1 引言

我國南方地區(qū)大部分屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)， 降水量較大，河流水系發(fā)達(dá)。 這些河流水系孕育了城鎮(zhèn)和人類文明，許多重要的城市都建在河流附近， 這些河流成為城市發(fā)展的重要因素。 河流濱水空間是城市中的重要景觀帶，也是非常稀缺的景觀資源，因此，在該空間會(huì)進(jìn)行較高強(qiáng)度的城鎮(zhèn)建設(shè)。 但河流濱水空間通常為河灘區(qū)域，該區(qū)域的天然地基較為軟弱，需要采取相關(guān)的處理措施，提高地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低其壓縮性及沉降和不均勻沉降[1-3]。

地基處理方法多種多樣[4-5]，其中能夠用于處理淤泥及淤泥質(zhì)軟弱地基的有換填墊層法、振沖砂石樁[6-7]、水泥攪拌樁[8]、高壓旋噴樁[9-11]、堆載和真空預(yù)壓法。以上幾種方法都有其使用范圍和局限性，不可盲目套用，否則無法取得預(yù)期的加固目標(biāo)。

本文通過一條在原河灘地區(qū)建設(shè)的市政道路工程， 對(duì)上述5 種處理方法進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析， 為類似工程合理選擇軟基處理方法提供參考。

2 工程概況及巖土結(jié)構(gòu)特征

規(guī)劃D 路為城市主干路，設(shè)計(jì)車速為40 km/h，紅線寬度為40 m，道路長(zhǎng)度約620 m，路面結(jié)構(gòu)采用瀝青路面。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪和鉆芯資料， 場(chǎng)地勘察深度內(nèi)地層主要如下。

1）粉質(zhì)黏土（Q4ml）：道路沿線均有分布。 褐紅、磚紅、黃紅、灰褐，濕-飽和、松散狀態(tài)，由黏性土、全風(fēng)化殘積土等組成，為近10 年回填而成，欠壓實(shí)固結(jié)。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測(cè)錘擊數(shù)區(qū)間值2~4 擊，修正后平均擊數(shù)3 擊。 層頂面埋深0.00 m，層厚1.70~5.30 m。

2）淤泥（Q4l）：主要分布于K0+180~K0+620 段道路，灰黑色，飽和，流塑，味臭、污手，富含有機(jī)質(zhì)，層厚1.10~3.90 m。

3）粉質(zhì)黏土（Q4al+pl）：道路沿線除局部鉆孔附近缺失外均有分布。灰褐、灰黃、紅褐、褐黃色。硬塑狀態(tài)為主，局部略呈可塑狀，含鐵錳質(zhì)氧化斑點(diǎn)，夾灰黃白色條紋，似網(wǎng)紋狀構(gòu)造。 搖振無反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，稍光滑。 空間分布較穩(wěn)定，厚度變化較大，具弱透水性。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測(cè)錘擊數(shù)區(qū)間值11~14 擊，修正后平均擊數(shù)11 擊。 層厚0.00~3.50 m。

4）全風(fēng)化粉砂巖（K2n）：道路沿線均有分布。紫紅、紫色，原巖結(jié)構(gòu)基本被破壞，礦物成分完全變化，風(fēng)化強(qiáng)烈，見鐵錳質(zhì)氧化斑點(diǎn)，結(jié)構(gòu)尚可辨認(rèn)，巖芯風(fēng)化呈土狀，略具可塑性，巨厚層狀， 空間分布較穩(wěn)定。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測(cè)擊數(shù)區(qū)間值為12~20 擊，修正后平均擊數(shù)13 擊，該層未揭穿。

3 軟弱地基處理方法

3.1 換填墊層法

一般采用砂石、 灰土、 礦渣及粉煤灰等工業(yè)廢渣進(jìn)行換填；換填處理后可有效地?cái)U(kuò)散地基應(yīng)力，減少作用在下臥層的壓力，從而提高地基承載力，減少沉降量；采用砂石等粗顆粒透水材料還可以增加排水面， 使墊層下面的孔隙水壓力迅速消散，加速軟基土層的排水固結(jié)和防止凍脹。

對(duì)于較厚的軟弱地基，要將其全部換填，不僅工程費(fèi)用很大，工期也可能無法滿足進(jìn)度要求，如僅換填局部上層軟弱地基，下臥軟弱地基的工后沉降問題沒有解決，因此，換填墊層法僅適用于軟弱地基土層厚較小的情況， 不宜用于深厚的軟基處理。

