堆载预压软基处理方案的成本优势

堆载预压软基处理方案的成本优势

珠海市金湾区财政投资审核中心519100

摘要:软基处理方法,由于施工和成本的优势,得到了建设单位的青睐,其具体的施工过程具有一整套较完善的施工工艺,以及成本控制的措施。随着社会主义市场经济的发展,企业可持续发展对利润的追求,人们更多关注同等质量条件下成本价格,因为成本决定利润,利润是企业可持续发展的物质基础,本文就堆载预压法的技术和工艺及经济效益分析做了论述。

关键词:堆载预压法软基处理成本优势

堆载预压方法是一种较为多见的软基处理方法,一般在高速公路施工中应用较广泛。从字面看就可以明白是借助堆载使软基部分形成超静孔隙水压力区,把软土体中的水分通过超静孔隙消散,压力形成的荷载可以缩短土体的固结期。作为道路和场地建设中,尤其是沿海地区广泛采用的软基处理方法,由于施工和成本的优势,得到了建设单位的青睐,其具体的施工过程具有一整套较完善的施工工艺,以及成本控制的措施。随着社会主义市场经济的发展,企业可持续发展对利润的追求,人们更多关注同等质量条件下成本价格,因为成本决定利润,利润是企业可持续发展的物质基础,这也就是堆载预压法被广泛应用的原因[]。

1.工程概况

珠海市金湾区虹晖小学位于珠海市金湾区红旗镇,总建筑面积约2.6万平方米。软基处理总用地面积46792平方米,其中虹晖小学用地面积30007平方米,道路用地12928平方米。本工程场地未经平整,主要为鱼塘与荒草地,场地属于海陆交互相沉积平原地貌。鉴于本场地地层分布有深厚的欠固结软弱土层,该软土层力学指标极低,且具有高含水量、高触变等特性,对场地内后期基坑开挖及地坪沉降影响极大。为减小地面沉降影响,便于基坑开挖,处理方案主要有CFG桩、高压旋喷桩、堆载预压方案,经比较堆载预压能节约大量成本,故整个区域采用堆载—真空联合预压法进行加固处理的方案。经过实践证明,此种方案经济合理、技术可行,经过处理后的场地承载力大大加强,最大可达100―120KPa,比原地基的承载力高3倍,适当控制拟建建筑物建成后的工后地表沉降,各项检测后,效果良好,实现了降低成本的目的。

2.堆载预压软基处理技术简介

堆载预压软基处理技术主要应用于淤泥质类软土,一些施工单位已经总结出了在这些地区进行软基处理的经验。目前该项技术广泛应用在内陆沟、河冲淤地区形成的软土地基上,具有高速、高效、经济、可靠的技术特点。具有明显的成本优势。堆载预压软基处理技术一般用于地基承载力低、含水量大、软基土层深厚的地段。主要目的是加速土层中水分的排除,实现固结沉降的目的,从而提高基础的承载力,强化软基处理的稳定性效果。该项技术可以缩短土地整理固结沉降技术间歇期,加固效果好,而且对于软基处理深度可达25米,不受地段的面积限制,降低施工成本,经济效益较好。堆载技术不仅可以达到加固软基的目的,同时还具有缩短预压工期、提高加固效果的优势,采用打插25米长的塑料排水板、袋装沙井作为竖向排水体,在土层上面铺设不超过800毫米厚的中粗砂水平砂滤层作为横向排水通道。

3.几种软地基处理方法的成本比较

常用的几种软基处理方法,由于施工工艺不同,每平方米处理单价和施工工期也不同。在初步确定的几种方案中,堆载预压软基处理的技术措施每平方米处理单价最低,但施工工期最长,比另外两种地基施工工期都要长尽5个月的时间;CFG桩处理方案单价最高,几乎是堆载预压法的3倍左右;高压旋喷桩价格处在中间,高于堆载预压法,但是该种方法的施工质量难于控制、加固深度处理不如堆载预压法,处理深度限于10m以内,远远低于堆载预压法。经过比较后,堆载预压法地基处理的造价最经济,成本最低。

