摘要：广州市南沙区位于珠江三角洲，软土层深厚，在市政道路建设中需对软土地基进行处理，才能满足工后沉降要求。南沙区道路工程软基处理常用的方法有排水固结法、水泥搅拌桩法和预应力混凝土管桩等，在实际工程中应根据地质条件、工期和造价等因素选择合适的软基处理方法。
关键词：南沙；软基处理；排水固结；水泥搅拌桩
1南沙区软土特征
广州市南沙区是“粤港澳大湾区”的重要区域，也是国家自由贸易试验区、国家级新区和广州城市副中心。为加快城市建设和交通集散，市政道路建设显得尤为重要。
南沙区位于广州市南端，珠江水系入海口。第四纪之后，南沙区地形受到剥蚀和海水入侵的影响，产生海陆交互相物质，淤泥、淤泥质土等大量沉积，厚度大，覆盖在花岗岩上，形成珠江三角洲。南沙区土层主要有：（1）第四系覆盖土层，主要为人工堆积的杂填土和素填土；（2）海陆交互相沉积的淤泥、淤泥质土；（3）冲、洪积成因的粉质黏土、粉细砂和中粗砂；（4）花岗岩。
《岩土工程勘察规范》[1]中对软土的定义为：天然孔隙比大于或等于 1.0，且天然含水量大于液限的细粒土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。南沙区由于地理位置特殊，在市政道路建设过程中存在软土层深厚的问题，软土具有含水量高、孔隙比大、渗透性低、压缩性高、自然固结程度低、固结沉降缓慢、承载力低等特性[2]。当路面有大面积堆载时，软土固结将引起较大的工后沉降，造成路面结构破坏，管道下沉，还会对桩基产生负摩阻力。因此，不宜直接选用天然地基土作为道路路基，需要进行软基处理，以满足工后沉降要求。
2常用软基处理方法
2.1浅层地基处理
对于浅层软土地基，通常采用换填法。具体做法是去除深度不大的软弱土层，用强度高、质地坚硬的碎石、砂、素土、矿渣等材料分层换填并压实，以满足承载力要求，减少地基沉降量。
2.2深层软基处理方法
对于深层软基，常用的加固方法有两大类：排水固结法和复合地基法。
2.2.1排水固结法
排水固结法的原理是在软基表层施加荷载，经过一定时间的预压，使软土完成大部分沉降。预压完成后，卸去预压荷载，地基再次承受荷载后产生的沉降量较小。排水固结法由排水系统和施压系统组成。排水系统指水平方向上铺设砂石垫层，垂直方向设置塑料排水板，袋装砂井等，以减小排水距离，缩短孔隙水排出时间。通过加压系统，孔隙水压力增大，加速孔隙水排出，孔隙体积减少，土的承载力加强[3]。根据加压系统的不同，可分为堆载预压、真空预压、真空联合堆载预压和动力排水固结法（强夯法）。
堆载预压排水固结法的优点是工艺简单，可有效消除主固结沉降、处理深度大、造价较低，在工期不受限制的情况下较为常用。缺点是地基固结时间较长，不适用于工期紧张、堆载填料缺乏的情况，对于填土较高的路段，在加载过程中可能会出现地基失稳现象。对于工后沉降要求严格、工期较短的工程，可通过超载预压或者真空预压来加快预压期的沉降。真空预压加荷速度快，但是对施工要求高，最大施压受限，必要情况下可以联合堆载预压使用。
2.2.2复合地基法
复合地基是在天然地基中设置增强体，根据增强体的不同分为土挤密桩、振冲碎石桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩和水泥粉煤灰碎石桩、预应力管桩复合地基等。
水泥搅拌桩将水泥粉或水泥浆液与土体搅拌混合后形成桩体，桩间土和桩体共同形成复合地基，可以处理淤泥、粘性土、粉土等地基。水泥搅拌桩施工工艺成熟、工期较短，但是对于淤泥有机质含量高、塑性指数较大时，成桩质量不理想。水泥土搅拌桩适用于软土层厚度不超过15米的地基。若水泥搅拌桩未穿透软土层，形成“悬浮桩”，工后沉降难以满足要求。钉形水泥土双向搅拌桩加固深度可达25米，水泥土拌和效果较好，但是造价比普通水泥搅拌桩高，施工要求较高。
