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真空預(yù)壓法和水泥土攪拌法地基處理方案經(jīng)濟(jì)比選

郭路燏（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071）

結(jié)合某工程的工程特點(diǎn)，提出兩種地基處理方案，分別為真空預(yù)壓法和水泥土攪拌法，并進(jìn)行了技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，論述其在工程應(yīng)用中取得的經(jīng)濟(jì)效益。

地基處理；真空預(yù)壓法；水泥土攪拌法；經(jīng)濟(jì)比選

0　前言

人們常將不能滿足建（構(gòu)）筑物對地基要求的天然地基稱為軟弱地基或不良地基。軟弱地基通常需要經(jīng)過人工處理后才能修建建（構(gòu)）筑物，這種地基加固方法稱為地基處理。地基處理方法很多，每種地基處理方法都有一定的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇地基處理方法時應(yīng)考慮技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性、安全適用性、能否確保質(zhì)量幾個方面。對張家港重件及件雜碼頭工程來講，應(yīng)該從地基條件、處理要求、工程費(fèi)用以及材料、機(jī)具來源等各方面進(jìn)行綜合考慮，因地制宜確定合適的地基處理方法。一個合適的地基處理方案能節(jié)省工程投資，還能確保工程按時保質(zhì)保量完成建設(shè)任務(wù)。

1　工程概況

張家港地處中國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長江三角洲，張家港市化工機(jī)械有限公司和張家港飛騰鋁塑板有限公司擬在江陰鵝鼻咀節(jié)點(diǎn)下游的南岸建設(shè)張家港港區(qū)重件及件雜碼頭工程。

根據(jù)勘察單位編制的《張家港市化工機(jī)械有限公司碼頭巖土工程勘察報(bào)告》以及地基處理的相關(guān)規(guī)范，本工程陸域擬采用二個方案進(jìn)行地基處理，第一方案為真空預(yù)壓法，第二方案為水泥土攪拌法。

2　地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，擬建工程的覆蓋層為第四系全新統(tǒng)地層，擬建工程陸域?yàn)殚L江漫灘地，土層分布情況如下。

①層雜填土：雜色，松散，以粘性土為主，局部含有碎石塊，陸域局部表層壓實(shí)，濕，層厚、強(qiáng)度和成分不均勻。

②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：以淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，上部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾紋層粉砂，向下逐漸變化為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土與薄層粉砂互層。褐灰夾青灰色，飽和，流塑，中下部與松散粉土組成水平層理。搖振反應(yīng)慢，切面較粗糙，干強(qiáng)度低，韌性低。層厚0.90m～7.10m；層頂標(biāo)高-1.9m～4.3m。高壓縮性。本層強(qiáng)度分布較均勻，層厚和層次不穩(wěn)定。

③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂：以粉砂為主，上部則為粉砂夾薄層淤泥質(zhì)粉，中下部則為粉砂夾薄-紋層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。青灰夾褐灰色，飽和，流塑，粉砂為松散狀態(tài)，二者組成水平層理，呈互層狀。揭露層厚5.5m～8.0m，平均厚度7.1m；層頂標(biāo)高-3.4m～-1.03m。高壓縮性。強(qiáng)度分布不均勻，層次分布尚穩(wěn)定。

④層粉砂：青灰色，稍密～中密，飽和，粉砂以長石、石英及云母等碎屑為主。粉砂顆粒級配差，分選性好。中壓縮性。揭露層厚4.0m～8.0m，平均厚度5.1m；層頂標(biāo)高-10.04m～-7.53m，平均標(biāo)高-9.23m。強(qiáng)度分布欠均勻，層次分布欠穩(wěn)定。

⑤層粉細(xì)砂：青灰色，飽和，粉細(xì)砂為中密狀態(tài)，局部夾微層粉質(zhì)粘土組成水平層理。粉細(xì)砂以長石、石英及云母等碎屑為主，顆粒級配差，分選性好。揭露層厚4.70m～7.00m，平均厚度6.24m；層頂標(biāo)高-15.7m～-2.04m，平均標(biāo)高-13.42m。中壓縮性。強(qiáng)度分布欠均勻，層次分布較穩(wěn)定。

