地基处理施工方案(软基处理)(1).docx

未来科技城国际教育园项目幼儿园地块软基处理方案一、 场地基本状况1.1拟建的未来科技城国际教育园区项目，位于杭州市余杭区中泰街道南湖景区，项目规划用地面积为117944平方米（约176.9亩），总建筑面积约为87105平方米。场地西南角拟建幼儿园，建筑物约12层。现幼儿园区块地基主要为淤填土，主要成分为建筑泥浆，放置时间约56年，泥浆深度约为710m，面积约25600m2。1.2填土区泥浆呈流塑状，长满芦苇，土质极软，承载力基本为0，含水量很高，颗粒极细，不能直接上人和设备。场地现状图本次淤填土区地基处理主要针对泥浆层及3层淤泥质粘土层。1.3施工平面布置二、软基处理工程条件2.1拟处理地层根据浙江中材工程勘测设计有限公司2015年10月提供的本项目的岩土工程详勘报告，应予以处理的软土地层为1粘土以上的地层，处理的厚底为10.114.1米。拟处理的各土层状况如下。1杂填土：杂色、松散、湿。成分以粘性土为主，含碎石砖块，揭露厚度1.15.3m，西侧厚度大。2淤填土（塘泥）：灰、灰黑色、饱和，流塑软塑，由原状鱼塘淤泥与外来排放施工泥浆组成，岩性相变大。本场地普遍存在，揭露或可见厚度1.26.3m，相邻孔的最大厚度差为4.9m，层顶坡度达19.2%。粒度成份以粉性粘粒为主，渗透系数为7.610-8cm/s，Es为2.14MPa，为极高压缩性、极低渗透性软土。本地块因仅北侧、西侧有10个钻孔，大多范围的层后及物理学性质不祥。粉质粘土：为原状沉积土，灰黄色、饱和，软可塑状，揭露厚度1.13.9m，一般为1.21.4m，层厚较小。W：35.7%，e：1.030，Es12:4.58Mpa。fak：120kPa。淤泥质粘土：灰色，饱和，流塑状，局部夹层粉土。揭露厚度04.9m，厚度变化较大。W：49.3%，e：1.386，Ip：18.3，Es12：3.11MPa，fak:70kPa,属高压缩性粘土。拟处理地层为极高压缩性的1层和高压缩性的层及杂填土，处理深度为10.114.1m。2.2水文地质条件地表水：场地北侧的地表水沟深度不详，宽度大于15m；东侧有人工开挖的水坑，其深度大于2m，降雨时地表水从南侧流于水坑中。地下水：杂填土中有受降雨补给的上层滞水，表层芦苇根系土层中有孔隙潜水，使2层淤填土的含水量高而甚稀软。浅表地下水从淤填土面渗出向水坑排泄。2.3地面地形与地貌条件由于人工堆填和开挖，导致地表高差大，东、北地面低，南侧高。因地面稀软和芦苇丛生，地面高程不明。三地基处理工程条件分析3.1地基处理前准备工程量大1）清表与平整工程量大：具体为大量芦苇割除，苇根清除，场地高度差的地表平整。2）平整场地后的1/1000高程测量。3）应进行按详勘要求的建筑场地补充勘察和按初勘要求的道路场坪勘察。3.2建筑物类型为严要求的沉降敏感型幼儿园由于2淤填土为岩性变异较大的鱼塘淤泥和施工排放淤泥，含水量高，强度极低，渗透性极差和厚度变化大，表现出强烈的非均质性，为确保幼儿园使用期的地基绝对安全，消除场地的不均匀沉降和使工后沉降达到极小，所选用的地基处理方法应与之相适应，尽可能稳妥。3.3建筑场地沉降初步分析根据勘察报告提供的北、西侧10个钻孔剖面与全场地的2、层土的物理力学性质，以及现场踏勘了解的情况，以2层建筑物的使用荷载50kPa，设计地面标高+9.8m为条件，采用分层总和法对10个钻孔进行了主固结沉降评估，计算结果见下表一（仅考虑现有10个钻孔主固结沉降量表）：表一孔号Z169Z170Z166Z165Z162Z173Z174Z171Z167Z163平均最大差相邻点最大差沉降mm574330348369228517327281264378361346244计算结果仅代表既有钻孔情况，更详尽的数据有待补充勘察后方可得出。表中数据表明，固结沉降量平均不太大，为361mm，但差异沉降量大，达到346mm，相邻点的不均匀沉降量有244mm，差异沉降率达到10，属于明显的不均匀沉降场地。3.4地基处理的要点与难点3.4.1地基处理要点鉴于上述分析，本场地软土地基处理的要点为：通过排水固结施工达到地表承载力满足下步机械施工的要求，使fak70kPa；基本消除软土的主固结沉降量和不均匀沉降量，建筑物区的施工沉降量达到平均340mm以上，差异沉降率达到3。3.4.2地基处理难点前述分析说明，本场地的软基处理难点在于：1）因现有场地均为极软淤泥，上生长芦苇、柳树等植物，应对耕植土进行清理，要解决如何清表、具备轻型机械进场施工的能力;2）使用要求不同，需依使用要求和补充勘察资料，在进行精确使用分区的基础上实行差异式处理方法与参数设计、施工；3）地标高尽管标高差较大，但总体平均标高要高出设计地面标高9.8m约1.0m厚度，有近2万多立方米流塑状土体挖卸外运；4）淤填土渗透性极差，短时间难于完成排水固结，而且该层的现有承载力太低，要将其提高到70kPa以上，必须有较长的处理时间或施加较高的预压荷载，采用等载的预压方式工期会很长。