深基坑软土地基处理技术.doc

深基坑软土地基处理深基坑软土地基处理石清华、朱国英（深圳职业技术学院 518055）【摘要】：深圳职业技术学院新校区水泵房场地软土地基处理方案，经过多种方案的经济技术比较，优选静压注浆这一施工方案，施工过程中严格控制质量和安全，经过重型动力触探试验和平板载荷试验的检测，地基承载力满足设计要求。【关键词】：深基坑、软土地基、静压注浆、重型动力触探、 平板载荷一、工程概况、土层分析和各土层物理力学性质深圳职业技术学院拟建的新校区水泵房场地包括配电中心、水池及水泵房三部分内容。场地占地面积近1350m2。现场地水池区域业已向下开挖约5m左右，水泵房区域将来地下室开挖深度约5m，配电中心地下室及基础埋深考虑约2m左右。由于场地地质条件影响，三部分建（构）筑物基底地基承载力达不到设计要求（140kPa），故考虑该部分场地采用静压注浆进行地基处理。深职院新校区配电中心、水池及水泵房地基静压注浆加固工程平面布置图将静压注浆平面划分为四个环形区域，即由外往里的U+2460、U+2461、U+2462、U+2463四个条带，分别采用不同的布孔间距，总的原则是外密内疏。施工时先外后内，以防止浆液过分流失。根据场地地质勘察简报，通过钻孔揭露，有关地层情况如下：场地工程地质概况表 代号岩土名称岩土状态层厚（m）层顶标高（m）天然地基承载力特征值 fk（kPa）Qml素填土松散 2.909.10Qdl+pl淤泥质土软塑状2.0019.4350Qdl+pl粉质粘土可塑状1.803.8018.8925.11150Qel砂质粘性土可硬塑状 2.0014.0015.9922.51180二、地基处理方案经济技术比较方案名称工程报价/工期优缺点综合比较深层水泥搅拌桩39万/30天基坑表面有块石，施工困难，28天后检测静压注浆31万/15天可以保证临近建筑物的绝对安全强夯20万/15天邻近有道路和建筑物，无法施工三、 静压注浆施工质量保证措施静压注浆设计要求1、本工程地基采用静压注浆法进行加固，加固对象为松散填土层，粉质粘土不必再注浆加固。勘察报告中ZK6号孔对应的局部淤泥质土由于范围不大，施工中对以其为中心、直径3米范围内的注浆孔的底部2米（即淤泥部分）进行高压劈裂注浆处理。加固后的地基承载力要求达到140KPa。2、注浆区目前已开挖到基底，注浆孔的深度要求钻穿填土层，深度介于1-4米，各孔采用分段注浆法，段长500，各孔每米水泥平均用量U+2460区和U+2461区介于75-150kg、U+2462区和U+2463区介于100-200kg，终止注浆的标准一是孔口返浆，且已达到设计要求的最少注浆量；二是孔口未返浆，但是注浆量已达到每米水泥用量的上限，三是虽然没有达到设计要求的最小注浆量，但孔口已返浆，且经现场验证确知所在地层较密实，可灌性确实很差。3、灌注纯水泥浆，水灰比1:1(容重1.49)0.75:1（容重为1.62)，掺占水泥重量比例2%的早强剂CaCl。4、由于填土层中存在较多的石块，成孔较困难，为了提高工效，静压注浆时采用机钻预成孔分段注浆法与击入式钢花管分段灌浆法相结合。钻孔灌浆法采用1:1水泥浆循环护壁，自上而下每钻进1米预灌1次，终孔后再自下而上换用0.75:1的水泥浆每50cm补灌一次。花管灌浆法采用自下而上分段灌浆法，每50cm灌浆一次。5、为了保证足够的上覆压力，在注浆前，要求先用0.5:1水灰比的水泥浆（容重1.86)浇注基底表面，使表层约50cm范围得以固化（水泥用量约为50kg/m2）。6、施工质量检验：（1）开挖检查表观质量：注浆孔1m直径范围内70%以上的空隙已充填浆液固结体，土质呈可塑以上状态。（2）重型动力触探试验；（3）承载力试验：施工2周后进行22m大板载荷试验，共3点或按规范规定。静压注浆质量保证措施主控项目：1. 水泥。符合设计要求。检查产品合格证或检验报告2注浆体强度。符合设计要求。检查试验报告。3地基承载力。选用重型动力触探试验和平板载荷试验进行检测 一般项目：1各种注浆材料乘称量误差。3%。检查称量记录及抽样检查。2注浆孔位。20mm。尺量检查。3注浆孔深。100mm。尺量检查注浆管的长度。4注浆压力(与设计参数比) 10%。检查压力表数据。施工前检查注浆点位置、浆液配比、注浆技术参数、材料质量及注浆设备状况。施工中，注浆点位置、浆液配比、注浆技术性能、注浆顺序、压力控制等技术参数、检验要求、材料性能、注浆设备的正常运转等。