⑥層細(xì)砂：青灰色，中密，局部密實(shí)，飽和，粉細(xì)砂以長石、石英及云母等碎屑為主。砂顆粒級配差，分選性好。中壓縮性。揭露層厚11.50m～13.20m；層頂標(biāo)高-21.2m～-19.4m，平均標(biāo)高-20.56m。強(qiáng)度分布稍不均勻，層次分布較穩(wěn)定，層位略有起伏。

⑦層細(xì)砂：青灰色，密實(shí)，飽和，粉細(xì)砂以長石、石英及云母等碎屑為主。砂顆粒級配差，分選性好。層底局部分布有結(jié)石。中壓縮性。揭露層厚6.50m～8.10m；層頂標(biāo)高-33.82m～-31.42m，平均標(biāo)高-32.81m。強(qiáng)度分布稍不均勻，層厚略不穩(wěn)定。

⑧層粉土夾粉砂：青灰色，中密，局部密實(shí)，飽和，夾粉砂組成水平層理。粉砂以長石、石英及云母等碎屑為主，顆粒級配差，分選性好。搖振反應(yīng)迅速，切面無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低。中壓縮性。層厚未揭穿；層頂標(biāo)高-41.45m～-38.40m，平均標(biāo)高-40.08m。層頂面略有起伏，強(qiáng)度不均勻。

4　地基處理工序

地基處理面積為：處理面積為31600m2，第一方案為真空預(yù)壓法，其處理工序如下。

在整平后場地上鋪一層編織土工布；然后鋪設(shè)中粗砂墊層0.6m厚至標(biāo)高6.0m，要求含泥量<5%；插塑料排水板，插板深度約為15m，塑料排水板擬等邊三角形排列，間距為1m。塑料排水板寬10cm，厚0.35cm。塑料排水板要求板底進(jìn)入淤泥質(zhì)土層，與淤泥質(zhì)土層的下臥砂層保持0.5m距離；鋪設(shè)濾水管、密封膜、埋設(shè)真空泵，并進(jìn)行試抽真空；分塊進(jìn)行真空預(yù)壓處理；維持真空度85kPa約70～80d，并由沉降—時間，孔隙水壓力—時間等監(jiān)測資料推算的固結(jié)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求90%時即可卸載；地質(zhì)鉆探，進(jìn)行土工試驗(yàn)；整平至地基處理交工標(biāo)高。

第二方案是水泥土攪拌法方案，其處理工序?yàn)椋簣龅仄秸?；室?nèi)配比實(shí)驗(yàn)；應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求經(jīng)行工藝性試樁，數(shù)量不少于2根；將樁機(jī)移到指定樁位進(jìn)行對中、校正；在集料斗裝好經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證配合比配好水泥漿；啟動主機(jī)，使攪拌機(jī)鉆桿邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)下沉；當(dāng)下沉到設(shè)計(jì)深度后，噴漿反轉(zhuǎn)提升樁頂位置；再次將攪拌機(jī)鉆桿邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)沉入樁底；樁機(jī)下沉到樁底后噴漿攪拌提升到樁頂；清洗管路殘存水泥漿；移機(jī)，施工下一根攪拌樁。

5　經(jīng)濟(jì)比選

設(shè)計(jì)階段的造價(jià)控制是建設(shè)工程造價(jià)控制的重點(diǎn)，據(jù)專家測算，在設(shè)計(jì)階段可以控制70%～85%的工程投資，后面的施工、材料、勞務(wù)只能控制15%～30%。首先分析設(shè)計(jì)階段影響工程造價(jià)的主要因素，其中建筑材料與結(jié)構(gòu)方案的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，對建筑工程造價(jià)有直接影響。因?yàn)椴牧腺M(fèi)一般占直接費(fèi)的70%左右，同時直接費(fèi)用的降低也會導(dǎo)致間接費(fèi)用的降低。所以采用較合理的地基處理方式和較經(jīng)濟(jì)的建筑材料，就能較好控制工程造價(jià)，取得好的經(jīng)濟(jì)效益。對上述兩個地基處理方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)比較，具體分析如下。

