軟土地基處理方案的經濟比較和造價分析

2022-04-03 17:49:53 字數 4623 閱讀 9278

現採用部頒「96」預算定額和補充預算定額計算,對不同的軟基處治方案進行經濟比選。

1、強夯方案(動力固結法)

(1)、主要特點:用夯錘從高處自由落下衝擊土基,使軟土中孔隙壓縮,土體區域性液化並形成良好的排水通道,孔隙水順利逸出,土體隨之固結,同時還可夯入砂、石渣、碎石等透水性較好的硬質顆粒性材料,使粒料與周圍的夯土形成復合地基。

(2)、適用範圍:區域性軟土埋藏較淺的地段,處理深度小於6公尺。

(3)、優缺點:工藝簡單,施工快,造價低,處理效果好,但噪音汙染大,處理的深度有限。

(4)、造價分析:

a.主要工程量為兩遍點夯一遍普夯(夯點間距3m,夯擊數5擊,點夯能量普夯能量砂墊層;沉降土方(h=1m)。

b.每公里路基處治造價約81元/m2,340萬元/km,每增減一擊,每公里處治費用增減10%左右。

2、開挖換填方案(置換法)

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

(2)、適用範圍:表層軟土且厚度小於3公尺的地段。

(3)、優缺點:施工簡單,對軟土地基處理的效果好,質量容易得到保證,但換填深度過大時,施工就比較困難,置換出的棄方較難處理,多佔土地且容易汙染環境,工程造價相應增高。

(4)、造價分析:

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.每公里路基處治費用換填土的造價為62~96元/m2 ,261~405萬元/km(換填砂礫的造價為98~153元/m2 ,414~644萬元/km)。

3、砂墊層+預壓方案(排水固結法)

(1)、主要特點:在原地面鋪40~50cm厚的砂墊層,使軟土頂面增加乙個排水層,再進行路堤填築,並利用填料的等載或超載預壓,使軟土中的孔隙水排向砂墊層,最終土體固結。一般預壓期3~6個月。

(2)、適用範圍:路堤填土高度較小,軟土埋藏不深且厚度小的地段。

(3)、優缺點:施工簡單,費用低。但施工期長,深、厚層軟土的處理效果不佳,堆載預壓需要的土方量大,不適合缺乏土源的地區使用。

(4)、造價分析:

a. 主要工程量為40cm砂墊層;土工布(一層);預壓土方(h=1.2m)

b.每公里路基處治造價約54.4元/m2,232.9萬元/km,如需解除安裝,每公里造價約增加10多萬元。

4、土工格柵+預壓(排水固結法)

(1)、主要特點:在軟土地基表面與路堤之間鋪設土工材料,通過土工材料將上部填料的垂直變形向水平方向擴散,使上部施加的荷載能均勻分布在地層中。當軟基進行等載或超載預壓時,可能產生很大的變形,這時由土工材料承受拉力和土的摩擦作用可限制土體側向擠出,從而減小變形和增大地基的穩定性。

一般預壓期3~6個月。

(2)、適用範圍:路堤填土高度較小,軟土埋藏不深且厚度小的地段。

(3)、優缺點:施工簡單,費用低。但施工期長,深、厚層軟土的處理效果不佳,堆載預壓需要的土方量大,不適合缺乏土源的地區使用。

(4)、造價分析:

a.主要工程量為土工布(一層);預壓土方(h=1.2m)

b.每公里路基處治造價約29.6元/m2,124萬元/km,如需解除安裝,每公里造價約增加10多萬元。

5、塑料排水板+預壓方案(排水固結法)

(1)、主要特點:先在土層中加設豎塑料排水板和40~50cm砂墊層,構成乙個排水系統,再根據路基的地質條件和填土高度進行等載或超載預壓,使地基在荷載的作用下增加土體的總應力,促使孔隙水能夠迅速地從排水通道逸出,從而縮短沉降固結的時間。一般預壓期3~6個月。

(2)、適用範圍:軟土厚度較大的地段,處理深度小於12公尺。

(3)、優缺點:施工簡單,費用低。但塑料排水板的質量差異性大,施工監理難度大,深、厚層軟土的處理效果不佳,預壓時間長,堆載預壓需要的土方量大,不適合缺乏土源的地區使用。

(4)、造價分析:

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10公尺 );預壓土方(h=1.2m)

b.每公里路基處治造價約54.4元/m2,232.9萬元/km,如需解除安裝,每公里造價約增加10多萬元。

6、袋裝砂井+預壓方案(排水固結法)

(1)、主要特點:袋裝砂井採用天然砂子與編織袋人工灌製而成,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、勞動強度低、質量穩定,適應地基變形效能好的特點。

(2)、適用範圍:軟土厚度較大的地段,處理深度小於12公尺。

(3)、優缺點:在砂源豐富的地區工程造價低,施工監理較容易,但施工工序複雜,質量不易控制,深、厚層軟土的處理效果不佳。預壓的時間長,堆載預壓需要的土方量大,不適合缺乏土源的地區使用。

(4)、造價分析:

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10m );預壓土方(h=1.2m)

b.每公里路基處治造價約54.4元/m2,232.9萬元/km,如需解除安裝,每公里造價約增加10多萬元。

7、真空聯合堆載預壓方案(排水固結法)

