深圳某新近填海區(qū)的路基地基處理技術(shù)分析

趙偉紅

摘要：深圳市某灣區(qū)自2000年以來陸續(xù)開展了填海造地，至2012年形成約15平方公里完整陸域。同期，該地區(qū)規(guī)劃完成，定位為城市中心商務(wù)區(qū)，承載帶領(lǐng)城市新一輪發(fā)展的重要?dú)v史使命，計(jì)劃建成一座一流的現(xiàn)代化國際新城。海灣填海區(qū)一般為軟土土質(zhì)，大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)容易出現(xiàn)地基變形問題。選擇合理的巖土工程地基處理技術(shù)，提高基礎(chǔ)設(shè)施路基質(zhì)量和整體性能，力爭作到安全、經(jīng)濟(jì)、適用，成為工程建設(shè)的重要任務(wù)。本文通過對填海造地地質(zhì)沿革進(jìn)行收集，再根據(jù)工程實(shí)際情況，對區(qū)內(nèi)數(shù)十條道路的路基地基處理進(jìn)行分析研究，其實(shí)踐具有較強(qiáng)應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：新近填海區(qū)；路基；地基處理；技術(shù)分析

中圖分類號(hào)：U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2016）09-66-02

引言

新近填海區(qū)地基處理比較復(fù)雜，目前正由傳統(tǒng)單一的處理方式向多樣化的處理模式轉(zhuǎn)變，深圳過往的填海軟土區(qū)道路工程乃至房建工程，難以避免地出現(xiàn)了“搓衣板”的道路不均勻沉降問題、房屋地平裂縫問題。本區(qū)域內(nèi)規(guī)劃了大量城市道路，包括地面主次干道、地下道路、綜合管廊溝等市政基礎(chǔ)設(shè)施，如何根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇合適的地基處理技術(shù)，確保填海區(qū)地基設(shè)計(jì)施工和工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，提高路基質(zhì)量和基礎(chǔ)設(shè)施整體性能，成為提高城市建設(shè)工程效益的重點(diǎn)工作。

1.地層結(jié)構(gòu)

1.1地質(zhì)沿革

根據(jù)收集的近十年地形圖，分析區(qū)內(nèi)各年份堆填情況。2002年至2005年，區(qū)域南部為現(xiàn)狀物流堆場陸域，中北部為灣區(qū)灘涂，局部小范圍開始堆填，受堆填擠淤影響形成了淤泥干出灘（淤泥被擠出水面露在地表），大部分區(qū)域保持原始地貌，為蝦塘、灘涂、航道。2008年至2009年，由于區(qū)域內(nèi)開始修建地鐵，沿線區(qū)域土方挖填量較大，同期北部區(qū)域開始填海造地并修建市政道路，拋石或堆填形成數(shù)道東西向隔堤，并往南北兩側(cè)推進(jìn)堆填。2009年至2012年，經(jīng)過數(shù)年的填海造地，整體陸域基本形成，區(qū)內(nèi)河渠修整改道完成。2013年起，按照新的城市規(guī)劃，開啟大規(guī)模建設(shè)工程。

1.2填海常用工法

分析過往填海工法，目的是為后續(xù)地基處理設(shè)計(jì)施工提供技術(shù)基礎(chǔ)，填海軟土地基處理方式比較多樣化，其填筑歷史是后續(xù)工程建設(shè)的技術(shù)關(guān)鍵。本區(qū)域內(nèi)多數(shù)填海造地時(shí)按照工業(yè)用地的較低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)交地，不滿足道路路基標(biāo)準(zhǔn)要求，工法主要有排水固結(jié)法、拋石填筑法和強(qiáng)夯（強(qiáng)夯置換）法三種，其中排水固結(jié)法為主要填海工法，強(qiáng)夯拋石填筑法則用于水深浪大處的圍海筑堤，強(qiáng)夯（強(qiáng)夯置換）法見于區(qū)內(nèi)已形成陸域的軟土區(qū)加固，主要為現(xiàn)狀物流堆場和廠房的地基加固。

1.3地層結(jié)構(gòu)

經(jīng)收集整理區(qū)內(nèi)各道路項(xiàng)目的詳細(xì)勘察資料，綜合得出地層典型分布如下：

（1）填土（石）層：填土主要由黏性土、粗礫砂、碎石組成，松散～稍密狀。填石主要由花崗巖塊石組成，推測直徑為20～80cm，含量約為20～80%。

（2）淤泥（含擠淤土）：主要成分為淤泥，局部含少量粗砂，含有機(jī)質(zhì)，為前期軟基處理后殘留，呈層狀分布，可見貝殼，飽和，軟塑狀為主。擠淤土分淤泥包和原淤泥層表面兩種分布，層厚起伏較大。

（3）粗砂：灰黑色，含淤泥及少量貝殼，飽和，松散，層厚較薄。

（4）粉質(zhì)黏土：可～硬塑，局部含少量粗砂。

（5）礫砂：主要成分為石英質(zhì)，含大量黏粒，飽和，稍密。

（6）砂質(zhì)黏性土：由花崗巖風(fēng)化殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)可辨，可塑～硬塑狀。

（7）全風(fēng)化帶：原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，裂隙極發(fā)育，局部夾有強(qiáng)風(fēng)化巖塊，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。

（8）強(qiáng)風(fēng)化帶：風(fēng)化劇烈，裂隙發(fā)育，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。

（9）弱風(fēng)化帶：裂隙發(fā)育，巖芯多呈塊狀、短柱狀，錘擊易碎，較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

區(qū)域內(nèi)道路路基需要處理的地層主要有填土（石）層、淤泥層和粘土層，其組成成分不均勻，分布無規(guī)律，物理力學(xué)性質(zhì)較差，分布有淤泥（淤泥質(zhì)土）的地段具有含水量高、高觸變性、高壓縮和低強(qiáng)度、自穩(wěn)能力差的特點(diǎn)。

