效益报告_系统效益分析报告

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曹妃甸工业区软弱土地基 采用《蚁熊》牌PM固化剂 原位加固处理的新技术

经济效益分析

河北省唐山市交通设计院

二OO七年十二月

孟 祥 浦

曹妃甸工业区软弱土地基采用《蚁熊》牌PM固化剂

原位加固处理的新技术

经济效益分析

针对大面积浅层软弱地基处置的工程需求，我们深入开展了软土固化技术的开发研究，该项研究成果在2007年10月成功实践于“曹妃甸工业区钢厂北路”试验路段。

一、软弱地基处置目的及常规处置的缺陷

浅层软弱地基处置的目的就是为了提高地基承载力、减小附加荷载引起的地基沉降。其常见的处置方法有：动力固结、动力排水固结、换填土等。

动力固结又称“强夯”，它通常用10～20t的重锤，自由落高10～20m，夯锤对地基强烈的冲击作用使地基内出现强大的冲击波，引起土体内土颗粒发生位移，孔隙比减小，密实度增加，从而达到加固地基的目的。强夯法适用于处置碎石土、砂土、低饱和度的粉土及粘性土等地基。而对曹妃甸围海吹沙造地形成的地基处于饱水状态，吹填砂以粉细砂为主并混杂一定量的淤泥土层，强夯后土的强度不但不易提高，反而可能下降，出现橡皮土。

动力排水固结是在主动或被动排水基础上的“强夯”处置，被动排水是在强夯前插打塑料排水板或袋装砂井，以在地基中增设竖向排水通道，使强夯产生的超孔隙水压力比较快的消散；主动排水是在强夯前插入真空管并配以真空泵强制排出地基中的自由水，这种处置措施排水周期都较长，工效较低。强夯后形成“硬壳”的强度只仅限于满足道路承载力的基本要求（150Kpa）。

换填土层法是将湿软土部分挖出，换填强度较大的砂、碎砾石等，此种方法处置浅层软土地基最直接、有效，但工程造价要高出动力排水固结的两倍以上，换填后的地基承载力也在200Kpa以下。

二、软弱土地基固化剂加固技术研究的基本思路

鉴于浅层软土地基常规处置的种种缺陷，在深入理解软土地基处置的实质目的的基础上，大胆提出“软中做硬、做超硬”的处置措施，也就是软土加固化剂的固结技术。该技术是将固化剂与原状软土均匀搅拌，经充分的物理化学反应形成半刚性“板体”结构，“板体”厚度根据其下软土承载力、“板体”扩散应力的能力、“板体”

及其之上的附加荷载情况综合确定。曹妃甸工业区钢厂北路为城市主干路，试验路段软土承载力为60 Kpa，经综合计算“板体”厚度达到0.8m板下软土不会产生被动压缩。

软土固化后形成的半刚性“板体”其承载力可达800Kpa以上；其回弹模量不小于400Mpa，是动力排水固结的10倍及换填土处置后地基回弹模量的5倍。如此“超硬的固化板体”硬壳层，对于软土地基来讲起到“承上启下”的作用，对于集装箱堆场、道路、机场等地基这种局部应力集中的使用对象及其重要，可以减薄其上结构层厚度或有效延长结构层的使用寿命，从而有效降低工程综合造价。

三、软弱土固化剂加固技术的经济效益

软弱土地基固化剂加固技术的推广应用，起于曹妃甸工业区钢厂北路，经过对已完成加固试验路段的检测，各项试验指标均满足设计要求。软弱土地基加固后其上路面结构，同比动力排水固结路面结构减薄30cm厚水泥稳定碎石基层，同比换填2.0m厚山皮石路面结构减薄18cm厚水泥稳定碎石基层。试验路段加固厚度0.8m。

1、软弱土地基加固与动力排水固结综合经济比较如下：

软弱土动力排水固结单价：70元／m2；软弱土固化剂加固单价：80元／m3；水泥稳定碎石单价：2元／m2／cm 动力排水固结一平方米软弱土造价：70*1＝70（元）固化一平方米软弱土造价：80*0.8＝64（元）

固化比动力排水固结减薄30cm水泥稳定碎石路面基层节省造价： 30*2＝60（元）／m2

按处置一平方米软弱土综合比较，用固化剂加固同比动力排水固结节约投资：60+（70-64）＝66（元），相当处置一立方米软弱土节约投资82.5元

2、软弱土固化剂加固与换填山皮石综合经济比较如下： 山皮石单价：80元／m3 换填处置一平方米软土造价：80*2.0＝160（元）

固化剂加固比换填山皮石减薄18cm水泥稳定碎石路面基层节省造价： 18*2＝36（元）／m2

按处置一平方米软土综合比较，固化同比换填山皮石节约投资：36+（160-64）＝132（元），相当处置一立方米软弱土节约投资165元