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预应力高强度混凝土（PHC）管桩选用中密以上砂层或强风化岩作为桩端主要持力层。预制管桩质量稳定，桩体强度高，适用于各种类型的地基处理。缺点是造价较高，施工噪声大，还需考虑管桩的强排土效应。
3.南沙区市政道路软基处理案例分析
南沙地区深层软土层较厚，软土范围广，在实际工程中应根据地质条件、软土的厚度和力学性能、工期和造价等因素，选择合适的软基处理方案。以下是南沙区几条拟建道路拟采用的软基处理方案。
南横南路一般路段设计采用塑料排水板堆载预压法进行软基处理。桥头引道路段设计采用预应力管桩处理[4]。
凤凰大道工程[5]一般路段设计采用塑料排水板超载预压进行软基处理，桥头路段采用水泥搅拌桩处理。
桂阁大道工程标段一（K0+00～K3+550）[6]一般路段设计采用塑料排水板堆载预压排水固结法，无深层软基路段采用夯实处理。标段二（K3+550～K5+881）[7]一般路段设计采用塑料排水板堆载预压排水固结法，桥头路堤或箱涵段采用PHC 预应力管桩。
南沙街道办事处后方市政配套道路工程软基处理设计[8]为：一般深层软基及桥头路段采用水泥搅拌桩处理，浅层软基路段采用换填处理，高压电线下路段采用高压旋喷桩处理，过路箱涵及挡墙路段等构造物采用预应力管桩处理。
广州南沙新区明珠湾区起步区二期（横沥岛尖）第一批市政道路工程A阶段[9]设计为：一般路段采用真空联合堆载预压，临近地铁十八号线路段、与现状道路相接路段采用水泥搅拌桩处理。
东新高速接S358省道联络线项目-新联立交改造工程[10]软基处理设计为：一般路段采用塑料排水板等载预压处理。对于桥头路段，采用水泥搅拌桩加等载预压处理。挡墙下方采用预应力高强度混凝土管桩进行处理。
4.总结
综上所述，南沙地区软土层范围广、深厚大，市政道路工程一般路段的软基处理，在水泥搅拌桩和塑料排水板堆载预压二者之间进行比选。在实际工程中，应根据拟建道路地质条件、工期和经济性等因素，来确定适用的软基处理方法。对于工期长，沉降要求不高路段，为降低工程造价建议采用等载预压排水固结法。对于工期紧张、承载力要求不高路段建议采用水泥搅拌桩处理。对地基承载力要求高、沉降控制严格的路段，建议采用预应力管桩进行处理。对于空间受限路段可采用高压旋喷桩进行处理。
参考文献：
[1]GB 50021—2001，中华人民共和国国家标准.岩土工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009
[2]杨利柯，广州市南沙区软土分布特征及软基处理对策研究[D].广州：华南理工大学，2016
[3]张丽娟，李彰明，广州南沙某软土地基处理工程信息化施工与分析[J].工程勘察，2007（9）：6-10
[4]南沙湾区块南横南路工程—初步设计设计说明[R]，四川西南交大土木工程设计有限公司，2017
[5]凤凰大道工程（进港大道至连溪大道段）初步设计说明[R]，广州市市政工程设计研究总院，2017
[6]桂阁大道工程（东新高速至广珠东线段）（K0+000～K3+550）初步设计说明[R]，广州市市政工程设计研究总院，2017
[7]桂阁大道工程（东新高速至广珠东线段）（K3+550～K5+881）初步设计说明[R]，广东省建筑设计研究院，2017
[8]南沙街道办事处后方市政配套道路工程初步设计[R]，广州市市政工程设计研究总院，2018
[9]广州南沙新区明珠湾区起步区二期（横沥岛尖）第一批市政道路工程软基处理施工图设计[R]，广州市市政工程设计研究总院，2017
[10]东新高速接S358省道联络线项目-新联立交改造工程初步设计[R]，中设设计集团股份有限公司，2018
论文作者:张丽美
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
标签：南沙论文; 预压论文; 路段论文; 地基论文; 水泥论文; 土层论文; 工程论文; 《基层建设》2018年第27期论文;