东南沿海地区软土路基处理方法浅析

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法 析　 东南 沿 海 地 区软 土 路 基 处 理 方　 浅　

武 启诚 。 康 建华　 程传 国 李 　 佳　

（ ．嘉 兴市交通投资集团有限责任公 司　 ２ １ ．杭州 国海海洋工程勘测设计研究 院） 　 摘 要 东南 沿海地 区 ， 经济发达 ， 高速公路 建设密集 ， 软土路基 的处理一直是 软土地 区高速公 路建设 的　 难题 。本 文通 过对 高速公路 几种软基常规处理方法 与新方法 的探讨 ， 以期对此 地 区的软土路基　 处理提供借 鉴。 　

关键 词 东南 沿海地 区 软土路 基　

我 国正处 于高 速公 路 建 设 迅 猛 发展 时期 ， 东　 华 和华南 沿海 在建 或 拟建 的高 速 公 路 ， 过 路段 多是　 经 软土高 度 发 育 地 区。 所 谓 软 土 地 基 是 主 要 指 由淤　 泥 、 泥质 土 、 淤 冲填 土 、 杂填 土或 其 他 高 压 缩性 土 层　

（ ）土工格栅 ： ２ 土工格栅具有耐热性 和耐寒性　 高、 强度大、 模量高 、 耐腐蚀 、 膨胀系数低和尺寸稳定　

性好 等特 点 。在软 土 地 基 上修 筑 路 堤 时 ， 地 基 与　 在

路基 中铺设一定量 的土工 格栅 ， 然后在其上进行填　

构成的地基 ， 其特点是强度低 、 变形量大且持续时间　 长， 含水量高且透水性差。这些特点能够引起一 系　 列的问题 ， 如路基沉降过大 ， 路面开裂 ， 桥头跳车， 路　

堤严重 变形 甚至 失 稳 等等 。 因此 ， 须 对 软基 进 行　 必

土压实处理 。可增强土体整体性 ， 降低不均匀沉降， 　

提高地基和填土的强度 ， 阻抗土体破坏面的形成 ， 从　 而达到加固土体， 快速施工 和快速通车的 目的。土　 工格栅加固路基是一种机 械式 的土体加固方式 ， 并　

没有 改变填 料 的颗 粒成 分 和相 互 连 接 等基 本 性 状 ， 　

处理 ， 使其能满足工程需要。 　

１ 改变路堤本 身的结构 形式　 　

这 些处理 方法 对 于填土 较低 的软 土路 堤 比较有　

其主要通过土工格栅对加 固土体 的侧向约束作用 、 　

网兜效 应及 摩擦作 用等 一 系列作 用来 达 到加 固的 目 　

的。 　

效， 但不适用于高路堤中的软基处理。 　

（ ）反压 护道 ： １ 主要 用 于 当路堤 在 施 工 中达不　 到要求 的滑动 破坏 安 全 系 数 时 ， 行 反 压 路 堤 两 侧　 进 设计 ， 以期 达 到路 堤稳定 的 目的 。施工 时 ， 应按如 图　

２ 排 水 固 结　

２ １ 砂垫层法　 ． 砂垫层是浅层处理最常用的方法 ， 这种方法是　

在 软土地 基 上 铺 设 厚 度 为 ０ ５—１２ 左 右 的 砂 垫　 ． ．ｍ

１ 所示顺序进行 ， 先

填包括反压护道在 内的砂垫层　 Ｉ 路 堤 Ｉ， 及 Ｉ最后 填筑 主路堤 Ⅲ。必须 注意 ：） 免　 １避 过高堆填。而应分层铺平 ， 充分压实， 并应有一定横　