(1)、主要特點:真空聯合堆載預壓是將塑料排水板(或袋裝砂井)預壓和抽真空聯合使用,既在需要加固的軟基中設水平排水砂層和豎向排水通道(塑料排水板或袋裝砂井等),然後將不透氣的薄膜鋪設在砂層上,借助抽氣幫浦和埋設在砂層中的管道,將膜下土體間的真空抽出,通過施加外荷載(大氣壓力或堆載土)增加土的總應力,使土中的孔隙水向豎直排水體匯集,最後從水平排水層排出,達到固結軟土的目的。

(2)、適用範圍:軟土厚度較大(12公尺左右)的地段。

(3)、優缺點:比一般預壓方案的施工期短(抽真空與路基填築同步進行,預壓時間約為100天),能較大的減少施工後期沉降,預壓土方量小,但施工工藝複雜,工程造價高。

(4)、造價分析:

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10公尺 );預壓土方(h=1 m);二層密封薄膜;pvc管;壓邊土方

b.每公里路基處治造價約139.7元/m2,587萬元/km。

8、碎石樁(復合地基法)

(1)、主要特點:利用樁體對樁周圍基土的擠密作用,使土與樁組成復合地基。常用的施工方法是沉管法,一般是通過振動或鎚擊把帶有特製樁尖的鋼管打入土層至設計深度,在鋼管內灌入碎石,然後邊振動邊緩慢拔出樁管,從而形成碎石樁,並在樁頂設定水平排水層,必要時可進行堆載預壓。

它具有置換、排水固結和復合地基的特點。

(2)、適用範圍:石料豐富地區,軟土厚度較大的地段。

(3)、優缺點:材料**方便,工程造價較低,處理效果較好,施工監理較容易,同時兼有排水固結和復合地基的特徵,但施工工序複雜,在強度較低的淤泥質土層中,容易產生斷樁現象

(4)、造價分析:

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10公尺 ,樁徑50cm)。

b.每公里路基處治造價約194.6元/m2,897萬元/km。

9、水泥攪拌樁(復合地基法)

(1)、主要特點:利用水泥等材料作為固化劑,通過專用的攪拌機,在路基深處用螺旋鑽頭將軟土和固化劑強制攪拌,由此產生一系列的物理、化學反應,使攪拌均勻的灰土硬結,形成具有整體性、水穩性和強度較高的復合地基。按其施工方法可分為噴粉水泥攪拌樁和噴漿水泥攪拌樁,粉噴樁是將水泥乾粉通過深層攪拌機空心鑽桿的噴灰口噴出,與地基深處已被鑽頭攪拌的軟土拌和,漿噴樁則是將水泥漿用灰漿幫浦輸送到攪拌機的中心管輸出,與經攪拌的軟土拌和。

(2)、適用範圍:路基不穩定,軟土厚度較大的地段。粉噴樁處理的深度小於12公尺,漿噴樁處理的深度小於15公尺。

(3)、優缺點:施工技術成熟,工期短,處理效果較好,本地區使用廣泛,在各種復合地基處治方案中造價較低,但施工監理難度大,對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,更適合於飽和軟土,但粉塵汙染較大;漿噴樁處理的深度和效果均好於粉噴樁,但造價略高。

(4)、造價分析:

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10公尺 ,樁徑50cm)。

b. 每公里路基處治造價約206.9元/m2,869萬元/km。

10、cfg樁(復合地基法)

(1)、主要特點:又叫水泥粉煤灰碎石樁,是一種低標號的砼樁,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,將帶有特製樁尖的鋼管打入土層至設計深度,在鋼管內灌入砼,然後邊振動邊緩慢拔出樁管,從而形成cfg樁。

(2)、適用範圍:軟土厚度大、承載力要求高的橋涵構造物及高路堤地段。處理的厚度大於15公尺。

(3)、優缺點:施工工期短,處理效果好,質量容易控制,可處理深層軟土,但施工工藝複雜,工程造價高。

(4)、造價分析:

a. 主要工程量為40cm碎石土褥墊層;cfg樁(正三角分布,間距1.5m,樁長10公尺 ,樁徑40cm)。

b.每公里路基處治造價約332.8元/m2,1359.9萬元/km。

11、預應力混凝土管樁(復合地基法)

(1)、主要特點:預應力混凝土管樁是由專業廠家採用先張法預應力工藝加工而成的預應力砼管、開口型樁尖和樁帽組成,施工採用靜壓法沉樁。其原理是外荷載由樁體傳遞給持力層或樁身側摩擦力承擔。

(2)、適用範圍:軟土厚度大、承載力要求高的橋涵構造物及高路堤地段。處理的深度可超過20公尺。

(3)、優缺點:施工工期短,處理效果好,質量容易控制,處理的深度大,但施工噪音大,工藝複雜,工程造價高。

(4)、造價分析:

a.主要工程量為40cm碎石土褥墊層;預應力管樁(正三角分布,間距3m , 樁長15公尺 ,樁徑40cm,壁厚7cm);c30鋼筋樁帽砼;鋼塑格柵(二層)。

b. 每公里路基處治造價約439.6元/m2,1846萬元/km。

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