飽和軟土地基預(yù)處理技術(shù)與應(yīng)用

xx大學(xué)廣東科學(xué)中心籌建辦公室廣東省基礎(chǔ)工程公司廣東工業(yè)大學(xué)中國科學(xué)院xx地球化學(xué)研究所xx海洋地質(zhì)調(diào)查局

廣東科學(xué)中心

飽和軟土地基預(yù)處理技術(shù)研究與應(yīng)用

廣東省科學(xué)技術(shù)獎勵匯報(bào)材料匯報(bào)內(nèi)容一、工程概況二、科學(xué)試驗(yàn)研究三、工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測及檢測四、經(jīng)濟(jì)效益分析五、成果及推廣應(yīng)用1、場地位置

廣東科學(xué)中心是省政府投資興建的重點(diǎn)工程，建設(shè)地點(diǎn)在xx大學(xué)城西部，建設(shè)場地地勢低平（海拔標(biāo)高約為4～5m，設(shè)計(jì)要求場地標(biāo)高8～9.5m），其天然地基承載力不能滿足上部建筑施工及使用階段的要求。一、工程概況

廣東科學(xué)中心的原始地貌

砂土液化分布圖淤泥質(zhì)土厚度變化平面圖2、場地工程地質(zhì)特點(diǎn)(1)軟弱土層厚度較大；(2)淤泥含水量高，孔隙比大，壓縮性高，強(qiáng)度低；(3)場地抗震性能差；(4)滲透性相對較好。3、建筑場地對地基的要求(1)主場館采用樁基礎(chǔ)，需加強(qiáng)地基對樁基的側(cè)向約束，提高抵抗水平荷載的能力，消除豎向負(fù)摩阻力；(2)施工工期短，需加快地基排水固結(jié)、提高場地承載力，滿足工期進(jìn)度及上部結(jié)構(gòu)施工要求；(3)有利于基坑開挖支護(hù)。工程規(guī)劃占地45萬m2，建設(shè)場地面積為38.7萬m2。場地對地基的要求為：

在全面調(diào)研，總結(jié)了國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)及失敗教訓(xùn)后，經(jīng)過多種地基處理方案的比較，提交了《廣東科學(xué)中心建設(shè)場地地基處理與監(jiān)測建議書》。4、地基處理方案論證（2004年1-4月）該建議書在2004年4月30日，通過了由國內(nèi)著名的建筑地基、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的院士、教授、高工組成的專家組的審查。其結(jié)論為：課題組所建議采用的動靜結(jié)合排水固結(jié)法處理軟弱地基的技術(shù)方案比較合理、先進(jìn)和可行，且施工工期較短，造價(jià)較低。試驗(yàn)區(qū)分布與現(xiàn)場監(jiān)測、檢測平面布置圖①現(xiàn)場監(jiān)測：孔隙水壓力、分層沉降、測斜、土壓力、地面沉降及夯區(qū)周邊土體隆起、夯沉量監(jiān)測。②夯后檢測：鉆孔取土樣、室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)、靜載試驗(yàn)、靜力觸探及十字板剪切試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等。集水井排水溝1、試驗(yàn)方案（2004年5-6月）二、科學(xué)試驗(yàn)研究選取了1600m2的場地，作為動力排水固結(jié)法的施工試驗(yàn)區(qū)（分為5個(gè)區(qū)），進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)研究。通過吹砂填淤、設(shè)置排水板、合理布置排水溝與集水井，采用“少擊多遍、逐級加能、雙向排水”技術(shù)，成功的進(jìn)行了動力排水固結(jié)法試驗(yàn)施工。試驗(yàn)參數(shù)如下表所示。二、科學(xué)試驗(yàn)研究1、試驗(yàn)方案2、試驗(yàn)結(jié)果分析典型孔隙水壓力與時(shí)間關(guān)系曲線圖監(jiān)測結(jié)果：兩遍夯擊間隔時(shí)間為5-7天，比常規(guī)強(qiáng)夯法處理飽和軟土的孔隙水壓力消散時(shí)間要快。測斜監(jiān)測成果圖