坡度 ， 以利 于 排 水 ； ） 压 护 道 的填 筑 速 度 不 得 低　 ２反 于主 路堤 。主路 堤 在施 工 中或 完 工 后 ， 能 确定 反　 如

层。其主要 目的在 于加速土体的排水 固结过程 ， 提　

高路 基 承载力 ， 减小 沉 降量 ， 分散 地基 所承受 的压 力　 等 。施工 时应 做到 摊 铺 均 匀 ， 意不 要有 很 大 的 集　 注

压护道下面的地基强度已增长到要求的值 ， 则可以　 将反压护道设计高度以上 的部分挖除， 再利用这些　

材料 填筑 主路 堤。 　

中载荷作用。当路堤透水性不好 、 堤坡脚附近砂　 路 垫层被路提覆盖时 ， 可能会阻碍侧向排水 ， 以必须　 所

做好 砂垫层 端 部 的处 理 。 　

２２ 慢速加载法　 ．

这种方 法类 似 于一 般 路 堤 的 自然 沉 降 ， 要 根　 但 据土 质 的剪 切破 坏情 况 ， 控制 填土 速度 ， 用较 长 的时　 间完成 填土 。无 需 特殊 的施 工 机 械 和 材 料 ， 在工 期　

砂垫层 Ｉ 　

充裕的情况下 ， 采用此法最 为经济。在慢速加载过　 程中， 为了安全稳妥地进行施工 ， 应及时了解和掌握　

地 基稳 定 和 固结 情 况 ， 根 据 所 观测 的结 果来 调 节　 并

图 １ 反 压护道法施工示意图　 　

［ 收稿 日期 ］ ２０ ８— ７ ０６— ０　

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施 工速 度 。最 好备 有 沉 降 仪 、 隙水 压 力 仪 等检 测　 孔 设备。 　 ～ 、 　 换 算 土柱加 足 土方才算 满荷 。此 后再 加载 时称为 超　

实测沉 降达到要　 ， 载。超载后静置的时间为三个月， 　 求并稳定后撤除　现在在堆载预压时经常附以砂垫　 层、 砂井或塑料排水板等排水措施 ， 以增强其排水能　

力 ， 快 固结 速度 。 加 　

２３ 砂井排水法　 ． 这种方法是在软土层 中设置垂直排水砂井 ， 充　 填物质一般由中砂、 粗砂或砂袋构成。软基施工前　 应先排除积水 ， 整平坑洼 ， 上方填横向排水砂垫层 。 　 如需改善施工条件 ， 可再铺厚约 ］ｍ 的碎石或砂　 ． ｍ Ｓ

砾石 。不得 填 片石 ， 以免 影 响打 砂 桩 。地 面 整个 表　

（ ）降水预压法 ： ２ 通过井点抽水使地下水位 降　 低， 从而增加土的自重应力 ， 以达到预压的 目的。由 　 于使用了降水法 ， 就不需

控制加荷速率 ， 也不会有因 　 孔隙水压力增高 ， 而使地基破坏 的情况 ， 因此施工速　

度可 以提 高 。 　 ． 　 （ ）真空 预压 ： 空排 水预 压法 ， ３ 真 就是先 在加 固　 土 中布置 砂井 与砂 垫层 ， 然后 在 砂 垫 层 上铺 设 不 透　 气 的塑料 薄膜 ， 过真 空泵抽 气 ， 通 造成 塑料 薄膜具 有　

一

层处理后 ， 根据线路中线及桩排距定好桩位。沉管　

成井方 法一 般有 ： 　

（） １ 震动法 ： 用低频震 动机将有 活瓣桩靴 的套　 管沉人土层 、 达到设计深度后 向管中灌砂或放进袋　 装砂井 ， 再慢速提管不停震动， 并可灌水使砂井密实　 不致缩颈或中断 ， 又可防止管 内的砂或砂袋随管带　

上。 　

定 的真空 度 ， 土 中产生 负 的孔 隙水 压力 ， 使 从而 吸　

出孔 隙水达 到 预压 固结 的 目的 。 　

（） ２ 冲击法 ： 用标贯桩机将套管打人土层 ， 到位　 后 向管 口灌砂 。用竹杆儿或振动器捣实 ， 可用于浅　 层砂井。亦可用竹杆儿或水管带塑料排水板人力插　

