1 工程地质条件
根据勘察资料分析，小干岛地区软土路基有以下几个特点：1）厚度大，一般为30~50m；2)高地下水位，场地均高+2.5m，地下水位+1.0m；3）压塑性强：软土压缩模量（）平均值2.0~3.0 MPa，属于高压缩性土；4）强度低：剪切强度8.0~10.0kpa。各土层工程地质特征自上而下分述如下：
层：素填土
灰~黄杂色，结构松散，主要由碎块石及粘性土等组成，粒径一般3-15cm、局部达到20cm，含量一般50-60%，局部以粘性土为主，土质极不均匀。主要分布于场地内道路、盐场等区域。
层：粉质黏土
灰黄色，可塑，厚层状，土质较均匀，切面较光滑，含铁、锰质瓣团块。有光泽，无摇振反应，一般表层0.30m为耕植土，含少量植物根系，干强度中等，韧性中等。
层：淤泥质粉质黏土
黄灰色，流塑，厚层状，夹粉砂粉土薄层，土质较均匀，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。全长分布。
层：淤泥质粉质黏土
灰色，流塑，鳞片状、局部厚层状，夹粉砂粉土薄层，土质较均匀，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。全长分布。
2 软基处理方案
虽然目前国内外已存在的地基加固技术种类繁多，但不同的地基加固技术均有其局限性和适用范围，且不同加固技术在具体加固效果、施工工期和工程造价等方面也差别较大。结合本工程实际地质条件和加固要求，从技术、造价、工期和可行性等方面综合分析了真空预压法、堆载预压法、轻质路基、强夯置换法、水泥搅拌桩法等地基加固方法。
3 路基设计标准及一般路基设计原则
⑴路基设计参数
①路基填料采用宕渣回填，最大粒径≤15cm,压实度≥93%；
②道路等级：主干路，双向4车道，设计速度40km/h，一般路段工后沉降控制标准≤0.30m；
设计荷载：城-A级，路面使用年限：10年/15年，
路面设计荷载：BZZ—100。
4 路基处理方案比选
4.1方案一：真空预压法
真空预压法是先在预加固的软土地基中打设一定间距的塑料排水板或袋装砂井（统称竖向排水通道），然后在地面上铺设一定厚度的砂垫层（或其他横向排水通道），再将不透气的密封膜铺在上部，借助埋设的横向管道，通过抽真空装置将土体中的空气和水抽出，使土体得以排水固结，土体的强度同时也得到增长，达到加固土体的一种方法。
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真空预压法适应于处理以软弱粘性土为主的软弱地基，该方法具有加荷速度快、无需堆载材料、施工安全、工期短、费用低等优点，广泛应用于沿海港口、码头等软土地区。当存在粉土、砂土等透气层时，加固区四周需要采取密封措施。对塑性指数大于25且含水量大于85%的淤泥，应进行适用性检验；加固土层覆盖过厚的回填土或真空密封有困难时，不宜采用真空预压处理。
4.2 方案二：堆载预压
堆载预压法是指在软土地基中设置竖向排水通道以及水平排水通道，然后逐级回填砂石填料对被加固的地基进行预压的一种方法。在堆填料的附加荷载作用下，土体内产生正的超静水压力，经过一段时间后，超静水压力逐渐消散，土中有效应力不断增长，地基土得以固结，产生垂直变形，同时强度也得到了提高。
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堆载预压法适用于各类软弱地基，施工工艺简单，处理效果较好，应用广泛。但在加载过程中存在地基稳定问题，需要分级加载并控制加载速率，工期较长；同时需要大量的堆载材料，对材料供应和交通运输条件要求较高。
4.3 方案三：轻质路堤
轻质路堤是采用轻质填料，通过减轻上部填土重量来降低地基中的应力水平、提高地基的稳定性和减少沉降的一种方法。主要分为：EPS块体轻质路堤、泡沫砼轻质路堤、EPS颗料混合土轻质路堤和粉煤灰轻质路堤等。因其工期短、施工方便、对周围环境影响小及桥头段沉降过渡效果较好，在高速公路中得到越来越多的应用，城市道路中对于部分沿河填土较高的路段也在推广采用。
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轻质路基由于造价较高，施工相对复杂，一般用于桥头段或道路拓宽。不适用于本工程一般路段。
4.4 方案四：强夯置换法
强夯置换法是利用重锤高落差产生的高冲击能将碎石、片石、矿渣等性能较好的材料强力挤入地基中，在地基中形成一个一个的粒料墩，墩与墩间土形成复合地基，以提高地基承载力，减小沉降的一种方法。在强夯置换过程中，土体结构破坏，地基土体产生超孔隙水压力，但随着时间的增加，土体结构强度会得到恢复，粒料墩一般都有较好的透水性，有利于土体中超孔隙水压力消散产生固结。
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土地基、黏性土地基等，具有加固效果显著、施工期短、施工费用低等优点，目前已用于堆场、公路、机场、房屋建筑和油罐等工程，一般效果良好，但其处理深度较浅，一般最大处理深度约10m，当软土层厚度较厚时，不宜采用。
4.5 方案三：水泥搅拌桩