夯擊能1200kN·m夯沉量監(jiān)測成果圖

夯擊能1000kN·m夯擊能800kN·m強(qiáng)夯施工可滿足施工進(jìn)度要求；夯后土的物理力學(xué)性能指標(biāo)和地基承載力均有較大幅度提高，上部軟弱土層得到了排水固結(jié)；通過標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)證明，深部砂土液化得到了明顯的改善。3、試驗(yàn)結(jié)論4、適合廣東科學(xué)中心地基處理新技術(shù)的提出在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了“吹砂填淤、動靜結(jié)合、分區(qū)處理，少擊多遍、逐級加能、雙向排水”的飽和淤泥質(zhì)砂土地基預(yù)處理新技術(shù)，探討了加固機(jī)理?！半p向排水”原理如下圖所示。試驗(yàn)區(qū)巧妙地利用廣東科學(xué)中心的巖土層結(jié)構(gòu)——淤泥質(zhì)砂土層構(gòu)成雙向立體排水系統(tǒng)，加速超孔隙水壓力的消散，有效地消除了砂土液化。分區(qū)處理：根據(jù)重大工程項(xiàng)目上部建筑的使用功能、對地基基礎(chǔ)的要求不同，針對建筑場地的工程地質(zhì)特征，采用概念設(shè)計(jì)的方法，結(jié)合工地建筑材料、施工工期等實(shí)際情況，進(jìn)行分區(qū)處理，從而達(dá)到較佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；少擊多遍：傳統(tǒng)強(qiáng)夯法通常不適宜軟土地基處理，施工時(shí)易發(fā)生“掉錘”事故，即夯錘陷入吹填砂層下的巨厚淤泥層之中的工程事故；本技術(shù)實(shí)施強(qiáng)夯時(shí)，通過調(diào)整夯擊能量和夯擊次數(shù)，預(yù)防了事故發(fā)生，從而加速軟土地基的排水固結(jié)；逐級加能：傳統(tǒng)強(qiáng)夯法通常先加固深層、再加固中層和淺層；本技術(shù)實(shí)施強(qiáng)夯時(shí)，先加固淺層、再依次加固中層和深層，即逐級加能的方法，從而有效地保證了施工效果。雙向排水:傳統(tǒng)強(qiáng)夯法通常為單向排水；本技術(shù)巧妙地利用廣東科學(xué)中心的巖土層結(jié)構(gòu)——淤泥質(zhì)砂土層構(gòu)成立體排水系統(tǒng)，通過雙向排水有效地抑制超孔隙水壓力的上升、并加速其消散。三、工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測及檢測1、工程設(shè)計(jì)

分區(qū)處理，設(shè)計(jì)時(shí)將場地分為兩大部分：第一部分為動力排水固結(jié)區(qū)，含科學(xué)中心主館、學(xué)術(shù)交流中心、入口廣場、停車場等約17萬平方米；第二部分為超載預(yù)壓區(qū)，含室外展場等約21.7萬平方米。超載預(yù)壓區(qū)動力排水固結(jié)區(qū)1動力排水固結(jié)區(qū)21、工程設(shè)計(jì)

動力排水固結(jié)區(qū)設(shè)計(jì)圖三、工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測及檢測1、工程設(shè)計(jì)

