軟土地基處置方案造價(jià)分析

軟土地基處置方案造價(jià)分析摘要：本文根據(jù)軟土地基不同處治方案的主要特點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較和造價(jià)分析。關(guān)鍵詞：軟土地基

造價(jià)分析一、概述

《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ017）中定義軟土是濱海、湖沼、谷地河灘沉積的天然含水量高，孔隙比大，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。一般將天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1，天然抗剪強(qiáng)度小于35kPa的細(xì)粒土均稱為軟土。其鑒別的標(biāo)準(zhǔn)如下表：

軟土鑒別表特征指標(biāo)名稱天然含水量（%）天然孔隙比十字板剪切強(qiáng)度（kPa）標(biāo)準(zhǔn)值≥35與液限≥1.0＜35

以天然孔隙比為主，結(jié)合其它物理力學(xué)指標(biāo)可將軟土劃分為軟粘性土（天然孔隙比大于1）、淤泥質(zhì)土（天然孔隙比在1.0～1.5之間）、淤泥（天然孔隙比大于1.5）、泥炭質(zhì)土（天然孔隙比大于3）及泥炭（天然孔隙比大于10）五種類型，通常把軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥總稱為軟土，泥炭質(zhì)土及泥炭總稱為泥沼。泥沼比軟土具有更大的壓縮性，但它的滲透性更強(qiáng)，承受荷載后能迅速固結(jié)，工程處置比較容易。

在軟土地基上修建公路，若不進(jìn)行處治，就會(huì)導(dǎo)致路基不均勻沉陷、路面開裂等病害發(fā)生，對(duì)道路的穩(wěn)定性、安全性影響較大，同時(shí)會(huì)增加營(yíng)運(yùn)期的養(yǎng)護(hù)成本。在沖湖積平原地區(qū)的高速公路建設(shè)中，軟基問(wèn)題已成為影響公路建設(shè)的主要因素之一。因此選擇適當(dāng)?shù)能浲恋鼗幚矸椒?，提高處理水平?duì)加快建設(shè)速度、降低工程成本具有重大意義。二、軟土地基處治方案的分類

軟土路基處理方法的分類多種多樣，按時(shí)間分為臨時(shí)處理和永久處理；按處理深度分為淺層處理和深層處理；按地基處理原理大體上分為動(dòng)力固結(jié)法、置換法、排水固結(jié)法和復(fù)合地基法等，這些分類方法也不是嚴(yán)格區(qū)分開來(lái)，往往一種處理方法可能會(huì)有幾種不同的作用。

1、動(dòng)力固結(jié)法：是利用夯錘從高處自由落下反復(fù)夯擊地基，使軟土在外力作用下得到振實(shí)、擠密，從而提高地基的強(qiáng)度。

2、置換法：是將地基底面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層挖除，然后置換強(qiáng)度較大的砂礫、碎石土、素土、石灰土等透水性好以及其他性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性的材料，并分層壓實(shí)。

3、排水固結(jié)法：的原理是地基在荷載作用下．通過(guò)布置豎向排水體和水平排水層，將土中的孔隙水排出。一般是由排水和加壓兩個(gè)系統(tǒng)組成，排水系統(tǒng)主要在于改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的通路，縮短排水距離，該系統(tǒng)是由豎向排水體和水平排水層構(gòu)成。加壓系統(tǒng)是用路基填土堆載預(yù)壓施加起固結(jié)作用的荷載，使土中的孔隙水產(chǎn)生壓差而流向排水系統(tǒng)最終固結(jié)。

4、復(fù)合地基法：是在天然地基的土體內(nèi)增加人工增強(qiáng)體（樁）構(gòu)成人工地基，在地基中應(yīng)力按材料模量重新進(jìn)行分布，大部分荷載由樁體承擔(dān)，樁間土的應(yīng)力相應(yīng)減小，但土體仍與增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載。在樁體的復(fù)合地基中樁的作用是主要的，樁又可以根據(jù)材料和強(qiáng)度分為散體土類樁——柔性樁（如碎石樁、砂樁），水泥土類樁——半剛性樁（如水泥攪拌樁、旋噴樁），混凝土類樁——?jiǎng)傂詷叮ㄈ鐦涓鶚?、CFG樁、各種砼樁）。

常用地基處理方法分類表分類動(dòng)力固結(jié)法置換法排水固結(jié)法復(fù)合地基法其他方法處理方法強(qiáng)夯法開挖換填法堆載預(yù)壓法砂樁反壓護(hù)道法重錘夯實(shí)法拋石擠淤法砂墊層預(yù)壓法碎石樁土工材料加固法爆破法輕型材料置換法砂井預(yù)壓法鋼渣樁凍結(jié)法輪胎土袋裝砂井預(yù)壓法深層攪拌樁燒結(jié)法塑料排水板預(yù)壓法高壓旋噴樁真空預(yù)壓法樹根樁電滲預(yù)壓法CFG樁降水預(yù)壓法砼薄壁管樁預(yù)應(yīng)力砼管樁