进， 必要 时先锤 击成 孔 。 　 （ ）裸打 法 ： 人工 螺 钻 或 １０钻 机成 孔 。提　 ３ 用 ０

（） ４ 真空联合堆载预压法 ： 这种方法是在进行　 真空预压的同时， 在地基上再进行堆载。与一般的　

堆载预压法相比， 真空联合堆载预压法可 以充 分发　 挥 真空 预压 和堆载 预 压 各 自的优 势 ， 加速 孔 隙 水 的　

排出和地基的固结 ， 提高加荷速率 ， 缩短工期 ， 增大　 加固深度及减少工后沉降。 　

钻后放进袋装砂井 ， 再灌砂插实。本法仅用于软土　

层较 薄 、 井较 短 的地基 加 固。 砂 　

３ 人 工 地 基　 　

３ １ 振冲挤密法　 ． 振冲法是将类似 于混凝 土振捣棒 的“ 冲器” 振 　

插入土中， 一方 面利 用 振 冲器 内旋 转 的偏 心 块 对 周　

２４ 塑料排水板　 ．

料板排水处理软土地基是根据排水通道 （ 入　 插 塑料排水板 ）， 缩短排水距离 的原理在地基上施加　

荷载 ， 中孔隙水 通过 塑料 排水板 通道排 出 ， 而使　 土 从

土中孔隙水体积逐渐减少 ， 地基土固结变形 ， 同时随　

着 超静 孔 隙水 压力 逐渐 消散 ， 有效 应力提 高 ， 基强　 地 度得 到增长 。该法 处 理 软 土路 基 ， 有 排 水 固结 作　 既 用 ， 能挤密 地基 ； 又 且施 工设备 简单 ， 施工 速度快 ， 造　 价 低 。但 采用 塑料 排 水 板也 有 不 足 之处 ， 是 填 土　 一

围土体施加横向挤紧作用 ， 使地基土颗粒挤密 ， 孔隙　 减小 ， 提高了桩间土的承载力 ； 另一方面利用振冲器　

的上 下喷 口喷水 （ 或喷气 ） 助成 孔 并 护壁 ， 内填　 协 孔 以碎石

。在 砂土 中直接 产生 振动 液化 ， 密砂 土 ， 振 称　 振 冲挤 密法 。在饱 水 软 土 中 ， 动力 不 能 使 软 土 内　 振

速度受限； 二是沉降时间长。所 以在工期紧张时， 仅　 采用排水 固结法是不够的， 应辅 以反压护道 ， 采用轻　 质填料等多种方法相结合使用。且应密切注意排水　

通道 的畅通 ， 确保 软基 中的水能 够 即时排 出。 　

的孔隙水排 出挤密， 而是将填料碎石振密 ， 且挤入周　 围的软 土 中 ， 形成 粗 大密 实 的桩 体 ， 碎石 桩 ， 称 此法　 又称振冲置换法。振冲碎石桩一般按三角形或方形　 进行平面布置 ， 但要结合填土路 堤的宽度及软土情　

况 而定 ， 应 特别注 意桩 的对 称性 、 力 均匀性 以及　 并 受

２５ 预压法　 ＿

又可分 为堆 载预 压法 、 降水 预压法 、 真空 预压 法　

与路堤荷载的对应性 ， 以防止路基产生不均匀沉降。 　

以及真空 一 堆载联合预压法等。 　 （） １ 堆载预压 ： 堆载预压要有便宜方便的原材　 料 ， 载后易 于处 理和 利用 。实 际上 ， 方工程 开始　 卸 填

即对地基 逐 步进行 了加 载预压 。但 为 了考虑通 车 以　

桩的直径应按复合地基 的容许承载力进行计算 ， 桩　

距则可依桩径和桩数而定 。桩长以地基最大剪切破　

坏和 压缩层 的深 度来 控 制 ， 即桩 最 短 不 浅 于最 大 剪　 切破 坏深 度 ， 长不超 过压 缩层 深度 。 最 　

后的活荷载作用所引起的沉降， 所以， 尽管堆载到了 　

路基面， 还需 要计 算 这 些 汽车 荷 载 作用 。具 体 应 按　

４　 ６

３２ 开挖换填法　 ． 即在一定范围内， 将软土挖除， 用无侵蚀作用 的 　

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低压缩散粒体材料置换 ， 然后分层夯实。按软土层　

的分布 形态 与开挖 部位 可分 为全 面开 挖换 填和 局部　

开 挖换 填两种 。 　

４ １ 现浇薄壁筒桩　 ．

现浇 薄壁 筒 桩 是 近 年 来 新 发 明 的一 种 新 型 桩　 型 ， 是利用 一 种压入 式成 孔器 ， 过成孔 、 注 、 它 通 灌 振　

３３ 强制 换填 法　 ． 按施 工方 法分 为路 堤载 荷强 制换填 和爆 破换 填　

法 两种 。 　

动、 拔管一次成桩。它具有经济高效 、 承载力高 、 稳　 定性好 、 抵抗软基础不均匀沉降强 、 污染环境 、 不 缩　 短工期等特点。筒桩采用薄壳混凝土结构 ， 承载力　 高 ， 刚性桩 。它 主 要作 用 是 将 路 基 的 荷 载大 部 分　 属