三、工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測及檢測

超載迎預(yù)壓徒設(shè)計(jì)嬸圖1、斷工程吵設(shè)計(jì)三、商工程勿設(shè)計(jì)花、施何工、綱監(jiān)測委及檢推測1、啊工程狹設(shè)計(jì)三、駛工程螺設(shè)計(jì)局、施租工、僅監(jiān)測濁及檢舌測超載預(yù)壓設(shè)計(jì)參數(shù)表2、課工程宋施工2.絮1關(guān)動絡(luò)力排衡水固斬結(jié)法牛（強(qiáng)戀夯法嘉）施獵工：薪（17欠萬平魯方米貿(mào)）(1占)施畜工程歉序?yàn)槌椋捍滴魃笆濉曦Q向弦排水掌帶施降工皮→漿施工礙分區(qū)慣排水被溝施折工蒙→奧三～途四遍靈逐級擾加能鞏強(qiáng)夯妨施工構(gòu)→羊一～培二遍痕低能同滿夯(2桐)是在大務(wù)面積必的動置力排音水固攤結(jié)區(qū)扶內(nèi)，艙采取苦分區(qū)鋒設(shè)置淺排水揚(yáng)裝置引，包尤括排節(jié)水溝魚(間遮隔3淡0m逮，寬巖5m肢)和虧集水蜜井(萌沿排某水溝印每2碑0m會～3脹0m岡設(shè)置嗚一個(gè)舅),易與梳豎向排排水瘡帶構(gòu)勵成網(wǎng)范狀排寸水系肯統(tǒng)，比進(jìn)行疫連續(xù)港抽水衛(wèi)，可既加速壩強(qiáng)夯竊后的議孔隙佩水壓芽消散于。2.飲2奸超愚載預(yù)材壓施吧工：歸（伯21.脆7萬覽平方尼米）(1纖)應(yīng)施工獸程序苦為：哲吹砂拐→脂豎席向排著水帶械施工科→倒鋪暫設(shè)無淡紡?fù)撂展げ碱i和盲似溝等治水平須排水更帶施悶工贏→堆射土施洪工（姻從近出至遠(yuǎn)檢、分塊層堆計(jì)載、惑分層工碾壓耍）(2藥)酬因地槽制宜唐，吹理砂與寒堆土五相結(jié)至合吹填吧砂大學(xué)待城場損地平贊整的供45惜萬方垃余土大學(xué)戲城外圍環(huán)路線卸載決20迅萬方塘泥申處理20倘萬方2.奮3除塘泥達(dá)處理針對店堆土伐施工間中出見現(xiàn)的笑塘泥知擠出紫問題首，提雄出“繁就近銷處理睬、因賣地制役宜”肌的區(qū)橡域環(huán)輔境巖柏土工影程處婦理概張念。采用捎了“臂填土價(jià)擠淤乏、化理淤為里土、艙混土娃為料免”的邊淤泥承處理叨方法良，避斧免了升淤泥訊外運(yùn)肥，處蘋理近棒2介0闖萬m3塘泥稻地塊徑，保否證了耍后續(xù)暫工程怨的順揭利進(jìn)縱行，械縮短券了施鑒工工糖期，好達(dá)到喇了節(jié)去能環(huán)抄保效壟果。2、鑼工程令施工排水覆溝施經(jīng)工實(shí)蹦況塑料壓排水江帶施蛾工實(shí)圾況集水頁井施懼工實(shí)饑況施工散現(xiàn)場謙實(shí)況喝照片堆土頂施工施工截現(xiàn)場江監(jiān)測箱：孔翼隙水元壓力尸、測引斜、灣分層夫沉降翅、邊雜樁水約平位辛移以弊及地息表沉爹降等靈；地基茅處理豈后的橋工程過檢測臟：鉆女孔取數(shù)樣、之室內(nèi)粱常規(guī)望土工謊試驗(yàn)夸、標(biāo)廈準(zhǔn)貫?zāi)寥朐嚩?yàn)、獲靜力糟觸探閃試驗(yàn)曾、靜泉載荷賀試驗(yàn)乳以及誦瑞雷敲波法尼檢測端等。3、細(xì)工程前監(jiān)測發(fā)及檢喇測3.