深圳某新近填海区的路基地基处理技术分析

赵伟红

摘要：深圳市某湾区自2000年以来陆续开展了填海造地，至2012年形成约15平方公里完整陆域。同期，该地区规划完成，定位为城市中心商务区，承载带领城市新一轮发展的重要历史使命，计划建成一座一流的现代化国际新城。海湾填海区一般为软土土质，大规模的基础设施建设容易出现地基变形问题。选择合理的岩土工程地基处理技术，提高基础设施路基质量和整体性能，力争作到安全、经济、适用，成为工程建设的重要任务。本文通过对填海造地地质沿革进行收集，再根据工程实际情况，对区内数十条道路的路基地基处理进行分析研究，其实践具有较强应用价值。

关键词：新近填海区；路基；地基处理；技术分析

中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）09-66-02

引言

新近填海区地基处理比较复杂，目前正由传统单一的处理方式向多样化的处理模式转变，深圳过往的填海软土区道路工程乃至房建工程，难以避免地出现了“搓衣板”的道路不均匀沉降问题、房屋地平裂缝问题。本区域内规划了大量城市道路，包括地面主次干道、地下道路、综合管廊沟等市政基础设施，如何根据工程实际情况，选择合适的地基处理技术，确保填海区地基设计施工和工程质量符合标准，提高路基质量和基础设施整体性能，成为提高城市建设工程效益的重点工作。

1.地层结构

1.1地质沿革

根据收集的近十年地形图，分析区内各年份堆填情况。2002年至2005年，区域南部为现状物流堆场陆域，中北部为湾区滩涂，局部小范围开始堆填，受堆填挤淤影响形成了淤泥干出滩（淤泥被挤出水面露在地表），大部分区域保持原始地貌，为虾塘、滩涂、航道。2008年至2009年，由于区域内开始修建地铁，沿线区域土方挖填量较大，同期北部区域开始填海造地并修建市政道路，抛石或堆填形成数道东西向隔堤，并往南北两侧推进堆填。2009年至2012年，经过数年的填海造地，整体陆域基本形成，区内河渠修整改道完成。2013年起，按照新的城市规划，开启大规模建设工程。

1.2填海常用工法

分析过往填海工法，目的是为后续地基处理设计施工提供技术基础，填海软土地基处理方式比较多样化，其填筑历史是后续工程建设的技术关键。本区域内多数填海造地时按照工业用地的较低设计标准交地，不满足道路路基标准要求，工法主要有排水固结法、抛石填筑法和强夯（强夯置换）法三种，其中排水固结法为主要填海工法，强夯抛石填筑法则用于水深浪大处的围海筑堤，强夯（强夯置换）法见于区内已形成陆域的软土区加固，主要为现状物流堆场和厂房的地基加固。

1.3地层结构

经收集整理区内各道路项目的详细勘察资料，综合得出地层典型分布如下：

（1）填土（石）层：填土主要由黏性土、粗砾砂、碎石组成，松散～稍密状。填石主要由花岗岩块石组成，推测直径为20～80cm，含量约为20～80%。

（2）淤泥（含挤淤土）：主要成分为淤泥，局部含少量粗砂，含有机质，为前期软基处理后残留，呈层状分布，可见贝壳，饱和，软塑状为主。挤淤土分淤泥包和原淤泥层表面两种分布，层厚起伏较大。

（3）粗砂：灰黑色，含淤泥及少量贝壳，饱和，松散，层厚较薄。

（4）粉质黏土：可～硬塑，局部含少量粗砂。

（5）砾砂：主要成分为石英质，含大量黏粒，饱和，稍密。

（6）砂质黏性土：由花岗岩风化残积而成，原岩结构可辨，可塑～硬塑状。

（7）全风化带：原岩结构基本破坏，裂隙极发育，局部夹有强风化岩块，岩体基本质量等级为V级。

（8）强风化带：风化剧烈，裂隙发育，岩体基本质量等级为V级。

（9）弱风化带：裂隙发育，岩芯多呈块状、短柱状，锤击易碎，较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

区域内道路路基需要处理的地层主要有填土（石）层、淤泥层和粘土层，其组成成分不均匀，分布无规律，物理力学性质较差，分布有淤泥（淤泥质土）的地段具有含水量高、高触变性、高压缩和低强度、自稳能力差的特点。