由筒 桩 传递 到深 处 。随

后 ， 通 过 土 工 格栅 将 上 部　 再

（ ）路堤 强制 换 填 法 ： 制换 填 法 就 是 依 靠路 　 １ 强 堤 载荷将部 分 软土 层 强制 挤 出 ， 良好 的填 筑 材料　 用

置换。施工时 ， 应从 中线起逐渐 向外侧填筑 ， 但是 ， 　 对于宽路堤， 由于沉降不一致 ， 从而在路堤下面残留　 部分软土 ， 工后会发生不利的不均匀沉降， 应引起注　

意。 　 ’ 　 （） ２ 爆破 换 填 法 ： 种方 法 就 是 把 炸 药 装 入 软 土　

路基荷载均匀传递给桩土复合地基。当桩间土通过　 土工格栅与桩身发生紧密作用时， 外荷载开始 由桩　 身承担 ， 此时的桩间土沉降就基本逐步达到稳定 ， 从　 而提高了地基强度 ， 减少 路基 的沉降。另一项重要　 作用是群桩 的侧 向水平总体效应 ， 它能明显阻止路　

基 软 土 的水 平方 向位 移 ， 而 大 大增 加 路 基 的稳 定　 从

层 ， 过爆破 作用 将 软 土 挤 出的方 法 。这 种方 法 对　 通 周围影 响很 大 ， 只限 于爆 破 对 周 围构 造 物 或设 施 没　

性 。此方法 目 已在多条高速公路软基处理中推广　 前

应用 ， 实践表 明 ， 处理 后 的软土 地基 刚度 和承 载力均　

有不良影响的地区使用 。并且一般要通过几次爆破　 使路堤逐渐下沉 ， 两侧挤出隆起的软土要及时挖除， 　 保证爆破效果不致降低 。 　

３４ Ｃ Ｇ桩 　 ．　 Ｆ Ｃ Ｇ桩是 水 泥 粉 煤 灰 碎 石 桩 的 简 称 。它 是 由 Ｆ 　 水 泥 、 煤灰 、 粉 碎石 和砂 加水拌 和 而成 的高粘 结强 度　

得到大幅度提高， 施工期和工后沉降均小于塑料排　 水板 、 粉喷桩处理方案 ， 并能大大提高路堤的填筑速　 率， 缩短施工工期 ， 对解决路基沉降 、 桥头跳车 、 　 桥台 移位等软基病害特别有效。其在技术 、 使用效果 、 经　 济方面的研究成果均达到了国际先进水平。 　

桩， 同桩问土及褥垫层一起形成复合地基。其加固　

机理 主要表 现有 两种 作用 ： 第一 是挤 密 与置换 作用 ； 　 除此 之外 ， Ｆ Ｃ Ｇ桩 属 于 刚性 桩 ， 和 桩 间 土 共 同作　 它

４ ２ 异形桩　 ．

异形 灌 注桩是 建立 在 圆柱形 沉管灌 注桩 这一 成　 熟技 术之 上 的新型 桩 基 施 工技 术 ， 它继 承 了沉 管灌　 注桩 的特 点 ， 挥 了变截 面桩 的优 势 ， 而可 以充 分　 发 从

用， 即具有复合地基 的特点 ， 也具有 桩基 的某些特　

征， 在加 固区范 围 内桩 身 的变 形 控 制 复 合 地基 的变　

利用材料特性 ， 降低工程成本 。中国工程院副院长　

潘 家 铮院 士最 近对异 形 灌 注桩 给 以评 价 ： ‘ 形灌　 “异

形， 可大幅度降低地基 的沉降。一定厚度的褥垫

层　 是 Ｃ Ｇ复合地基的核心部分， Ｆ 基础下是否有褥垫层　

对地基 的承 载能力 有 很 大 的影 响 ， 有设 置 了褥 垫　 只 层 ， 问土承 载 能力 才 能 发 挥 出其 潜 在 的作用 。在　 桩 具 体 的受力条 件下 ， 于桩 身 的强 度 及模 量 比桩 间　 由 土大 ， 以首 先是桩 体 受力 ， 现 出 比较 明显 的应 力　 所 表 集 中现象 ， 且其 桩 土应力 比能 达到 较高 的值 ， 以大　 可