4.堆载预压法的系统组成

本项目的处理方案由两部分组成。一部分是排水系统,一部分是加压系统。

4.1排水系统

排水系统的作用是在于改变原有的排水条件,提高孔隙水的排除速度和通道,减少土体的排水距离,缩短土体固结周期,从而缩短工期,实现降低成本的目的。本项目所在地土体透水性差,软基深厚,所以设置砂井排水,在地基中实施竖向排水,对于地面砂垫层起到了应有的连接作用,形成一个较为完整的排水系统,缩短土体的固结周期。

4.2加压系统

软基处理中的加压系统,其作用是指对软基进行加压荷载,在增加压力的同时,加快土体的固结。实施砂井堆载预压法的加压系统,我们考虑采用了碎石、砂、杂土、水灯材料,这些材料的特点是不易被污染,实践证明效果较好。

5、施工监测

(1)工后沉降监测

预压环节需连续监测路基沉降变形,按照检测结果对地基最终沉降量的完成时间进行分析,并对工后沉降进行评估,待满足设计要求后,即可进行卸载施工。根据施工具体情况,施工监测内容主要是工后沉降量,其为软基处理效果评价的主要指标之一。为监测工后沉降,基础将若干沉降板埋设到施工场地。因总沉降量-施工期沉降量=软基工后沉降量,由此可见,工后沉降计算的根本条件为总沉降量,为此,可选取分层总和法进行总沉降量计算。而施工期地基沉降量=平均固结度x总压缩沉降量。按照堆载预压施工条件,在施工场地内选15个计算点,对其地基沉降量进行计算,结果显示,516~807mm为地基总沉降量范围,663mm为平均值;58~149mm为工后沉降量范围,107mm为平均值,由此可见,工后沉降满足设计要求。

(2)孔隙水压力监测

软基堆载预压处理过程中,不仅要做好工后沉降监测,还需监测孔隙水压力。利用观察、测量软土不同深度淤泥的孔隙水压力增长、消散变化,对软土有效应力、固结完成情况进行监测,进而对加载速率进行有效控制,且达到提高路基稳定性的目的。

本工程孔隙水压力监测孔共设4个,其中第三个监测控制在8号沉降板周围设置,第四个监测孔在2号沉降板周围设置,按照深度实际情况,在各个监测孔内进行孔隙水压力计设置,设置量都为3个。通过观测得出:

第一,加载至60d时进行预压,在加载环节孔隙水不断增长,出现超孔隙水压力,伴随土体恒载过程中逐步固结,且超孔隙水压力逐步减小,直至消失。

第二,-6.4~10.0kpa为超孔隙水压力最终值,完成监测后,超孔隙水压力消散殆尽,基本完成场地固结施工。

第三,3.9~10.0kpa为第三个监测孔超孔压,90%为8号沉降板固结度,-6.4~2.1kpa为第四个监测孔超孔压,94%为10号沉降板固结度,则表明不断增加超孔隙水压力,则固结度反而下降。

6.成本优势所在

本项目选择的堆载预压,成本费用最经济,每平方米处理单价在几种方案中最低,缺点是施工工期最长,比复合地基处理的工期要长近5个月。其它两种措施每平方米处理单价要比堆载预压法高出很多,适合企业增加经济效益,降低成本的经营目的。堆载预压每平方米处理单价比其它两种方法低1.4倍。在这样的差别下,是不能够采用复合地基处理的。建设单位为进一步控制投资成本,把握项目进度,有节奏的开展方案比选工作,按进度实施软基处理环节,尽量减少了增加工期带来的弊端。

结束语

综上所述,为了满足经济发展的客观需求,公路工程施工质量要不断的提高。在公路工程施工过程中,对公路软基施工有着较高的要求,如果软基加固的方法选取不当,不但会影响地基的稳定性,严重的话还会导致地面沉降。堆载预压法与其他的软基技术相比,它有着更好的加固效果,而且这种施工方式更加经济实惠,具有很强的经济性。

参考文献

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[2]黄腾等.真空联合堆载加固软基的抗滑稳定性模型与应用.[J].水运工程.2007.325.2:11~15.

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[4]何宝锋,魏报春,张慧明.公路施工中的软土路基处理技术[J].黑龙江交通科技.2014(01).

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