2.路基地基处理

2.1路基地基处理要求

路基的地基处理，不仅要满足道路承载力，还需考虑施工期间与完工后的沉降问题，包括道路路基的绝对沉降和各路段之间的相对沉降。按照设计规范要求，设计标准通常为：

（1）沉降要求：

地面道路：32后沉降小于20cm，沉降差异的容许纵坡差小于O.5%，道路路床交工面回弹模量EO≥30Mpa：地下道路：32后沉降≤15cm，纵向差异沉降

（2）承载力要求：

地面道路：路基填土交工面承载力特征值>120KPa：地下道路：地基承载力特征值术200KPa；综合管廊地基承载力特征值≮160KPa。

2.2路基地基处理技术分析

经统计，区内道路的地基处理工法分析如下：

（1）换填法

换填法主要用于淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土路基的浅层处理，换填厚度不大于3.0m，区内道路管线地基多数采用了换填处理，其优点是施工简便、对地下管线等没有影响、工期短，造价经济，约500元，平方米，缺点是工后沉降稍大，处理深度受限，换填土需外运。另外，对于原填海地基处理较好的道路路段，也采用了换填法。

（2）水泥土搅拌桩

水泥土搅拌法主要用于淤泥、淤泥质土等含水量较高粘性土层的深层处理，其优点是沉降变形小、变形稳定快，可有效消除主、次固结沉降，工艺成熟，工期较短，缺点是土层有机质含量较高时、土层含水量较大时，或分布有人工填石成孔困难时，须通过现场试验确定其适用性，另外，造价较高，约4800元，平方米。片区内道路设计时曾多数考虑该工法，后经试桩，由于表层填石层成桩困难，淤泥中有机质含量较大，经检测承载力偏低，且施工质量不稳定，因此，仅在少数土层条件较好路段采用了该工法，未大量应用。

（3）高压旋喷桩

高压喷射注浆法适用于处理厚层淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。其优缺点与水泥土搅拌桩相似，但适用能力稍广，地基承载力略高，造价更高。考虑到填土中含较多大粒径块石、淤泥中含较多有机质，设计时放弃了该方案。

（4）砂石桩法

砂石桩法适宜处理疏松砂土、素填土、杂填土、非饱和粘性土等土层，具有施工方便，节约材料，施工期短，费用低等特点，其缺点是对饱和粘性土处理厚度不宜大于3m，且后期变形较大。区域内道路部分路段从经济性和工期角度出发，对局部较好软土区采用了砂石桩的地基处理方案，经实践，功能良好，能满足使用要求。

（5）注浆钢管桩

区域内某典型注浆钢管桩方案，设计直径130mm，正方形布置，通长放入直径80mm壁厚5mm钢管，考虑到填海地层为多次填筑而成，填石层钢管桩成孔困难，则采用地质钻机成孔。该方案原设计用于地下道路地基处理，其施工操作空间灵活，工期较短，能适应基坑底部地基处理施工，但后经承载力检测，处理后承载力无法达到200Kpa的设计要求，该方案被迫调整。

（6）素混凝土桩

地下道路地基处理采用注浆钢管桩无法满足承载力要求后，尝试采用素混凝土桩方案，其优点是单桩承载力高、工艺成熟且工期较短，缺点是淤泥层内成桩效果不理想，可能会出现断桩现象。造价较高，约4900元，平方米。后经试桩，一方面施工质量难以达到设计要求，二是承载力检测仍无法达到200Kpa的设计要求，该方案再次进行更改。

（7）管桩复合地基

由于地下道路各种地基处理方案均无法顺利实施，最终尝试采用管桩复合地基，其优点是单桩承载力高、质量稳定且工期较短。缺点是造价较高，约5000元，平方米，且施工空间要求较大，后结合基坑支护采用混凝土支撑方案，顺利在基底施工管桩，且指标达到设计要求。

3.结语

地基处理有别于基坑工程，为永久性工程，需要满足构筑物长期承载力和变形要求，其重要性更加显著，如果在道路通车后再发现问题，补救措施复杂且难以实施，造价昂贵。因此，有必要在设计和施工过程中引起各方足够重视，严控施工质量和检测工作。区域填海造地历史复杂，各项目采用了多种地基处理方案，片区路基的地基处理堪称实践教科书，尤其是地下道路项目的地基处理，由于承载力和变形要求高，尝试了多种方案均未能成功，其实践价值具有指导意义。