水泥搅拌桩主要是利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和软土间产生一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土,与天然地基形成复合地基，提高地基强度和增大变形模量。由于目前施工设备的改进，计量、监理和工程质量都容易保证，施工工艺也已相当成熟，已广泛应用于道路软基处理。
针对传统水泥搅拌桩施工中易出现桩顶冒浆、桩体强度上下不均匀、处理深度浅等问题，相继又开发了钉型与双向水泥搅拌桩工艺。双向搅拌工艺采用同心双轴钻杆，通过正反向旋转阻断水泥浆上冒途径，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀，确保成桩质量，目前该法在城市道路中得到了广泛的应用。
根据水泥搅拌桩的施工工艺，也可将水泥搅拌桩设置为钉型水泥搅拌桩，同样可以取得良好的处理效果。
工程实践表明，水泥搅拌桩对浅层软土地基处理效果明显，且具有无振动、无噪声、无污染、施工方便（不需要开挖和外运软弱土），但打设深度达到10m以上时，因外部压力较大，浆液不能有效喷出而影响了处理效果。因此对软土厚度10~20m时宜采用双向水泥搅拌桩。
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一般路段软基处理比选
比较项目 方案一：水泥搅拌桩 方案二：堆载预压 方案三：PHC管桩
质量控制 桩长较长时质量不宜控制，可采用双向搅拌工艺提高施工质量 排水板质量较差或打设深度不足时会导致工后沉降较大或堆载失稳 桩体工厂预制，现场打设，质量可靠。
施工难度 机械化施工，工艺成熟；需要陆上施工，地基有一定强度 施工简单，需控制加载速率，当堆载较高时应设置反压护道，对土石方需要量大和周边交通要求较高 施工简单，桩体采用工厂化生产，打桩工艺简单
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比选结论：通过综合现场实际情况，水泥搅拌桩方案、PHC管桩和堆载预压方案均能满足本工程软基处理标准要求。考虑到舟山千岛商务区工程的具体特征，虽然堆载预压造价较低，但是工期较长，堆载时需要大量堆载料，运输压力大，现场无可靠料源，且需严格控制堆载速率，否则可能出现地基失稳现象，且后续沉降难以控制；水泥搅拌桩法虽然造价较高，但是加固形式灵活、工期较短、地基处理效果有保证，重要的是水泥搅拌桩地基处理对后期地块的开发和商务区的综合开发都有利，通过增加施工设备还可缩短工期。本工程纬十三路属于小干岛区域主干路，建设工期较紧，及早完工可以加快后续工程进度，为后续工程的建设奠定良好基础；PHC管桩施工方法造价过高，不适合大面积采用。综上，本工程软基处理建议采用水泥搅拌桩处理方案，结合舟山地区成功经验，本次初步设计推荐采用钉型水泥搅拌桩对路基进行处理。
5 水泥搅拌桩方案可行性计算
推荐地基处理方案：
钉型水泥搅拌桩，下部桩径0.5米，长度13米，上部扩大头桩径1.0米，长度5.0米，正三角形布置，间距1.8米，水泥掺量18%。
1）复合地基承载力计算。
复合地基承载力特征值参照规范中有粘结强度增强体复合地基计算：
代表性工况：
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经初步计算，水泥搅拌桩面积置换率0.134，单桩竖向承载力特征值为133kN,复合地基承载力特征值为104kpa,满足要求。
2）复合地基沉降计算。
典型工况：
1、水容重：10.0kN/;路面材料容重：25kN/；场地标高+2.5m，路面标高+5.1m；
2、计算总深度39.5m，水泥搅拌桩处理深度18m，未处理土层深度21.5m。
3、施工期计算荷载：（5.1-0.78-2.5）18+0.7825=52.26kpa；试用期计算荷载：52.26+0.918=68.46kpa。
4、根据本工程的地质钻探资料和查询相近资料，天然地基土的主要力学参数详见下表：
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经典型土层计算，道路设计基准期（15年）内工后沉降为17.08cm，使用期总沉降25.4cm,满足沉降要求。
通过上面的计算和分析可见，水泥搅拌桩地基处理方案满足地基承载力和工后沉降要求，完全符合规范要求。
6结语
1）在小干岛错综复杂的地质条件下，存在着滩涂吹砂成陆、晒盐场、养殖塘、老海堤等自然条件。在全岛进行基础设施建设中不仅需要考虑道路、桥梁、管廊的建设，还要考虑后期地块的开发、水环境的治理等约束。地基处理方案的选择需要因地制宜。
参 考 文 献
［1］JGJ 79-2012,建筑地基处理技术规范，中国建筑工业出版社，2012
［2］CJJ 194-2013,城市道路路基设计规范，中国建筑工业出版社，2013
［3］中交水规院，舟山千岛中央商务区基础设施建设项目-纬十三路工程初步设计，2018
［4］闫明礼，闫雪峰，复合地基沉降计算的复合模量的探讨，2000
论文作者:孙保仓, 黎维君
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：地基论文; 预压论文; 水泥论文; 路基论文; 方案论文; 强度论文; 舟山论文; 《城镇建设》2020年2月第5期论文;