软土地基处理方案的经济比较和造价分析

软土地基处理方案的经济比较和造价分析

唐春燕

广东建瀚工程管理有限公司  珠海 519000

一、引言

各种建(构)筑物对地基的要求主要包括两个方面。（一）稳定问题。若地基稳定性不能满足要求，地基在建(构)筑物荷载作用下将会产生局部或整体剪切破坏，将影响建(构)筑物的安全与正常使用，严重的可能引起建(构)筑物的破坏。(二)变形问题。变形问题是指在建(构)筑物的荷载(包括静、动荷载的各种组合)作用下，地基土体产生的变形(包括沉降，或水平位移，或不均匀沉降)是否超过相应的允许值。当天然软土地基不能满足建(构)筑物在上述两个方面的要求时，需要对天然软土地基进行地基处理。

天然软土地基通过处理形成人工地基，从而满足建(构)筑物对地基的各种要求。根据具体工程条件，合理选用地基处理方法非常重要。通过对软土地基处理方案的经济比较和造价分析，可以选到技术上符合要求并且造价适宜的软土地基处理方案。

二、软土地基处理技术发展简述

我国大部分软土地基处理技术是改革开放后从国外引进，如高压喷射注浆法、振冲法、强夯法、深层搅拌法、土工合成材料、强劳置换法、EPS 超轻质填料法等。

其后，一些地基处理技术如排水固结法、土桩和灰土桩法、砂桩法等在我国不断应用得到发展。其应用于排水固结法的塑料排水带插带机插带深度已超过 30m，排水带施工长度自动记录仪的配置使插带质量得到控制。

随着地基处理技术的发展和各种地基处理方法的推广使用，复合地基概念在土木工程中得到愈来愈多的应用，复合地基理论得到发展，形成复合地基承载力和沉降计算理论。地基处理技术的发展还表现在多种地基处理方法综合应用水平的提高。

三、软土地基处理方案

    （一）项目地质条件概述

珠海横琴新区及金湾区工程场地多为填海地，地基为软土地基。场地大部分地段为海漫滩地貌区，工程地质分区为Ⅱ区。本区存在深厚的不良地基土，局部有鱼塘埂，层厚一般 15～20m，容易受到压缩而产生变形，工程地质条件较差。第四系松散覆盖层厚度约30m～50m，临近剥蚀残丘地貌区则覆盖层渐薄，中心沟区域的覆盖层厚度大于 60m。

（二）项目软土地基处理方案

软土地基处理方法常见的有：浅层地基换填、预压地基（堆载预压、真空预压、真空和堆载预压）、压实地基强历法、复合地基（碎石桩、水泥搅拌桩、大直径水泥搅拌桩、旋喷桩、PHC管桩）、注浆加固等。

四、软土路基桩基处理造价指标对比分析（以道路工程软基处理作为数据分析）

4.1软基处理专业在项目投资占比分析

通过横琴新区与金湾区五个市政道路工程项目各软基处理专业建安费投资占比分析（见附表1），可知软基处理造价在道路工程总建安费投资中占比最高,其占比范围在26.83%至58.88%幅度内，投资占比排在第二的或桥梁或道路专业基本在20%以下。可见为更好地控制好道路工程造价，重点是控制软基处理工程造价，而要控制好软基处理工程造价，关键是要有一个合理的软基处理方案。

附表1市政道路工程项目各软基处理专业建安费投资占比分析

4.2软基处理方案造价指标分析

根据横琴工程实践，软土地基处理方案在道路段多采用联合堆载预压、大直径水泥搅拌桩、CFG桩；在桥涵过渡段采用真空预压加大直径搅拌桩或真空预压加PHC管桩方案；排洪渠采用真空预压、堆载预压方案。通过不同软基处理方案造价指标分析，对工程前期投资分析的参考依据之一。

4.2.1大直径桩水泥搅拌桩软基处理造价经济指标分析见下表附表2

4.2.2真空预压软基处理造价指标分析见下表附表3

4.2.3真空联合堆载预压软基处理造价指标分析见下表附表4

4.2.4 CFG桩软基处理造价经济指标分析见下表附表5

4.2.5 管桩软基处理造价经济指标分析见下表附表6

从上述6表可知，在同等条件下6种软基处理方法，采用管桩的造价指标最高，CFG桩造价指标次之，大直径水泥搅拌桩造价指标再次之，真空联合堆载预压的造价指标排第5，真空预压造价指标因为不考虑堆载土相对为最低。

经进一步分析表5，可以知道，CFG桩的造价指标随CFG桩的长度增加而增加，CFG桩桩长每增长1米其造价指标增加95元每平方米。大直径桩的桩长也与其工程造价指标有同样的相关性，大约其CFG桩每延长1米其造价增加20元/每平方米。真空联系堆载预压的造价指标与抽真空时间也很有相关性。

六、结语

地基处理是经验性很强的的技术工作，相同的地基处理工艺，在不同的场地上处理效果不尽相同，在一个地区成功的处理方法在另一个地区也需要根据其场地特点，对施工工艺进行调整。选择地基处理方案宜根据各种因素进行综合分析，造价分析仅仅其中各种因素分析考虑之一，最终选出几种可供考虑的地基处理方案，其中包括选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方案。

水泥搅拌桩利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的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优质地基。水泥搅拌桩适用于路基不稳定，软土厚度较大的地段。施工技术 成熟，工期短，处理效果较好，实际工程中使用广泛，在各种复合地基处治方案中造价较低，但受施工机械的限制，处理的深度有限，一般不宜超过15m，超过15m后施工质量难以控制。目前大直径如800mm以上，可以处理深度25m以上。

真空联合堆载预压的作用原理和设计方法是利用真空预压和堆载预压两种荷载同时作用，促使土体中的超孔隙水压的消散，增加土的有效应力，加快土体固结，形成两种荷载的叠加。真空预压联合堆载法常用于工期较紧、承载力和工 后沉降要求较高的软基处理。该方法可节省堆载材料，在堆载过程中无需分级加载，土体稳定性好,工期较短,软基处理效果较好；真空联合堆载预压法同样会对对处理范围以外20m宽度内产生比较明显的附加沉降。因此在临近道路或建筑物时，应避开至少30m的距离或设置隔离防护措施。

素混凝土CFG桩为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌合,用各种成桩机械制成的可变强度桩。它属于置换桩，主要用于群桩基础或地基处理以提高复合地基承载力，施工工期短，可处理深层软土，但施工工艺复杂，根据邻近工程实际经验，实际施工成本经分析尚可建议采用。

真空预压+复合地基（桥涵过渡段采用） ,通过真空预压，可将目前欠固结软土处理成正常固结或超固结土，便于复合地基充分发挥桩体及桩间土承载力的发挥，有效控制沉降,推荐作为桥涵、地下通道等结构物的过渡段方案。

管桩因造价较高一般很少采用。