四地基处理方案4.1地基处理方案比选处理方法优点缺点可用性固化剂法方案成熟，处理深度大，后期沉降小工期较不好控制，操作不安全，成本太高不宜堆载预压法方法成熟，处理深度大，工后沉降小，成本较低工期很长（180天），需要6m以上厚度堆载填土堆卸，消除差异沉降较难，表层刚度低不宜真空预压法方法成熟，处理深度大，工后沉降小，无需堆卸填土工期较长（预压时间约140天），对杂填土要打密封墙，预压荷载较低，成本较低宜用于非建筑物地段短程超载真空预压动力排水固结联合法预压荷载高、工期短（预压时间6080天）、处理深度大，工后沉降下、表层强度高，可克服差异沉降专利技术，工期较短，过程控制严、成本较高、要用1.5m厚堆载填土及动力固结适用于建筑物地段4.2专利技术简介4.2.1“快速消除不均匀沉降的软地基处理方法”（专利号ZL200610097705.5）（专利一）：这是一种基于以统一的工后沉降量为标准，通过不同使用要求下的主固结沉降量精确计算，将拟处理的软土场地划分施工区域，以不同的处理方法和施工差数对各施工区进行控制，使之达到各区的施工沉降量不同，但工后沉降量相同或满足设计要求。该技术可在施工过程中解决场地的工后差异沉降的难题。4.2.2“短程超载真空预压动力排水固结联合法”（专利号ZL200610097704.0）（专利二）：本专利是静动排水固结法的耦合技术。利用软土在真空负压作用下有效应力逐渐提高但固结沉降速率相应不断下降的规律，当沉降速率下降到某一数值时增加堆载填土静力荷载形成静力叠加的超载预压，使软土的排水固结速率加快；随着软土的有效应力的进一步提高，超载下的固结沉降速率亦随之衰减，此时在堆载填土上施加适当能量的动力荷载，对软土形成静动叠加的高超荷载预压，促使软土的固结速率加快。通过对软土施加等载超载高超载的排水固结过程，促使拟处理的厚层软土在较短时间内以较快的沉降速率快速完成排水固结。具有处理深度大，施工沉降大，工期短，工后沉降量小，表层刚度和承载力高的优点。4.2.3类似工程项目名称工程规模时间处理方法简介处理效果威海港新港二期软基处理工程16万m22013年专利一，专利二fak80kPa，工后沉降30cm山东日照日照港石臼港区吹填造陆地基处理工程16万m22012年专利一，专利二fak80kPa，工后沉降30cm汕头东部新城软基处理工程试验区4万m22014年专利一，专利二fak100kPa，工后沉降20cm福建福安鑫茂冷轧硅钢有限公司2#、3#厂房地基处理工程45万m22012年专利一，专利二fak120kPa，工后沉降10cm温州乐清湾港区南区一期地基处理工程45万m22010年竹网+真空预压+降水+强夯fak100kPa，工后沉降2m。5.3.5 B区覆水真空预压设计为缩短预压时间和提高层固结度，对道路范围的B区采用覆水预压方法。在真空预压试压稳压开始后在密封沟内侧的真空膜用袋装粘土堆砌高度12m的围堰。围堰在抽真空后拆除并排除围堰内的水。覆水围堰真空预压5.3.6 A区填土超载设计 A区在真空预压2030天左右，视沉降速率下降情况，在真空膜表面先铺设一层300g/m2的土工布，然后土工布上铺首层0.50.8m无碎石砂土或粉质粘土、粉细砂，在观测真空度无下降情况后再回填上层1.00.7m碎石土或山皮土，碎石土中的碎石粒径小于10cm，无尖块石。形成约110120kPa的超载预压荷载实施超载预压。5.3.7 A区动力加载设计当堆土真空超载预压的沉降速率下降后，在填土表面实施动力普夯。普夯单击能600-1200kN.m，每点2-5击,夯点连接，形成预压荷载大于150kPa的高超载静动预压，促使软土进一步加速排水固结。强夯5.3.8 A区排水强夯设计在停止真空预压，平整场地，测量标高和静力触探后，按静力触探参数和标高进行排水强夯设计。排水设计:目的是为了排除砂垫层中真空预压存水和快速消除强夯产生的高压孔隙水。排水采用管井，深度达到砂垫层以下1m，采用潜水泵抽水。强夯点夯:采用二遍点夯，单击能6001200KN.m，每点4-8击，点间距68m正方形布设，第二遍点夯夯点在一遍点间内插。满夯:一遍满夯，单击能8001200KN.m，每点12击，1/4锤印搭接。5.3.9振动碾压A、B区均应进行振动碾压，采用18-22t压路机进行碾压遍数不少于4遍（来回为一遍）。5.3.10处理时间设计A区:从真空预压开始后，在可保证膜上填土不多于15天的条件下，处理施工时间100天，大体为真空预压试压7天，真空预压稳压25天后填土，40天后形成填土超载预压， 6070天后普夯形成高超载预压；80天后停止真空预压，85天后形成降水强夯，100天施工结束。