這些處理方法都有各自的特點(diǎn)、適用范圍和存在的問(wèn)題，如置換法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，能徹底根治軟土地基的不良影響，缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境的影響較大，費(fèi)用相對(duì)較高，只限于3米以內(nèi)淺層軟土的處治；排水固結(jié)法的優(yōu)點(diǎn)是工程造價(jià)較低，工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是施工期長(zhǎng)，處理的深度有限，一般用于深度在4～12米的軟土處治；復(fù)合地基法優(yōu)點(diǎn)是施工期短，處理的深度較深，且效果相對(duì)較好，缺點(diǎn)是施工工藝較復(fù)雜，工程造價(jià)較高，一般用于橋頭和深層軟土（10～20米）的處治；對(duì)于超過(guò)20米的軟土地基最好的處治方法是修建高架橋，但造價(jià)較高。

在考慮處治方案時(shí)應(yīng)本著技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、施工上可行的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件、處理范圍、填土高度、工期要求、材料、機(jī)具設(shè)備的來(lái)源和工程費(fèi)用等因素進(jìn)行經(jīng)濟(jì)及技術(shù)比選，使選擇出的處治方案能達(dá)到因地制宜、就地取材、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、安全實(shí)用的最佳效果。三、軟土地基處治方案的經(jīng)濟(jì)比較和造價(jià)分析

現(xiàn)設(shè)定一段軟土地基工程量，采用部頒“96”預(yù)算定額和我站補(bǔ)充預(yù)算定額計(jì)算，對(duì)我省常用的軟基處治方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比選。

1、強(qiáng)夯方案（動(dòng)力固結(jié)法）

(1)、主要特點(diǎn)：用夯錘從高處自由落下沖擊土基，使軟土中孔隙壓縮，土體局部液化并形成良好的排水通道，孔隙水順利逸出，土體隨之固結(jié)，同時(shí)還可夯入砂、石渣、碎石等透水性較好的硬質(zhì)顆粒性材料，使粒料與周圍的夯土形成復(fù)合地基。

(2)、適用范圍：局部軟土埋藏較淺的地段，處理深度小于6米。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，施工快，造價(jià)低，處理效果好，但噪音污染大，處理的深度有限。

（4）、造價(jià)分析：

a.主要工程量為兩遍點(diǎn)夯一遍普夯(夯點(diǎn)間距3m，夯擊數(shù)5擊，點(diǎn)夯能量3000KN.m,普夯能量1000KN.m)；50cm砂墊層;沉降土方(H=1m)。

b.每公里路基處治造價(jià)約81元/m2，340萬(wàn)元/km，每增減一擊，每公里處治費(fèi)用增減10%左右。

2、開挖換填方案（置換法）

(1)、主要特點(diǎn)：挖除不良軟土層，換填滲水性材料、改良土或碎石土，并分層壓實(shí)。

(2)、適用范圍：表層軟土且厚度小于3米的地段。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，對(duì)軟土地基處理的效果好，質(zhì)量容易得到保證，但換填深度過(guò)大時(shí)，施工就比較困難，置換出的棄方較難處理，多占土地且容易污染環(huán)境，工程造價(jià)相應(yīng)增高。

（4）、造價(jià)分析：

a.主要工程量為挖除的軟土(H=2～３m)；換填土（砂礫或石灰土）。

b.每公里路基處治費(fèi)用換填土的造價(jià)為62～96元/m2，261～405萬(wàn)元/km（換填砂礫的造價(jià)為98～153元/m2，414～644萬(wàn)元/km）。

３、砂墊層+預(yù)壓方案（排水固結(jié)法）

(1)、主要特點(diǎn)：在原地面鋪40～50cm厚的砂墊層，使軟土頂面增加一個(gè)排水層，再進(jìn)行路堤填筑，并利用填料的等載或超載預(yù)壓，使軟土中的孔隙水排向砂墊層，最終土體固結(jié)。一般預(yù)壓期3～6個(gè)月。

(2)、適用范圍：路堤填土高度較小，軟土埋藏不深且厚度小的地段。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。但施工期長(zhǎng)，深、厚層軟土的處理效果不佳，堆載預(yù)壓需要的土方量大，不適合缺乏土源的地區(qū)使用。

（4）、造價(jià)分析：

a.