2.路基地基處理

2.1路基地基處理要求

路基的地基處理，不僅要滿足道路承載力，還需考慮施工期間與完工后的沉降問題，包括道路路基的絕對沉降和各路段之間的相對沉降。按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通常為：

（1）沉降要求：

地面道路：32后沉降小于20cm，沉降差異的容許縱坡差小于O.5%，道路路床交工面回彈模量EO≥30Mpa：地下道路：32后沉降≤15cm，縱向差異沉降

（2）承載力要求：

地面道路：路基填土交工面承載力特征值>120KPa：地下道路：地基承載力特征值術(shù)200KPa；綜合管廊地基承載力特征值≮160KPa。

2.2路基地基處理技術(shù)分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)道路的地基處理工法分析如下：

（1）換填法

換填法主要用于淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土、雜填土路基的淺層處理，換填厚度不大于3.0m，區(qū)內(nèi)道路管線地基多數(shù)采用了換填處理，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡便、對地下管線等沒有影響、工期短，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，約500元，平方米，缺點(diǎn)是工后沉降稍大，處理深度受限，換填土需外運(yùn)。另外，對于原填海地基處理較好的道路路段，也采用了換填法。

（2）水泥土攪拌樁

水泥土攪拌法主要用于淤泥、淤泥質(zhì)土等含水量較高粘性土層的深層處理，其優(yōu)點(diǎn)是沉降變形小、變形穩(wěn)定快，可有效消除主、次固結(jié)沉降，工藝成熟，工期較短，缺點(diǎn)是土層有機(jī)質(zhì)含量較高時(shí)、土層含水量較大時(shí)，或分布有人工填石成孔困難時(shí)，須通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性，另外，造價(jià)較高，約4800元，平方米。片區(qū)內(nèi)道路設(shè)計(jì)時(shí)曾多數(shù)考慮該工法，后經(jīng)試樁，由于表層填石層成樁困難，淤泥中有機(jī)質(zhì)含量較大，經(jīng)檢測承載力偏低，且施工質(zhì)量不穩(wěn)定，因此，僅在少數(shù)土層條件較好路段采用了該工法，未大量應(yīng)用。

（3）高壓旋噴樁

高壓噴射注漿法適用于處理厚層淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。其優(yōu)缺點(diǎn)與水泥土攪拌樁相似，但適用能力稍廣，地基承載力略高，造價(jià)更高。考慮到填土中含較多大粒徑塊石、淤泥中含較多有機(jī)質(zhì)，設(shè)計(jì)時(shí)放棄了該方案。

（4）砂石樁法

砂石樁法適宜處理疏松砂土、素填土、雜填土、非飽和粘性土等土層，具有施工方便，節(jié)約材料，施工期短，費(fèi)用低等特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是對飽和粘性土處理厚度不宜大于3m，且后期變形較大。區(qū)域內(nèi)道路部分路段從經(jīng)濟(jì)性和工期角度出發(fā)，對局部較好軟土區(qū)采用了砂石樁的地基處理方案，經(jīng)實(shí)踐，功能良好，能滿足使用要求。

（5）注漿鋼管樁

區(qū)域內(nèi)某典型注漿鋼管樁方案，設(shè)計(jì)直徑130mm，正方形布置，通長放入直徑80mm壁厚5mm鋼管，考慮到填海地層為多次填筑而成，填石層鋼管樁成孔困難，則采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔。該方案原設(shè)計(jì)用于地下道路地基處理，其施工操作空間靈活，工期較短，能適應(yīng)基坑底部地基處理施工，但后經(jīng)承載力檢測，處理后承載力無法達(dá)到200Kpa的設(shè)計(jì)要求，該方案被迫調(diào)整。

（6）素混凝土樁

地下道路地基處理采用注漿鋼管樁無法滿足承載力要求后，嘗試采用素混凝土樁方案，其優(yōu)點(diǎn)是單樁承載力高、工藝成熟且工期較短，缺點(diǎn)是淤泥層內(nèi)成樁效果不理想，可能會(huì)出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。造價(jià)較高，約4900元，平方米。后經(jīng)試樁，一方面施工質(zhì)量難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，二是承載力檢測仍無法達(dá)到200Kpa的設(shè)計(jì)要求，該方案再次進(jìn)行更改。

（7）管樁復(fù)合地基

由于地下道路各種地基處理方案均無法順利實(shí)施，最終嘗試采用管樁復(fù)合地基，其優(yōu)點(diǎn)是單樁承載力高、質(zhì)量穩(wěn)定且工期較短。缺點(diǎn)是造價(jià)較高，約5000元，平方米，且施工空間要求較大，后結(jié)合基坑支護(hù)采用混凝土支撐方案，順利在基底施工管樁，且指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.結(jié)語

地基處理有別于基坑工程，為永久性工程，需要滿足構(gòu)筑物長期承載力和變形要求，其重要性更加顯著，如果在道路通車后再發(fā)現(xiàn)問題，補(bǔ)救措施復(fù)雜且難以實(shí)施，造價(jià)昂貴。因此，有必要在設(shè)計(jì)和施工過程中引起各方足夠重視，嚴(yán)控施工質(zhì)量和檢測工作。區(qū)域填海造地歷史復(fù)雜，各項(xiàng)目采用了多種地基處理方案，片區(qū)路基的地基處理堪稱實(shí)踐教科書，尤其是地下道路項(xiàng)目的地基處理，由于承載力和變形要求高，嘗試了多種方案均未能成功，其實(shí)踐價(jià)值具有指導(dǎo)意義。