房誠1平動力率排水賣固結(jié)封區(qū)的估監(jiān)測焰和檢語測結(jié)資果(1齡)恥夯沉營量與胃工后炊沉降輸?shù)谋O(jiān)漆測夯點(diǎn)列的夯戶沉量閉均在13黎00熟mm趟~1爬60歲0m諸m左右牢；三~四遍區(qū)強(qiáng)夯堵施工連完成唐后總何夯沉柴量在50沉0m倒m~昏11踩00僚mm之間鳴；強(qiáng)夯霸完成7個(gè)月包后，20乒05年5月25日測向量標(biāo)方高分復(fù)析：義動力膜排水漢固結(jié)1區(qū)的驢平均努工后別沉降獄為19紹.5折mm，滿減足設(shè)轉(zhuǎn)計(jì)要疾求。(2詢)雀夯后蔑檢測牲結(jié)果a、摩0-楊4米捐土層慎的土睛工參嚇數(shù)大但幅提隊(duì)高，宇地基垮承載連力特益征值猜約為財(cái)13菜0k區(qū)Pa搞以上姜；b、趨4-科8米米土層躺的土膽工參矩?cái)?shù)有勒一定贊幅度導(dǎo)的提惜高，秧地基蜻承載趟力特醒征值相約為抱10恥0k酸Pa敲左右秀；c、豆8-甲14狠米土孤層的軋土工誼參數(shù)甲有所灑加強(qiáng)佛，砂葡土液印化已選基本崇消失映；d、捎夯后塞進(jìn)行禾12史組樁忽基試版驗(yàn)，歉包括渾豎向迎靜載朝試驗(yàn)唇及水槍平載輔荷試閃驗(yàn)，唐證明思樁基軋豎向架與水誦平承拋載力扭均滿兵足設(shè)驢計(jì)要濃求，喬樁數(shù)根從原示來的次15齒00欣根減臘少至麥10率96店根。3.苗1警動力頑排水奇固結(jié)篇區(qū)的墳監(jiān)測叫和檢述測結(jié)秒果3.傻２萍超載磁預(yù)壓鈔固結(jié)色區(qū)的蘆監(jiān)測蕉和檢位測地表機(jī)沉降慎－時(shí)垂間曲忍線圖邊樁攀水平挎位移蜂－時(shí)悟間曲愛線圖4、桐進(jìn)一暴步研偏究成棵果——舉動力醒排水道固結(jié)禮處理設(shè)前后鹽微觀皇特性城研究采用液氮袍真空販冷凍組制樣閉技術(shù)并、噴嚴(yán)金鍍材膜技什術(shù)、潤掃描接電子祝顯微辭技術(shù)涂和計(jì)扶算機(jī)嶼圖像督處理劈燕技術(shù)，對終動力滔排水柱固結(jié)扔處理心前后侵46何組試語樣的飛96地幅飽森和軟攜土微嚼結(jié)構(gòu)裹照片棍進(jìn)行讓了相貸應(yīng)的技定性足和定決量研竄究。（1霸）勵定性偷研究飽和棍軟土散的微頃結(jié)構(gòu)截的變吸化經(jīng)動漫力排年水固齒結(jié)預(yù)欠處理高后，涼微結(jié)仗構(gòu)連拌接更股為緊慶密，鉤微結(jié)信構(gòu)基愉本單別元由紊碼流狀足排列縣向定奏向排脫列轉(zhuǎn)崖化。夯點(diǎn)挎軟土拳微結(jié)劃構(gòu)圖披（×捧30氏00至）夯間附軟土凳微結(jié)肚構(gòu)圖天（×徐30孩00霞）從夯鴨間→誤夯點(diǎn)稍，大孔渣隙數(shù)采目明波顯減太少，孔旨徑趨所向于矛變小鞋。飽和貍軟土歪的孔對隙特覆性的四變化施工宏工藝鴨對飽團(tuán)和軟媽土微粒結(jié)構(gòu)眉的影雀響（1畫）廁定性蘭研究孔隙腿特性婚定量破研究22（2鏈）攤定量疲研究a、配微結(jié)蜂構(gòu)參座數(shù)與暢壓縮等系數(shù)遠(yuǎn)的相域關(guān)性采用亦多元峰逐步灶線性預(yù)回歸改方法陵進(jìn)行象分析竟，發(fā)撥現(xiàn)當(dāng)層顯著融性水常平為停0.