广州南沙深厚软土地基工程特性与软基处理方法效果对比 伍炜豪

炜豪

摘要：根据南沙地区存在深厚软弱淤泥层的特点,提出路堤软基处理中可能使用的方案,并从设计角度逐一分析其应用优势及不足之处,进而按软土层厚度和使用路段等不同给出建议方案,同时对其施工监测提出建议。本文根据南沙地区存在深厚软弱淤泥层的特点，提出了路堤软基处理中可能使用的方案，并对每种处理方案在设计方面存在的不足加以说明，进而根据软土厚度和使用路段的不同给出建议方案，同时对“信息化施工”给出了建议。

关键词：软基处理；堆载预压；真空预压冰泥搅拌桩；碎石桩 1 前言

目前番禺南沙地区作为广州市的重点开发区，各项建设正在紧张的筹备中，而市政道路作为南沙地区的基础设施则在紧锣密鼓地进行中。但是由于南沙地区位于珠江河口与伶仃洋的交汇处，因此地层中存在有深厚的海陆交互相的淤泥，并受到近海潮位的影响，导致该地区的工程地质和水文地质条件都比较差。由此给基础设施建设带来比较大的困难，特别是软弱地基的处理是摆在每一个南沙建设者面前的难题。

2 南沙地区软土特点

南沙地区的饱和软土属高含水量、低强度、高压缩性的超软弱粘土，含水量一般都在50％～80％以上，孔隙比则在1．5～2．0之间，这就意味着孔隙体积占到整个土体体积的1／2～2／3；塑性指数高，粘性大，强度低，十字板剪切强度在10～25kPa左右；渗透系数很小，一般为10－6～10－7cm／s；同时由于淤泥的纯度比较高，因此固结系数也非常低，一般在0．5×10－3cm2/s。淤泥的厚度约5～32m，基本上位于主压缩层内，从上面的统计数据可知，南沙地区的地基属于典型的软弱地基。

3 软基处理方法及注意事项

根据近年来广州黄埔开发区以及珠江三角洲修建高速公路进行软基处理的经验，在南沙地区可以选用的软基处理方法主要有堆载预压法、真空预压法、水泥搅拌桩复合地基、碎石桩复合地基以及低标号素混凝土复合地基等。下面就各方法的适用条件和以往设计中存在的主要问题进行简单的介绍。 3.1堆载预压方案

该法即为通常所讲的排水固结法，就是在拟处理的地基中设置砂井、塑料排水板等竖向排水通道，然后分级逐渐加载，对场地进行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时地基强度逐步提高的地基处理方法。 该法主要解决两个方面的问题：a．沉降问题。b．稳定强度问题。排水团结法的设计要点主要是控制竖向排水体的间距和插设深度，严格控制和调整加载速率，防止地基发生整体剪切破坏或产生过大的塑性变形，又加快了进度。b 目前在堆载预压法的设计中存在的一个主要问题是竖向排水体的间距设计问题。一般设计竖向排水体的间距不小于1．0m，常规为1．2～1．5m，但是有些方案将竖向排水体的间距设计为小于1m甚至到只有0．6m，以为只要无限制调整竖向排水体的间距就可以达到淤泥土固结的要求。其实插设每根砂井或塑料排水板时对上体的扰动半径一般都有0．3～0．4m，如果竖向排水体的间距小于0．5m，测整个加固区的淤泥土将全部成为重塑上，由于淤泥土的灵敏度较高，竖向排水体插设时将严重削弱淤泥土的强度，容易在堆载时发生土体滑动。另外重塑土的渗

透系数和固结系数将严重下降，造成固结时间延长，很难保证团结效果和工期。 3.2真空预压法

真空预压法，是将被加固软基深宽范围内完全密封，并在抽成真空的特定条件下，利用自然大气压力作为堆载的一种预压排水团结法。在真空预压过程中，加固体内外大气压差，孔隙水的渗透方向，渗透力引起的附加应力等均指向被加固土体，所引起的侧向变形，亦指向被加固土体，因此被加固软基不会产生与堆载预压那样的剪切破坏。一次可以施加相当于80kPa以上的预压荷载。