5.1費(fèi)用計(jì)算依據(jù)

采用交通部交水發(fā)（2004）247號文發(fā)布的水運(yùn)工程定額及編制規(guī)定；采用張家港市2016年3月1日起執(zhí)行張建價(jià)《關(guān)于調(diào)整建設(shè)工程材料指導(dǎo)價(jià)格的通知》。主要材料單價(jià)見表1。

主要材料單價(jià)表　表1

5.2費(fèi)用計(jì)算

兩種地基處理方案工程費(fèi)用計(jì)算分別見表2、表3、表4。

真空預(yù)壓法工程費(fèi)用計(jì)算表　表2

水泥土攪拌法工程費(fèi)用計(jì)算表　表3

主要材料消耗對比表　表4

5.3費(fèi)用計(jì)算分析

從以上幾個計(jì)算表可以看出，在同樣滿足建（構(gòu)）筑物對地基要求前提下，真空預(yù)壓法所需的工程費(fèi)用比水泥土攪拌法所需的工程費(fèi)用減少了909.52萬元，同比費(fèi)用下降幅度達(dá)51.68%。為更直觀反映真空預(yù)壓法經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步分析兩個方案的單位面積造價(jià)指標(biāo)，真空預(yù)壓法每單位面積造價(jià)比水泥土攪拌法每單位面積造價(jià)節(jié)約287.82元，下降幅度達(dá)51.68%。主要原因是大量利用材料單價(jià)相對便宜的砂土料，減少混凝土用量，很好降低了工程費(fèi)用，從而有效地控制了工程造價(jià)。

真空預(yù)壓法是巖土工程治理中處理軟弱地基的一種行之有效的方法，通過預(yù)先對軟弱地基施加荷載，來消除地基的部分沉降變形，縮短地基的固結(jié)周期，提高地基的強(qiáng)度和抗滑穩(wěn)定性，從而達(dá)到加固軟弱地基的目的。適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)黏性土。與水泥土攪拌法相比真空預(yù)壓工期短、施工簡單、質(zhì)量可靠、可以節(jié)約工程造價(jià)、有利于環(huán)境保護(hù)和具有明顯社會效益。本工程推薦了技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)更合理、安全適用、能確保質(zhì)量的真空預(yù)壓法。

6　結(jié)語

建設(shè)項(xiàng)目一般都具有周期長、投資大、風(fēng)險(xiǎn)也較大、不可逆轉(zhuǎn)等特點(diǎn)，一旦投資下去，即使發(fā)現(xiàn)錯了，也很難更改，損失很難挽回。這使得項(xiàng)目在工程可行性研究階段方案選擇和設(shè)計(jì)的工作成為投資項(xiàng)目的首要環(huán)節(jié)和重要方面，并且對項(xiàng)目建設(shè)的成敗具有一定影響力。在現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，業(yè)主建設(shè)單位希望設(shè)計(jì)方案是最經(jīng)濟(jì)，造價(jià)最低的方案，導(dǎo)致方案經(jīng)濟(jì)比選越來越重要，經(jīng)濟(jì)比選結(jié)果成為一個建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案決策重要依據(jù)。

[1]林宗元.巖土工程治理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，2005.

[2]交通部交水發(fā)（2004）247號，沿海港口建設(shè)工程概算預(yù)算編制規(guī)定[S].

[3]交通部交基發(fā)（2004）247號，沿海港口水工建筑工程定額[S].

TU472.3+6

B

1007-7359(2016)03-0146-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.053

郭路燏（1978-），女，江蘇徐州人，畢業(yè)于武漢理工大學(xué)，學(xué)士，工程師。