注桩 ’ 确有一定 的优点 和合理 之处 ， 在适 当的条件　 下， 可以与钻孔灌注桩及预应力 （ ）桩竞争。 本　 管 ” 文 主要 对近 几年 发展起 来 的浙 江软基 处 理新工 艺一　

Ｙ型 灌 注 桩 进 行 介 绍 。 该 项 软 基 处 理 新 工 艺 在　 ２０ ０３年 ７月 １ ７日通过 了浙 江 省科 技厅 的高新 技 术　 成 果认定 。Ｙ型 桩 顾 名 思 义 ， 桩 型就 像 一 个 “ ” 其 Ｙ　

幅减少桩间土承载 的荷载 ， 这一点是其他散体材料　

桩无 法 比拟 的 。Ｃ Ｇ桩 的设 计 与 计 算 包 括 ： 长 、 Ｆ 桩 　

字。由于 Ｙ型桩的桩身带有突起 的三条侧棱 ， 加上　

桩顶 配有 一个 桩 帽 ， 整个 桩 的外 形 就像 一 个 巨大 的　

桩径 、 面积置换率 、 复合地基承载力 、 复合地基 沉降　 等， 进行桩基设计 的 目的不但要使复合地基满 足承　 载力和变形 的要求 ， 还要保 证设计方案 的经济性。 　 在实 际的工 程设计 中 ， 了得到 最优 的设计 方案 ， 为 则　 需要联系实际情况 ， 根据检测结果反复调整参数计　 算， 改进设计 。 　

伞。这种特殊 的形状 （ ２ ， 图 ） 使其具有 比普通圆管　 桩更大的侧表面积 ， 因此 ， 它不仅秉承了一般沉管桩　 的优点和特点 ， 而且在消耗等量混凝土的情况下 ，　 Ｙ

型桩 承载力 比一 般 沉管 桩可 提 高 ２ ％ ～２ ％ ； 同　 ０ ５ 在

等的设计承载力要求下 ， Ｙ型桩可 比一般沉管桩节　

省投资 ２ ％。在施工中， ０ Ｙ型沉管灌注桩也无需专　

用 打桩 设 施 ， 需 将 模 具 更 换 成 “ 形 钢 模 即可 。 只 Ｙ” 　

４ 新 技 术　

其施工规范和验 收标准均可借鉴原有 的沉管灌注　

４ 　 ７

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桩， 即垂直打人软土地基 ， 达到设计深度后 ， 注混　 灌 凝土并小幅度间隙振动， 拔出桩模后 ， 在地下就会留　

下一个 “ 形 的砼 桩 。 Ｙ” 　

打之间 ， 应注意间隔的时间以及夯击坑的回填工作。 　 夯 打完成

后 ， 整平 地基 ， 应 用较 小 的能量对 整个 场地　 进行一夯搭一夯 的夯打。目的是夯实表面震松层及　 夯坑 内松散回填土。若整个施工场地的地基为非匀　 质土并与原计划不符时， 应及时采取补夯措施 ， 务使　 整个场地得到同等的夯击效果。 　

