集美大學(xué)新校區(qū)道路軟土地基處理方案比選與可行性研究報(bào)告

黃海宏 （集美大學(xué)，福建 廈門 361021）

1 集美大學(xué)新校區(qū)道路巖土工程勘察情況

擬建場地位于集美大學(xué)內(nèi)部舊校區(qū)以西、高速公路連接線以東，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)。擬建場地原始地貌屬杏林灣港灣灘涂一部分，后由人工圍海造地形成，現(xiàn)擬建場地經(jīng)場平后較為平緩、開闊，地坪標(biāo)高1.87m～2.39m。

根據(jù)鉆探揭露，擬建場地地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，地層巖性、厚度和埋藏分布等在橫縱向上變化較大。根據(jù)地層時(shí)代、成因類型、巖性等可將本場地地基土分為7個(gè)工程地質(zhì)層，自上而下分述如下：①層素填土、②層淤泥、③層粗砂、④層殘積砂質(zhì)粘性土、⑤層全風(fēng)化花崗巖、⑥層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、⑦層微風(fēng)化花崗巖。

2 水文地質(zhì)特征

擬建場地地下水為賦存運(yùn)移于①層素填土中的孔隙水，屬潛水；賦存運(yùn)移于③層粗砂的孔隙水，屬承壓水；賦存運(yùn)移于⑤層全風(fēng)化花崗巖、⑥層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖及⑦層微風(fēng)化花崗巖中的網(wǎng)狀孔隙、裂隙水，屬弱承壓水；②層淤泥及④層殘積砂質(zhì)粘性土為相對(duì)隔水層。①層素填土含水性、透水性較差，總體上水量不大；③層粗砂透水性及富水性較好，且其厚度及分布范圍較大，故其水量較大；⑤層全風(fēng)化花崗巖、⑥層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖及⑦層微風(fēng)化花崗巖為弱透水含水層，水量不大。地下水主要接受大氣降水下滲補(bǔ)給及相鄰含水層的側(cè)向補(bǔ)給，并大致由東北向西南方向滲流排泄?？辈炱陂g，測得各鉆孔地下水初見水位埋深0.80m～1.70m,標(biāo)高0.31m～1.44m；混合穩(wěn)定水位埋深0.4m～1.40m,標(biāo)高0.71m～1.84m。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，擬建場地地下水位年變幅1m～2m。

3 巖土工程評(píng)價(jià)與建議

3.1 巖土體分析與評(píng)價(jià)

①層素填土：新近回填，該層土尚未完成自重固結(jié)，密實(shí)度及均勻性差，力學(xué)強(qiáng)度低，工程性能差，未經(jīng)加固處理不宜直接作為擬建物地基持力層。

②層淤泥：流塑，高壓縮性，力學(xué)強(qiáng)度低，工程性能差，未經(jīng)加固處理不宜直接作為擬建物地基持力層。

③層粗砂：主要呈中密狀，局部稍密或密實(shí)，飽和，力學(xué)強(qiáng)度較高，可選作擬建物地基持力層。

④層殘積砂質(zhì)粘性土：可～硬塑，力學(xué)強(qiáng)度較高，工程性能較好，可選作擬建物地基持力層。

⑤層全風(fēng)化花崗巖：力學(xué)強(qiáng)度較高，工程性能較好，可選作擬建物地基持力層。

⑥層砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：力學(xué)強(qiáng)度較高，工程性能較好，可選作擬建物地基持力層。

⑦層微風(fēng)化花崗巖：力學(xué)強(qiáng)度高，工程性能好，可選作擬建物地基持力層。

3.2 巖土設(shè)計(jì)參數(shù)

巖土設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)標(biāo)貫試驗(yàn)成果、輕探試驗(yàn)成果、室內(nèi)巖土試驗(yàn)等成果，并結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)綜合確定。其中巖土技術(shù)參數(shù)重度、壓縮模量、變形模量和滲透系數(shù)為平均值，抗剪強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)值，地基承載力依試驗(yàn)結(jié)果和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)為特征值。另外，需要說明的是，殘積土因受其試驗(yàn)手段和方法的局限性，壓縮模量的試驗(yàn)結(jié)果普遍偏低，故壓縮模量主要根據(jù)土工試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定；變形模量則根據(jù)標(biāo)貫試驗(yàn)成果，參照福建省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（2003征求意見稿）并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。