3.2 振沖砂石樁

該方法是采用振沖器等在軟弱地基中水沖成孔， 振動(dòng)密實(shí)砂石構(gòu)成密實(shí)樁體， 如圖1 所示。 在素填土等松散土層地基，通過砂石樁的擠密和振動(dòng)，使樁周土的密實(shí)度提高，提高地基承載力，降低沉降量。 對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)土等軟土地基，則通過置換作用形成復(fù)合地基， 形成的樁體為軟土的排水固結(jié)提供了排水通道，加速了軟土的固結(jié)，既提高了地基承載力也降低了工后沉降。

工程實(shí)踐表明， 對(duì)于不排水抗剪強(qiáng)度小于20 kPa 的黏性土，處理后的工后沉降一般仍然較大，故振沖碎石樁不宜用于對(duì)變形控制要求較高的工程。 施工過程中耗水量較大，同時(shí)要排放出的大量污泥漿液會(huì)污染周邊環(huán)境， 在環(huán)保要求較高地區(qū)不宜使用。

3.3 水泥攪拌樁

水泥攪拌法是利用水泥或石灰等材料作為固化劑， 通過特制的深層攪拌機(jī)械， 在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，從而形成具有整體性、水穩(wěn)定性和較高強(qiáng)度的水泥土加固體，如圖2 所示。 水泥攪拌樁施工工期短，施工過程無振動(dòng)、無噪聲、不排污、對(duì)鄰近建構(gòu)筑物無不利影響。

圖2 水泥攪拌法示意圖

在地下水位較高時(shí)，固化劑通常選用強(qiáng)度等級(jí)32.5 級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量占加固土重的7%~15%，摻量越低，水泥與土的反應(yīng)越緩慢，水泥土的強(qiáng)度主要是依靠水泥發(fā)揮作用，因此，水泥加固土強(qiáng)度增長(zhǎng)的過程會(huì)比普通混凝土慢。

3.4 高壓旋噴樁

高壓旋噴注漿是利用特制的鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)的土層深度后， 使用20~40 MPa 的高壓把漿液或水噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層，噴出的漿液將沖下的土置換或混合凝成固體，從而達(dá)到改良土體的目的，如圖3 所示。

圖3 高壓旋噴樁示意圖

高壓旋噴樁不僅可以提高處理軟基的承載力， 還能夠作為防滲帷幕起到止水效果。 但該方法不可用土中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖的情形；采用高壓旋噴樁處理軟基單價(jià)較高。

3.5 堆載和真空預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法是在基礎(chǔ)施工前，預(yù)先進(jìn)行加載預(yù)壓，增加土體的總應(yīng)力并隨超靜水壓力消散來增加其有效應(yīng)力， 使得土體壓縮，提高抗剪強(qiáng)度。 真空預(yù)壓法通過抽取覆蓋于地表薄膜內(nèi)的空氣， 從而使得土體中總應(yīng)力不變的條件下增加有效應(yīng)力、減小孔隙水壓力，達(dá)到提高軟基強(qiáng)度的目的。

預(yù)壓法處理軟基工程費(fèi)用較低，當(dāng)加固軟基土層較厚時(shí)，為了縮短預(yù)壓時(shí)間，需要在軟基中設(shè)置豎向排水體，但即使如此，整個(gè)預(yù)壓周期也較長(zhǎng)。

4 處理方案選擇

軟基處理方法有很多種，選擇時(shí)應(yīng)做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境友好，同時(shí)還應(yīng)滿足施工工期的要求。 工程實(shí)踐中應(yīng)依據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告， 搜集本地區(qū)的已有常用的軟基處理方法，最終確定滿足工程的地基承載力及沉降的處理方案。

根據(jù)場(chǎng)區(qū)內(nèi)各土層的巖土工程特征， 并結(jié)合地區(qū)及類似工程經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)相關(guān)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定，綜合確定5 種可行的處理方法，其優(yōu)缺點(diǎn)比較詳見表1。

表1 軟基處理方法及優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)地勘報(bào)告，本工程中軟弱地基土層深厚，不宜采用換填墊層法；工程實(shí)施地點(diǎn)位于濱河地區(qū)，對(duì)環(huán)境要求較高，振沖碎石樁會(huì)產(chǎn)生大量污水污泥，也不可采用。 結(jié)合工期和工程費(fèi)用等要求，最終選擇水泥攪拌樁，該方法在當(dāng)?shù)仡愃乒こ讨袘?yīng)用較為廣泛，工藝成熟，施工質(zhì)量易保證。

5 結(jié)論

本文通過一個(gè)工程實(shí)例， 進(jìn)行了不同軟基處理方法的比選分析，主要得到以下結(jié)論：

1）軟基處理方法多種多樣，但任何一種方法都有其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)具體工程條件和要求進(jìn)行選用。