对于真空预压法存在的主要设计问题是计算理论不完善，一般仍然套用堆载预压法的设计理论，造成计算出的固结时间要大于实际需要的固结时间。另外大多数设计人员没有这方面的设计经验，对真空排水预压法的施工工艺理解不深，排水系统、抽真空系统和密封系统的设计过于简单，达不到施工图设计的深度。很多技术参数的选取需要施工单位自己确定，这样对控制工程造价很不利。 3.3水泥土搅拌法复合地基

水泥土搅拌法复合地基是利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土在原位搅拌形成圆柱状、格栅状水泥土增强体，形成水泥土复合地基以提高地基承载力，减小沉降。适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。

对于工期紧迫和控制工后沉降严格的地基处理，最好采用水泥土搅拌法复合地基进行解决，因为该方法可以有效地控制压缩层的沉降且施工工期短。 4 软基处理方案选择

由于南沙地区的地质条件比较复杂，软土分布不均匀，起伏比较大，而且各个软基处理方案受到投资、工期和技术等因素的控制，需要根据具体要求的不同来分别选择适用的方案。

以市政道路为例，由于目前南沙地区的地面标高多在0．00m（珠江高程）左右，作为市政道路需要达到一定的防涝、防潮的能力，因此路基一般需要填高2～3m，原先为水塘的部位，需要填高4～5m。由于淤泥层深厚，如此高的路基填土，势必将造成较大的地基沉降。为了避免地基沉降对市政道路的破坏，必须采取加固措施来提前消除地基土潜在的沉降。

软基处理方案需要根据工期，投资，软土分布以及市政道路自身的特点，区别不同情况分别采用不同的软基处理方案。

（1）对于一般路段，只要工期允许，尽量采用堆载预压法。采用水泥搅拌桩复合地基、碎石桩复合地基造价较高，如果工期紧，需要加快地基土的固结，可以采用超载预压。如果缺乏堆载材料，则可以采用真空预压法。

（2）对于工期要求特别紧，对沉降变形要求不高，软弱土层厚度小于8m的路段，可以采用碎石桩复合地基，碎石桩复合地基具有施工速度快，工期容易得到保证的特点。

因为每一种软基处理方案都具有局限性，因此在选择软基处理方案时必须因地制宜，对各种方案根据工期长短、投资大小进行比较，经过科学论证后才能决定究竟选择哪一种方案。

5 施工监测和施工质量检测

软基处理作为岩土工程的一种，必须要贯彻“信息化施工”的原则，为了能对软基处理进行过程控制，需要采取必要的施工监测措施。按监测信息还可及时调整设计方案，完善施工图设计。而为了验证软基处理效果，又要采取必需的施工质量检测措施。

5.1 施工监测要求

施工监测主要包括以下内容：

（1）浅层沉降监测：利用观测结果可以有效地计算出加固区域内不同时间、位置的团结情况。

（2）孔隙水压力监测：主要是监测孔隙水压力的增长与消散情况，对不同测孔、深度处观测结果的综合分析，可以为整个场区的加固效果评价提供可靠的指标。

（3）分层沉降监测：分层沉降监测是地基沉降观测的主要手段，通过观测数据的分析可以得知地基土不同深度处的状况，是深层地基加固效果评价的重要依据。

（4）地下水位监测：其主要目的是配合孔隙水压力监测评价软土的固结状态。 5.2 施工质量检测

在施工结束后，为了验证加固效果，要对处理过后地基进行现场静力触探、原位十字板剪切试验和标准贯入试验以及取土进行室内土工试验，主要检测地基土的强度、含水量、容重、孔隙比、压缩系数及固结压力等指标和平板载荷试验。通过对以上指标的检测，就可以知道软基加固的效果究竟如何。 6 结语

虽然南沙地区在软基处理方面存在比较大的困难，但是只要我们按照科学规律办事，采取因地制宜的原则，就—定能够取得软基处理工程的胜利。 参考文献、

[1]真空排水预压法加固软土技术[M]. 人民交通出版社 , 娄炎编著, 2016

[2]地基处理手册[M]. 中国建筑工业出版社 , 《地基处理手册》(第二版)编写委员会[编], 2016