主要工程量為40cm砂墊層；土工布（一層）；預(yù)壓土方（H=1.2m）

b.每公里路基處治造價(jià)約54.4元/m2，232.9萬(wàn)元/km，如需卸載，每公里造價(jià)約增加10多萬(wàn)元。

4、土工格柵+預(yù)壓（排水固結(jié)法）

(1)、主要特點(diǎn)：在軟土地基表面與路堤之間鋪設(shè)土工材料，通過(guò)土工材料將上部填料的垂直變形向水平方向擴(kuò)散，使上部施加的荷載能均勻分布在地層中。當(dāng)軟基進(jìn)行等載或超載預(yù)壓時(shí)，可能產(chǎn)生很大的變形，這時(shí)由土工材料承受拉力和土的摩擦作用可限制土體側(cè)向擠出，從而減小變形和增大地基的穩(wěn)定性。一般預(yù)壓期3～6個(gè)月。

(2)、適用范圍：路堤填土高度較小，軟土埋藏不深且厚度小的地段。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。但施工期長(zhǎng)，深、厚層軟土的處理效果不佳，堆載預(yù)壓需要的土方量大，不適合缺乏土源的地區(qū)使用。

（4）、造價(jià)分析：

a.主要工程量為土工布（一層）；預(yù)壓土方（H=1.2m）

b.每公里路基處治造價(jià)約29.6元/m2，124萬(wàn)元/km，如需卸載，每公里造價(jià)約增加10多萬(wàn)元。

5、塑料排水板+預(yù)壓方案（排水固結(jié)法）

(1)、主要特點(diǎn)：先在土層中加設(shè)豎塑料排水板和40～50cm砂墊層，構(gòu)成一個(gè)排水系統(tǒng)，再根據(jù)路基的地質(zhì)條件和填土高度進(jìn)行等載或超載預(yù)壓，使地基在荷載的作用下增加土體的總應(yīng)力，促使孔隙水能夠迅速地從排水通道逸出，從而縮短沉降固結(jié)的時(shí)間。一般預(yù)壓期3～6個(gè)月。

(2)、適用范圍：軟土厚度較大的地段，處理深度小于12米。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。但塑料排水板的質(zhì)量差異性大，施工監(jiān)理難度大，深、厚層軟土的處理效果不佳，預(yù)壓時(shí)間長(zhǎng)，堆載預(yù)壓需要的土方量大，不適合缺乏土源的地區(qū)使用。

（4）、造價(jià)分析：

a.主要工程量為40cm砂墊層；土工格柵（一層）；塑料排水板

（正三角分布，間距@1.5m，板長(zhǎng)10米）；預(yù)壓土方（H=1.2m）

b.每公里路基處治造價(jià)約54.4元/m2，232.9萬(wàn)元/km，如需卸載，每公里造價(jià)約增加10多萬(wàn)元。6、袋裝砂井+預(yù)壓方案（排水固結(jié)法）

(1)、主要特點(diǎn)：袋裝砂井采用天然砂子與編制袋人工灌制而成，砂井的直徑一般為7cm～10cm，按沉管法施工就位，其作用和處理原理與塑料排水板相同。但塑料排水板比袋裝砂井具有工效高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、質(zhì)量穩(wěn)定，適應(yīng)地基變形性能好的特點(diǎn)。

(2)、適用范圍：軟土厚度較大的地段，處理深度小于12米。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：在砂源豐富的地區(qū)工程造價(jià)低，施工監(jiān)理較容易，但施工工序復(fù)雜，質(zhì)量不易控制，深、厚層軟土的處理效果不佳。預(yù)壓的時(shí)間長(zhǎng)，堆載預(yù)壓需要的土方量大，不適合缺乏土源的地區(qū)使用。

（4）、造價(jià)分析：

a.主要工程量為40cm砂墊層；土工格柵（一層）；袋裝砂井（正三角分布，樁徑7cm，間距1.5m，樁長(zhǎng)10m）；預(yù)壓土方（H=1.2m）

b.每公里路基處治造價(jià)約54.4元/m2，232.9萬(wàn)元/km，如需卸載，每公里造價(jià)約增加10多萬(wàn)元。

7、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方案（排水固結(jié)法）

(1)、主要特點(diǎn)：真空聯(lián)合堆載預(yù)壓是將塑料排水板（或袋裝砂井）預(yù)壓和抽真空聯(lián)合使用，既在需要加固的軟基中設(shè)水平排水砂層和豎向排水通道（塑料排水板或袋裝砂井等），然后將不透氣的薄膜鋪設(shè)在砂層上，借助抽氣泵和埋設(shè)在砂層中的管道，將膜下土體間的真空抽出，通過(guò)施加外荷載（大氣壓力或堆載土）增加土的總應(yīng)力，使土中的孔隙水向豎直排水體匯集，最后從水平排水層排出，達(dá)到固結(jié)軟土的目的。

