地基处理方式选择

浅谈地基处理方式的选择_黄锦宇_建筑施工_建筑中文网软弱地基给城市市政建设带来不同程度的危害。如路基的滑移，开裂，路面起伏不平，桥涵通道等人工构造物处的跳车颠簸等等。软弱地基处理的目的是为了整治好、处理好地基，使来往车辆及司乘人员安全，快速，舒适地行驶。本文将以梅州市东山教育基地学子大道为例浅析地基处理方式的选择。1 软弱地基处理的一般原则1.1 自然沉降法：即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法，这种以自然沉降逐渐达到路基稳定，是一种最经济也简单的方法。但目前基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一般情况用自然沉降法将难以实现。1.2 工程技术处理：即在施工工期紧迫，时间有限的情况下，针对软土采用不同工程技术方法进行处理。2 设计原则应结合当地道路地基基处理的成功经验，采用适用、快速、有效的处理方法，确保工程质量和地基处理施工进度，最大限度地减轻环境污染，减少对沿线居民的影响。3 地基处理工艺比较广东省目前较常采用的地基处理工艺有：换填垫层、塑料排水板（袋装砂井）堆载预压、塑料排水板（袋装砂井）真空预压、水泥喷粉桩（搅拌桩）、碎石桩、挤密砂桩、CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）、动力排水固结法等。各种地基处理工艺的优缺点比较如下：换填垫层（加固深度3-4米）优点：施工工艺成熟，方法简便快捷，造价较低，可迅速提高地基承载力。缺点：换填厚度越大，造价越高；不适合处理软土层较厚、埋深大的地基，地下水位高、易渗水路段抽排水费用高。塑料排水板（袋装砂井）堆载或超载预压（加固深度小于20米）优点：施工工艺成熟，方法简便，造价低，可有效消除主固结沉降。缺点：工期长，若堆载高度太大则会显著增加造价；难以有效解决地基次固结沉降。塑料排水板（袋装砂井）真空预压（加固深度小于15米）优点：可一次加载，省去分级加载和卸载的时间，预压时间少于堆载预压，可有效消除主固结沉降，适合大面积区域（道路、堆场、码头、机场等）软基处理，不存在弃土问题。缺点：工序要求高，尤其是止水帷幕和真空封膜要保证密封，造价稍高于堆载预压；难以有效解决地基次固结沉降。水泥喷粉桩（加固深度小于18米）优点：工艺成熟，进度快，工期较短，可有效消除主、次固结沉降。缺点：淤泥有机质含量、塑性指数较大时，处理效果不好；处理深度通常小于18米；造价较高。钉形水泥土双向搅拌桩（加固深度25米）优点：工期短，水泥土拌和效果优于普通搅拌桩，处理深度较大，对于提高承载力和减少工后沉降效果优于普通水泥搅拌桩。缺点：造价高于普通水泥搅拌桩，属于新专利技术，目前没有写入国家规范，且掌握此项工艺的施工单位不多，不易操作。动力排水固结（加固深度8-10米）优点：地基土在较短时间内完成大部分固结沉降，成为超固结土，大大降低工后沉降并迅速提高承载力；此外，还可实现对地基的预震作用，有效地消除砂土液化；该法还有利于地下管线的开挖。缺点：施工程序复杂；降水和排水措施必须得到保障；水塘路段须采取额外措施以保证处理效果；处理深度一般不大于10米；对周边环境影响较大。碎石桩（加固深度20-25米）优点：工期短，工艺成熟，有较好的抗液化性能；利于孔隙水消散。缺点：造价昂贵；对于十字板剪切强度很低的淤泥质土，成桩困难，桩径较难控制，承载力提高幅度小。工后沉降不易控制。挤密砂桩（加固深度约为20米）优点：兼有挤密、置换和排水固结的作用；可有效处理易液化地基；造价比碎石桩低；工期较排水固结法短。缺点：处理淤泥质地基需结合堆载预压，且需控制好置换率；不适合高承载力要求地基。CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩，加固深度25-30米）优点：进度快，可达到较大的加固深度（大于20m）显著提高软基承载力和减少沉降。缺点：造价较高，淤泥质地基采用何种成桩工艺（排土或挤土）有争议；淤泥质地基慎用。4 地基处理工艺造价及工期比较地基处理工艺按照一定规格进行比选，估算造价及工期比较如下：换填垫层：单价：150-210元/平方米，工期根据施工组织确定;塑料排水板真空预压：排水板间距1.2米，单价：130-140元/平方米，预压期3到4个月;塑料排水板堆载预压：排水板间距1.2米，根据堆载高度，单价：80-120元/平方米，预压期6到8个月;水泥喷粉桩：桩径50cm，间距1.5m，单价：220元/平方米，间距1.8m单价：190元/平方米。龄期30到60天；动力排水固结：袋装砂井间距1.2米，直径0.07米，单价：150元/平方米，强夯期60-90天;碎石桩：桩径0.8米，间距1.6-2.0米，单价：530元/平方米，排水期15-20天;挤密砂桩：桩径0.4米，间距1-1.5米，单价：200-280元/平方米，排水期15-30天;CFG桩：桩径0.4米，间距1.8-2米，有砂桩单价：274元/平方米，龄期30-60天；无砂桩，单价：212元/平方米。注：加固深度统一按10米计。5 工程实例以梅州市东山教育基地学子大道为例。学子大道南接秀兰大桥，终点于东山大道，道路全长2112.2米，路幅宽度为40米。两侧建筑后退红线各5米，总宽度为50米。它既是东山片教育基地的交通主要干道，又是城区亮丽的一条景观干道。5.1 场地地貌和工程地质条件现状地貌为台地、丘陵和平原，地表为冲积红粘土和细砂质亚砂土，地基承载力分别为12-15kPa/平方米、200kPa/平方米。地下水位约为2-5米。场地表层主要出露杂填土、素填土和耕植土，厚度不等。场地地基无软弱土层。场地土类型为软弱土～坚硬土，建筑场地类型为II类。鱼塘、农用地区域，表土层为淤泥和耕植土，厚度小（通常不超过2米），承载力低，压缩性大，工程性质差。下卧层承载力高，工程性质较好。场地土地下水对路基施工影响较小。5.2 场地工程特征道路沿线用地现状主要为建筑场地、村庄和农田，需要拆迁大量房屋。沿线民居密集，地基处理施工过程中需注意控制噪音、振动和粉尘污染等，因此强夯、石灰桩、水泥喷粉桩等软基处理工艺不适用。道路沿线经过多个村庄，村道密集，在施工过程中，可作为施工通道，便于材料运进和土方外运。道路沿线经过一些鱼塘，但鱼塘征地范围有限，因此路基施工之前要先做好围堰，并做好抽排水措施。沿线沟渠予以保留或改位，并设置过路涵洞连通道路两侧沟渠，沟渠填埋时要控制好路基填筑质量。5.3 地基处理方案结合场地工程地质条件、工程特征及建设工期短的情况，本工程拟采用换填垫层法处理道路路基，换填深度控制在2.5米以内，具体措施如下：房屋拆迁场地，地表为松散杂填土和房屋基础结构，对路基填筑质量影响很大，须将其挖除，开挖深度控制在1.5米以内，因需拆迁房屋大多位于台地，地势较高，地下水位低，可直接换填粘性土至路床面标高，然后施工路面结构。碾压回填过程中须满足压实度要求。农田路段及鱼塘，将表层耕植土或浮淤清除，清除厚度为0.8-1.8米，先换填粗砂或砂夹石（砂、石重量比为7：3～6：4）至地下水位以上，再换填粘性土至路床面标高，然后施工路面结构。为避免新旧路基、路面的不均匀沉降，采用在扩建路面范围增设同样厚度的水泥砼板和拉杆、传力杆，结合纵横向铺设土工格栅的方法，可有效减少差异沉降。为了避免不同的地基处理方式对路基造成的不均匀沉降，对于不同的处理方式交接处前后各15m的范围内沿纵向铺设一层双向拉伸土工格栅。为了避免填挖交界处地基承载力差异对路堤造成的不均匀沉降，对于填挖交界面沿纵、横向铺设长10-20m的双向拉伸土工格栅。