轟05爐時(shí)，亮微結(jié)送構(gòu)參場數(shù)與勸常用測工程級物理易力學(xué)絡(luò)參數(shù)蛛指標(biāo)淘間具息有較毒強(qiáng)的您線性塌回歸呀關(guān)系夕：b、蹲微結(jié)淹構(gòu)參歉數(shù)與喬壓縮毯模量途的相蹈關(guān)性c、簡微結(jié)和構(gòu)參狡數(shù)與烘內(nèi)聚泛力的桑相關(guān)自性d、上微結(jié)潮構(gòu)參沃?jǐn)?shù)與們內(nèi)摩寇擦角日的相吵關(guān)性（2庸）馬定量欠研究四、沸經(jīng)濟(jì)崖效益題分析四、混經(jīng)濟(jì)事效益絲式分析1、賞創(chuàng)新靈點(diǎn)（1唯）首蘆次綜補(bǔ)合采覺用“抗吹砂封填淤別、動曬靜結(jié)肥合、掠分區(qū)巷處理亮，少啦擊多信遍、朱逐級串加能膚、雙楊向排懲水”防的地遮基預(yù)揀處理榨新技潤術(shù)，懷巧妙專地利父用了勇廣東賞科學(xué)冷中心緒建設(shè)仁場地陸的工奏程特信征，哲成功干地處揚(yáng)理了完38膛.7喂萬m2的飽睬和淤叢泥質(zhì)捆砂土必地基挺。（2丈）首束次聯(lián)騰合采訊用國下內(nèi)外多領(lǐng)先納的多間項(xiàng)分仰析處予理技嘩術(shù)，負(fù)對動觸力排武水固愁結(jié)法處理豪前后而飽和子軟土類的微落觀結(jié)豆構(gòu)進(jìn)看行了騎分析蟲評價(jià)行，實(shí)鏈現(xiàn)了弄定性院與定籌量相爐結(jié)合鑒、宏脹觀與剝微觀吧相結(jié)捷合。五、懼成果睬及推相廣應(yīng)獵用（3雨）理愉論與洪實(shí)踐災(zāi)密切畝結(jié)合初。全催方位遍跟進(jìn)漁施工譯全過導(dǎo)程，株及時(shí)脾解決瞞工程橋中所吩遇到通的各疫類技充術(shù)問忌題，能為重駱點(diǎn)工性程保派駕護(hù)竄航。（4倉）產(chǎn)島、學(xué)事、研梁相結(jié)挽合。傲充分刮體現(xiàn)嶄科技放團(tuán)隊(duì)暑攻關(guān)厚的優(yōu)訓(xùn)勢，愿探索從了高蚊等學(xué)麻校、確科研與院所泥與設(shè)嫌計(jì)施乒工單據(jù)位合塞作開慈展重比大項(xiàng)歸目科勝學(xué)研蔑究的堪新機(jī)雀制，舍將先夢進(jìn)施曲工技阻術(shù)直姑接轉(zhuǎn)妙化為嚴(yán)生產(chǎn)邁力。五、圓成果絹及推認(rèn)廣應(yīng)勺用2、納已取夕得的礙成果(1陡)成籮功處智理了們38福.7鉆萬平孩方米巖的軟償弱土蘆地基宮，縮輪短施謝工工丟期，冬滿足理廣東宏科學(xué)叮中心果工程猶進(jìn)度桌要求逆；(2查)提男交研云究報(bào)挑告，題發(fā)表紀(jì)了相沉關(guān)學(xué)唯術(shù)論即文；為實(shí)專現(xiàn)將歉廣東渾科學(xué)倉中心秩建設(shè)搶成為浴“國黃內(nèi)領(lǐng)移先、藥國際北一流畢”的場目標(biāo)遺，奠兩定了柿基礎(chǔ)撓。五、抖成果盾及推掙廣應(yīng)渡用2、兼已取魯?shù)玫钠懦晒?1癢)成扁功處末理了戀38軋.7部萬平往方米浪的軟簽弱土悲地基淘，縮異短施卻工工盞期，醉滿足扣廣東凱科學(xué)戀中心榴工程橋進(jìn)度傘要求續(xù)；(2暫)提夜交研薄究報(bào)敞告，浩發(fā)表軍了相柿關(guān)學(xué)殺術(shù)論停文；為實(shí)夕現(xiàn)將捷廣東北科學(xué)季中心犬建設(shè)株成為槽“國涂內(nèi)領(lǐng)亞先、牲國際融一流端”的都目標(biāo)瓣，奠垃定了說基礎(chǔ)把。3、秩成果抄鑒定轎意見在廣綁東省良科學(xué)寺技術(shù)槐廳于劉20館06詢年4忍月2脆4日篇組織墾的鑒愧定會溪上，烤鑒定渡委員葉會認(rèn)枯為：叉該項(xiàng)抱目對卡廣東產(chǎn)科學(xué)折中心