B区：从真空预压试压稳压后开始围堰覆水，130天后停抽真空排水后清除表面膜晾晒，140天内完成表层碾压。5.3.11过程控制设计高程测量：在施工前平整场地，铺砂垫层后，插打排水板后及停止抽真空平整场地后A、B区均应进行高程测量，以确认地表沉降状况。静力触探：各区场地应在工前及工后进行同点位静力触探测试，确认2、层土的处理效果，而A区还应在强夯前进行工中静探，以确认前期处理效果和为强夯设计提供依据。A区土方堆载与普夯时间控制，依S-T曲线的沉降速率及施工沉降量判断。5.4施工监测设计位确保施工质量和过程控制，地基处理过程设计进行表层沉降，深层沉降，孔隙水压力及侧向变形监测，具体设计在补充勘察后进行。5.5地基处理效果预估按上述方案和程序、控制过程进行处理后，可取得下述结果：A区：表层承载力特征值fak100kPa，软土固结度90%，工后沉降量不大于10cm，场地不均匀沉降率3。B区：表层承载力特征值fak80kPa，工后沉降量不大于20cm，场地不均匀沉降率4。A、 B区的处理深度均达层淤泥质粘土底板。六施工安全保证措施本工程特点是：工程量大、施工机械较多，因此，保证安全施工是本工程的重要环节，为保证工程施工顺利进行，采取如下措施：（1）施工作业前，进行全员安全教育，提高全员安全意识；（2）公司将不定期组织安全大检查，找出安全隐患，并加以改进；（3）现场设立施工区和安全区，施工区禁止无关人员进入，施工人员进入现场必须戴安全帽；（4）加强施工机械各部件的检查，避免安全了隐患；（5）各机械应保持不定期的安全距离，避免飞石伤害人和设备。七工程量及工期、造价7.1工程量清单本工程量清单详见下表： 工程量清单一览表 表一序号工程项目规格单位工程量工程量1场地清表/m2256002编织布200g/m2编织布m2256003竹网0.5m*0.5mm2256004土工布200g/m2m2366005中粗砂排水垫层厚度0.5mm3183006陆上打SPB150型塑料排水板(机械打长板）长度12m，间距0.8m根17187m2062507陆上铺设无纺布一层300g/m2无纺布m2110008陆上打SPB100型塑料排水板（机械打长板）长度12m，间距0.8m根22812m2737509土石方/m31100010强夯/m21100011围堰/m70012真空预压试压、稳压A区8090天m211000B区130天m21460013整平碾压/m2256007.2各分区造价预估如下：工程预估价 表二分区面积预估工期预估单价预估总价备注A区11000m2150180天550元/m2605万元B区14600m2180220天360元/m2525.6万元总体25600 m21130.6万元7.3各分区施工工期（施工横道图见附表一）： 施工A区（短程超载真空预压动力排水固结联合法） 表三项目名称施工持续时间（天）人员备注场地清表3040工作垫层施工1530插打排水板1516真空预压准备工作1260真空预压试压、稳压804堆载土石方1515包含在真空预压试压、稳压工期内填土超载预压304包含在真空预压试压、稳压工期内满夯、高超载预压1016包含在真空预压试压、稳压工期内埋设管井、强夯2020场地检测53 施工B区（覆水真空预压法） 表四项目名称施工持续时间（天）人员备注场地清表4040工作垫层施工2030插打排水板2016真空预压准备工作1560真空预压、覆水稳压1304真空预压卸载、检测56平整场地54附表一：八意见和建议 因本工程拟处理场地淤泥主要为放置一段时间的建筑泥浆，具有承载力极低，含水量高、压缩性大、渗透性极低等特点，土的工程性质与沿海吹填淤泥土存在一定差异。本工程地基处理存在难度大、工期紧、在本地区还没有成功的先例。 我们提供一些意见和建议以供参考。 1）本方案是根据现有资料（包括勘察单位提供的部分钻孔图、土样分析、业主提供的淤泥范围图等）进行设计，部分资料不全，在进场后应尽快进行有针对性的补充勘察，以对方案进行修正。2）地基处理过程中，应对各项指标进行实时监测，如沉降速率、沉降量、孔隙水压力等，根据各项指标调整后续施工参数和施工方案，进行信息化施工。3）地基处理完成后，应根据处理效果确定后续施工工程施工方案，如建筑基础的选型、桩基的施工方案、增加钻孔灌注桩桩护筒措施、处理后表层回填山皮土以进一步提高承载力等，或为后续工程顺利开展而采取的一些其他措施。4）本工程工期紧，但短时间内需要采购大量的砂石材料，预计中粗砂18000m3，山皮土11000m3，采购和运输等外部环境会成为影响施工工期的一大因素，需有关各方加强沟通并保持协调。