁徑70cm，咬合20cm,。

項目 數(shù)量 單價 元 總價 元真空聯(lián)合堆載預(yù)壓面積m2① 2900 150 435000砂墊層m3② 3190 120 382800排水板（設(shè)計板長23m）m③ 66700 4.2 280140密封膜m2④ 13423 15 201344土工布m2⑤ 7777 20 155546粘土密封墻m⑥ 6192 38 235296沉降土方m3 8700 55 478500合計 -- -- 2168627造價m2·元-1 -- -- 748

圖1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理斷面圖
Fig.1 Sectional Picture of Vacuum Combined Pile Load Preloading Method

本工程在加固前,、后均進(jìn)行了土工試驗，其中鉆探取樣,、室內(nèi)常規(guī)土工實驗36件,、十字板抗剪強(qiáng)度試驗44個點，試驗具體安排：加固前在打設(shè)排水板后進(jìn)行,，加固后,，各區(qū)安排在真空卸載后4周內(nèi)進(jìn)行，并得出相關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)對比數(shù)據(jù),，如表4所示,。

以上土工實驗數(shù)據(jù)表明，各區(qū)淤泥軟基處理后,，大部分淤泥已經(jīng)轉(zhuǎn)變成淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土或粉質(zhì)粘土,，含水率ω平均值均降低至52%以下。十字板剪切測試Cu,、Cu′值顯示,，原狀土抗剪強(qiáng)度均提高在38 kPa以上，地基土物理力學(xué)性質(zhì)得到較大程度的提高,。

表3 PHC管樁造價分析表
Table 3 Cost Analysis Table of PHC Pile

注）①粒徑20～50mm,；②樁徑40cm；③雙向,、抗拉強(qiáng)度50kNm,；④鋼筋含量165kg/m3。

項目 數(shù)量 單價 元 總價 元PHC管樁處理面積m3① 1400 120 168000 PHC管樁（設(shè)計樁長35）m2 2900碎石墊層m② 10889 200 2177778塑料土工格柵m2③ 5600 30 168000蓋板C30鋼筋混凝土m3 3220 55 177100合計 3436891造價kg④ 497 1500 746013路基填方m2·元-1 1185

6 總結(jié)

本文以珠海某道路工程為工程背景,，結(jié)合項目的地質(zhì)水文情況,，并從施工現(xiàn)場實際情況出發(fā)，依據(jù)深厚軟基處理方法的特點及實用性,，著重介紹了幾種滿足本項目的軟基處理方法,，然后從技術(shù)和造價方面進(jìn)行綜合比選,，最終地基處理采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法方案。

表4 物理力學(xué)指標(biāo)對比表
Table 4 Comparison Table of Physical and Mechanical Index

物理力學(xué)指標(biāo) 含水率ω%孔隙比e液性指數(shù)IL直接快剪 十字板剪切粘聚力ckPa內(nèi)摩擦角φ °原狀土抗剪強(qiáng)度Cu kPa重塑土抗剪強(qiáng)度Cu′kPa靈敏度St處理前 平均 65.7 1.774 1.67 4.0 2.8 21.24 6.68 3.20標(biāo)準(zhǔn) 66.8 1.803 1.70 4.0 2.6 20.00 6.35 3.16處理后 平均 51.2 1.386 1.16 13.9 7.8 59.09 11.99 4.93標(biāo)準(zhǔn) 54.4 1.483 1.19 12.6 5.6 55.03 11.42 4.69變化幅度（%） 平均 -22.1 -21.9 30.5 247.5 178.6 178.2 79.5 54.1標(biāo)準(zhǔn) -18.6 -17.7 -30.0 215.0 115.4 175.2 79.5 48.4

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