綜合以上分析可以看到：存在7.5m～14m厚的高壓縮性淤泥軟土，流塑，高壓縮性，力學(xué)強(qiáng)度低，工程性能差，必須進(jìn)行地基處理；且淤泥土層分布及埋深變化較大，并夾有中（細(xì)）砂透鏡體，均勻性差。

4 軟土地基處理常用方法

軟土地基處理有許多種不同的方法：如按處理效果可分為臨時(shí)處理和永久處理；按處理深度可分為淺層處理和深層處理；按處理對(duì)象土性劃分為砂性土處理和粘性土處理，飽和土處理和非飽和土處理；按處理的方式又可分為化學(xué)處理和物理處理等。一般按照地基處理機(jī)理進(jìn)行分類。

綜合各種地基處理方法的適用范圍和集美大學(xué)新校區(qū)道路工程勘探和道路設(shè)計(jì)等情況，以下對(duì)拋石擠淤換填法、塑料排水板排水固結(jié)法、加筋墊層三種方案的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行介紹。

擠淤換填法是依靠換填材料的自重以及借助于其他外力諸如：壓載、振動(dòng)、爆炸、強(qiáng)夯或卸荷（即及時(shí)挖除換填體周邊處的淤泥）等，使軟弱層遭受破壞后被強(qiáng)制擠出而進(jìn)行的換填處理。

塑料排水板預(yù)壓法是排水固結(jié)法的一種，是將塑料排水板用插板機(jī)插入加固的軟土中，然后在地面加載預(yù)壓，使土中水沿塑料板的通道溢出，經(jīng)砂墊層排除，從而使地基加速固結(jié)。

加筋法是在土中加入條帶、纖維或網(wǎng)格等抗拉材料，依靠它改善土的力學(xué)性能，提高土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的方法。加筋法已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于公路、鐵路的地基處理中。

5 工后總沉降估算

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告提供的軟土參數(shù)對(duì)堆填土的工后總沉降量進(jìn)行了估算，分別按淤泥層后為6m和12m兩種計(jì)算，交通荷載按等代1m厚度的土計(jì)算影響。

①7m厚淤泥層，3m堆填土。

7m淤泥軟土層工后總沉降：

②14m厚淤泥層，3m堆填土。

14m淤泥軟土層總沉降：

3m等高堆填土作用下，淤泥厚度改變1m，不均勻沉降差約4.5cm。

6 結(jié) 論

綜合以上初步分析，得到以下初步結(jié)論：地基承載力達(dá)到要求；工后總沉降不能過大；工后不均勻沉降不能過大；保證軟土地基上的道路和結(jié)構(gòu)物有足夠的穩(wěn)定性?，F(xiàn)行的拋石擠淤的辦法，只能達(dá)到提高管道底部地基承載力的作用，不能顯著改善道路路堤的工后沉降。由于道路沿線淤泥層的厚度變化和路堤填土高度的變化，會(huì)帶來路面縱向和橫向的不均勻沉降（初步估算：不考慮堆填土高度變化影響，3m等高堆填土作用下，淤泥厚度改變1m，不均勻沉降差約4.5cm），直接影響路面竣工后的質(zhì)量和管道的安全。淤泥層厚度大，且分布和埋深變化很大，在堆填土和汽車荷載的外在附加荷載作用下，如不進(jìn)行有效的地基處理道路會(huì)在竣工后的十幾年里發(fā)生顯著的工后沉降，總沉降量將達(dá)到40cm～70cm。道路施工重車會(huì)造成路面基層破壞。

我校新校區(qū)道路施工最終采用了拋石擠淤的處理辦法,為了消除不均勻沉降,根據(jù)不同的路段選擇了不同的拋石厚度,并且在建設(shè)的一開始就完成了路基的施工,在建設(shè)期間讓施工車輛反復(fù)碾壓,經(jīng)過2～3年的建設(shè)期后,再根據(jù)路基的沉降情況進(jìn)行路基加厚及瀝青混凝土面層的施工。我校新校區(qū)道路于2008年竣工交付使用，使用至今道路整體沉降了約30cm（每年均進(jìn)行觀測），但是路面面層平整，使用正常，無明顯的不均勻沉降及路面開裂縫現(xiàn)象.

[1]GB50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[2]GB50287-99，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，1999.

[3]JTGD63-2007，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2007.

[4]DBJ13-07-2006，建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[5]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[6]GB50011-2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.