《交通運輸科學技術新成果推廣目錄》（２０２1）第三部分 基礎設施篇《基于變形控制的圍墾區深厚軟土路基工程加固處理技術及應用》

完成單位：蘇州大學、中鐵十局集團第五工程有限公司、常熟理工學院、中鐵十局集團有限公司、江蘇省蘇州地質工程勘察院

主要完成人：史培新、唐強、毛佩強、居俊、黃鈺程、李文聞、章道山、劉維、楊建新、周俊

項目簡介

　　（一）項目背景

　　1及附屬配套PPP項目（圖1），施工范圍東至東海，南至飛云江，北至北環河，西至現狀堤塘，南北長約4600米，東西寬約1700米，總規劃用地面積約715.6公頃，項目用地面積為1112.91畝，主要包含9條市政道路（“4主、4次、1支”），道路全長17301.804m，其中包括14座橋。項目主要內容包括道路工程、軟基處理工程、橋梁工程、標志標線工程、給水工程、雨水工程、污水工程、路燈工程、景觀綠化工程、廣告設施等相關配套設施工程。

　　施工現場根據土層的成因條件、結構構造、物理力學性質、巖性特征、埋藏條件等進行工程地質層的劃分。地基土在勘察深度范圍內可劃分為6個工程地質層12個亞層。

　　本項目范圍內路段中有未進行圍埝軟基處理，地勢較低，局部存在低洼積水和水坑，根據規范對道路工后沉降及不均勻沉降的要求，本工程在設計使用年限及運營期間十二年內必須滿足規范要求。在土基設計過程中，必須結合地勘報告以及地塊開發情況對土基處理工藝進行綜合分析比選。在結合前期圍埝資料，后期地質勘察報告及規范要求，在大面積地塊開發大強度情況下，既要在地塊開發建設期間做好道路與地塊的銜接工作，道路還要滿足工后沉降和不均勻沉降要求，保證道路路基質量的基礎上同時得滿足工期要求是本工程軟基處理中最大的重點、難點。

　　（二）技術概況

　　圍墾區地層通常由淤泥、淤泥質土等組成，其工程力學性質較差，給工程設計與施工帶來了諸多難題。本項目對攪拌樁復合地基加固圍墾區深厚軟土設計及施工技術進行了系統研究，主要內容如下：

　　構建了圍墾區深厚軟土攪拌樁雙層地基固結變形計算模型，揭示了其固結特性，提出了按變形控制的圍墾區深厚軟土攪拌樁復合地基設計方法；基于顆?？梢暬治黾夹g揭示了圍墾區市政道路路基潮汐侵蝕機理，提出了基于微生物的多孔介質防滲及散體顆粒的加固方法；提出了高精度圍墾區深厚軟土路基變形監測“亞像素算法”，研制了基于AI視覺技術的路基變形智能化實時監測系統與預警平臺。

　　（三）適用范圍

　　主要使用于圍墾區地層軟土加固，同時也可用于其他軟土地區地基加固。

　　（四）獲獎情況

　　江蘇省巖土力學與工程學會科學技術獎（科技進步獎）二等獎、江蘇省地下空間學會科學技術獎二等獎、中國公路建設行業協會科學進步獎特等獎、天津市科學技術進步獎一等獎、江蘇省地下空間學會科學技術獎一等獎、中國公路學會科學技術獎三等獎、浙江省巖土力學與工程學會科學技術獎（自然科學獎）二等獎。

項目創新點

　　1.構建了圍墾區深厚軟土攪拌樁雙層地基固結變形計算模型（圖2）；

　　2.基于顆粒流可視化分析技術揭示了圍墾區市政道路路基潮汐侵蝕機理，提出了基于微生物的多孔介質防滲及散體顆粒的加固方法（圖3）；

　　3.提出了高精度圍墾區深厚軟土路基變形監測“亞像素算法”，研制了基于AI視覺技術的路基變形智能化實時監測系統與預警平臺（圖4）。

　　圖2多層地基固結變形計算模型

　　圖3顆粒流可視化分析路基的受力和能量轉化

　　圖4基于AI視覺技術的路基變形智能化實時監測靶標

應用案例

　　本項目創新點分別應用于：

　　溫州市汀田車輛段工程，節約工期103天，節約物料342噸，共節約造價762萬元；后期運維節約650萬元，新增利潤3763萬元；綜上所述，經濟效益達到5175萬元。

　　溫州市甌江產業集團集聚區龍灣至瑞安公路瑞安段工程，節約工期120天，節約物料累計523噸，共節約造價750萬元；后期運維節約850萬元，新增利潤3890萬元；綜上所述，經濟效益達到5490萬元。

　　保山市傳染病醫院項目，節約工期138天，節約物料160噸，節約造價210萬元；后期運維節約420萬元，新增利潤210萬元；綜上所述，經濟效益達到840萬元。

　　杭州灣環線高速公路K205+489.9附件匝道局部改造工程，節約工期103天，節約物料92噸，共節約造價900萬元；后期運維節約800萬元，新增利潤850萬元；綜上所述，經濟效益達到2550萬元。

　　廟堰車站，節約工期125天，節約物料620噸，共節約造價800萬元；后期運維節約600萬元，新增利潤780萬元；綜上所述，經濟效益達到2180萬元。