５３ 粉体喷射搅拌法　 ．

本方法是向软土地基内喷射生石灰粉、 水泥粉　

图 ２ Ｙ型桩模断 面示意图　 　

或粉煤灰等加固材料 ， 原位搅拌混合 ， 通过化学反应　 达到改 善软 土力 学性能 的 目的 。 　

粉 体搅拌 桩具 有较 高 的刚度 ， 侧 向变形 能力 ； 抗 　 能 够有 效地减 少软 基 的压 缩量 ， 调整 横 断 面 差异 沉　

５ 其他方法　 　

５ １ 浆喷桩　 ．

利用压力将化学溶液或胶结剂通过注浆管均匀　

地 注人士层 中 ， 用 固化剂 和软 土 之 间所 产 生 的一　 利 系列 物理化 学反 应 ， 水 泥 的水 解 和 水 化 反 应 （ 如 形　

降， 并且可以承受较快的加荷速度 ； 在路基填土过程　 中， 不宜使用冲击力过大的压路机 ， 可适当增加碾压　 遍数 ， 尽量使处理后的基底桩间土相对固结稳定 ， 　 以 增加抗剪能力 。粉体搅 拌桩不能改善地基 排水 条　 件， 但通过吸水 固结可提高桩间土的结构性， 同时桩　 顶铺 垫砂层 可便 于 地基 排 水 ， 而 可 适 当加 速 桩 间　 从 土的固结 ， 降低工后沉降量 。 　

参 考 文 献　

成水泥石 骨架 ） 离子交换 和 团粒化 作用 、 ， 硬凝反　

应、 碳酸化反应 ， 使软土硬结成具有整体性、 水稳定　

性和一定强度的水泥加 固土 ， 从而提高地基强度 和　

增大变形模量， 减小地基沉降， 使其成为优质地基。 　 加固软土地基的浆液大致有下列几类 ： 水玻璃为　 主剂的浆液， 水泥浆液 ， 以纸浆废液为主剂的浆液等。 　

［ ］ 罗嘉运． １ 岩土工程及路基． 北京 ： 中国铁路出版社 ，９７ １９ ． 　 ［ ］ 陆鼎中 ， ２　 程家驹 ． 路基路面工程（ 第一 版） 上海： ． 同济大学出版　

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应用 研究． 岩土力学 ，０ ５ ２ （ ２ ０ ，６ 增刊） １ ８— ０ ． ：９ ２ ０　

５２ 强夯法　 ．

自２ ０世纪 ７ 年代初法 国人 Ｌ・ ０ 梅纳首次提出　 采用强夯法加固填土地基 以来 ， 该项技术已在世界　 各地广泛应用于碎石土 、 砂土 、 黄土 、 填土和非饱和　 粘性土等的地基加 固中。所谓强夯法 ， 就是将数吨　 至数十吨的重锤从高处 自由落下 ， 对软土地基进行　 强力夯实 ， 以提高其强度。用强夯法加固的土基 ， 承　 载力会

明显提高 ， 沉降量也会降低 。其原理在于 ： 在　 强夯过程中， 土体中微小气泡的体积压缩， 土的孔隙　 减小 ， 土体局部液化 ， 土的结构破坏并且强度下降到　 最低位 。随之在夯击点周围出现径 向裂隙， 形成树　 枝状的排水网络 ， 使土体渗透性大大增加 ， 孔隙水得　

以顺利 溢 出 ， 加速 了土 体 的 固结 。继 而 因粘 性 土 的　

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２ ０１　 ０ ．

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社 ，９ ８　 １９ ．

触变性 ， 使土基 的强度得到恢复和增强。 　 强 夯法 的施工 ： 通 过 试 夯取 得 必 要 的施 工 参　 先

数， 然后 根据 试 夯 数 据 布置 夯 击 点 （ 般 按 方 形 布　 一

［ ２ 池淑兰 ， 书祥． １３ 孔 路基工程． 北京 ： 中国铁道出版社 ， ｏ ． ２ ２ ０ 　 ［ ３ 营瑞海 ． １］ 浅析塑料排 水板在 软土路基 处理 中的应用． 山西交　

通科 技 。０５，． ２０ ２　

点 ）拟定夯打遍数 和每遍夯打次数 ， 、 以及前后两遍　 夯 打 的间隔 时 间 。施 工 机 可 用 ５ ０—１０ ０ｔ的 吊机 或　

三 角架 。锤 重 一般 为 １ ２ｔ底 面积 ３— ｍ ， ０— ０， ６ 　 自由　

第 一作者通讯地址 ： 江省嘉兴 市 中山东路县 南街 ４ 浙 ６号嘉　 兴市交通投资集 团有限责任公司 邮编 ：１０ ０ 　 ３ ４０ 　

落高 １ — ０ 加 固深度可达 １ ２ ｍ ０ ２ｍ， ０— ０ 。在两遍 夯　

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