(2)、適用范圍：軟土厚度較大（12米左右）的地段。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：比一般預(yù)壓方案的施工期短（抽真空與路基填筑同步進(jìn)行，預(yù)壓時(shí)間約為100天），能較大的減少施工后期沉降，預(yù)壓土方量小，但施工工藝復(fù)雜，工程造價(jià)高。

（4）、造價(jià)分析：

a.主要工程量為40cm砂墊層；土工格柵（一層）；塑料排水板（正三角分布，間距1.5m，樁長(zhǎng)10米）；預(yù)壓土方（H=1m）；二層密封薄膜；PVC管；壓邊土方

b.每公里路基處治造價(jià)約139.7元/m2，587萬(wàn)元/km。

8、碎石樁（復(fù)合地基法）

(1)、主要特點(diǎn)：利用樁體對(duì)樁周圍基土的擠密作用，使土與樁組成復(fù)合地基。常用的施工方法是沉管法，一般是通過(guò)振動(dòng)或錘擊把帶有特制樁尖的鋼管打入土層至設(shè)計(jì)深度，在鋼管內(nèi)灌入碎石，然后邊振動(dòng)邊緩慢拔出樁管，從而形成碎石樁，并在樁頂設(shè)置水平排水層，必要時(shí)可進(jìn)行堆載預(yù)壓。它具有置換、排水固結(jié)和復(fù)合地基的特點(diǎn)。

(2)、適用范圍：石料豐富地區(qū)，軟土厚度較大的地段。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：材料供應(yīng)方便，工程造價(jià)較低，處理效果較好，施工監(jiān)理較容易，同時(shí)兼有排水固結(jié)和復(fù)合地基的特征，但施工工序復(fù)雜，在強(qiáng)度較低的淤泥質(zhì)土層中，容易產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象。

（4）、造價(jià)分析：

a.

主要工程量為40cm砂墊層；土工格柵（一層）；碎石樁（正三角分布，間距1.5m，樁長(zhǎng)10米，樁徑50cm）。

b.每公里路基處治造價(jià)約194.6元/m2，897萬(wàn)元/km。

9、水泥攪拌樁（復(fù)合地基法）

(1)、主要特點(diǎn)：利用水泥等材料作為固化劑，通過(guò)專用的攪拌機(jī)，在路基深處用螺旋鉆頭將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，由此產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)，使攪拌均勻的灰土硬結(jié)，形成具有整體性、水穩(wěn)性和強(qiáng)度較高的復(fù)合地基。按其施工方法可分為噴粉水泥攪拌樁和噴漿水泥攪拌樁，粉噴樁是將水泥干粉通過(guò)深層攪拌機(jī)空心鉆桿的噴灰口噴出，與地基深處已被鉆頭攪拌的軟土拌和，漿噴樁則是將水泥漿用灰漿泵輸送到攪拌機(jī)的中心管輸出，與經(jīng)攪拌的軟土拌和。

(2)、適用范圍：路基不穩(wěn)定，軟土厚度較大的地段。粉噴樁處理的深度小于12米，漿噴樁處理的深度小于15米。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：施工技術(shù)成熟，工期短，處理效果較好，本地區(qū)使用廣泛，在各種復(fù)合地基處治方案中造價(jià)較低，但施工監(jiān)理難度大，對(duì)軟基下部攪拌不易均勻，處理的深度有限。粉噴樁因不向地基增加水分，更適合于飽和軟土，但粉塵污染較大；漿噴樁處理的深度和效果均好于粉噴樁，但造價(jià)略高。

(4)、造價(jià)分析：

a.

主要工程量為土工格柵（一層）；粉噴樁（正三角分布，間距1.5m，樁長(zhǎng)10米，樁徑50cm）。

b.

每公里路基處治造價(jià)約206.9元/m2，869萬(wàn)元/km。

10、CFG樁（復(fù)合地基法）

(1)、主要特點(diǎn)：又叫水泥粉煤灰碎石樁，是一種低標(biāo)號(hào)的砼樁，砼的主要材料可用水泥、粉煤灰、碎石，也可用水泥、砂、碎石組成。常用沉管法施工，將帶有特制樁尖的鋼管打入土層至設(shè)計(jì)深度，在鋼管內(nèi)灌入砼，然后邊振動(dòng)邊緩慢拔出樁管，從而形成CFG樁。

(2)、適用范圍：軟土厚度大、承載力要求高的橋涵構(gòu)造物及高路堤地段。處理的厚度大于15米。

(3)、優(yōu)缺點(diǎn)：施工工期短，處理效果好，質(zhì)