施工结束对注体强度、承载力等进行检测。检查施工记录和检验报告。四、静压注浆施工安全保证措施（一） 现场成立安全领导小组，由项目经理、质安员、施工员实行岗位责任制。项目经理为安全生产第一责任人，质安员为安全生产技术负责人，负责本工程安全生产日常的监督管理工作，施工员为所管辖的职责范围安全生产直接责任人，坚持贯彻“安全第一，预防为主”的方针，定期研究和解决安全生产中存在的问题。（二） 实行安全技术交底制度。工程开工前，随同施工组织设计，向参加施工的人员认真进行安全技术措施的交底；每个单项工程开始前，质安员重复交待单项工程的安全技术措施；实行逐级安全技术交底制，（三） 实行安全生产检查制度 1、各生产班组建立班前安全后活动制度，检查本班组当天的工作范围，若发现存在隐患要及时整改，如有本班组除不了的隐患，应立即通知领导派人处理，严禁违章冒险作业。 2、工地专职质安员，每天必须在工地巡视检查质量、安全，如发现问题要及时向班组工人提出整改，并复查整改情况。 3、坚持定期和不定期相结合的安全检查制度。建立登记、整改制度，在查出的隐患没有排除前必须有可靠的防护措施，如有危及人身安全的情况，应立即下令停止作业，待整改完成经验收合格后方能恢复施工。（四） 实行特殊作业人员持证上岗制度。电工、电焊工须持证上岗，其它施工机械操作人员也要依照有关规定持证上岗，禁止无证人员操作。（五） 施工现场一切机械设备，必须经常检查、维修、保养。夜间施工，现场要有足够的照明。消防设施应完全满足消防要求。（六） 安全用电 1、按照国家颁布的施工现场临时用电安全技术规范，JGJ46-88，结合工程现场实际情况，开工前编制临时用电组织设计； 2、施工临时线路整齐有序、架空高度2m以上； 3、总电源处装总的漏电保护器，各用电设备配电箱均装分的漏电保护器，坚持一机一闸一漏电，电器设备配以金属外壳，有保护接地或接零装置。（七） 严禁酒后作业。严防食物中毒。（八） 严格执行施工安全措施，杜绝安全事故，以免拖延工期。（九） 对开挖的深基坑边坡进行安全支护，针对A施工期较短，且处于冬季无水季节，B边坡已有一定坡度，且边坡地质为夹杂块石的杂填土，水泥浆对此有一定的固结强度，决定喷灌水泥浆加固。效果表明不失为一种经济实用的加固方式。五、重型动力触探试验和平板载荷试验1、重型动力触探试验重型动力触探是通过探头对所测土层进行触探，在触探中因土层成份、结构等不同，探头的单位动阻力或击数N不同，从而达到了解不同土层的密实度、力学指标。本次检测采用的是重型即N63.5动力触探。2、平板载荷试验试验在基底设计标高处进行，试验前人工对试验面进行清理，除去浮土，再铺约150mm粗砂层找平。载荷试验利用砼块、钢梁组成反力系统，由置于荷载板和反力系统之间的油压千斤顶进行加荷，加荷量由与千斤顶相联的压力表读出，试验点受荷后产生的沉降量，由荷载板四角竖向安装的四个百分表观测获得。试验所采用的仪表、千斤顶均经市计量部门检验和标定。 试验荷级：加载分9级施加，卸载按3级进行。有关试验加（卸）荷荷级如下表试 验 加 （卸） 荷 荷 级 表 加荷荷级123456789荷量(kN)24036048060072084096010801200压力值(MPa)6.48.911.413.916.418.921.423.926.4压力值(MPa)1.516.418.9荷量(kN)0480840卸荷荷级1211103、平板载荷试验结果：试验成果整理成压板静载试验汇总表、压板载荷试验成果表。压 板 载 荷 试 验 成 果 表压板面积A(m2) 2m2m=4 m2最大试验荷载1200(kN) 300(kPa)4 m2=1200(kN)试验编号试验日期（2003年）变形模量Eo(MPa)最大沉降量s(mm)按相对变形确定的承载力特征值fak(kPa)1#02.1202.1320.834.73151.42#02.1402.1527.626.71199.33#02.1002.1119.251.31139.7备注： 1. 根据岩土工程试验监测手册，变形模量按公式E。(1-v2)P/(sd)计算（式中E。地基土的变形模量(MPa)； v 地基土的泊松比，此处取v=0.25； P 承压板上的总荷载(N)； s 与荷载P相应的沉降量(mm)； d 承压板直径(mm)；此处为压板的等代直径。 2. 按照建筑地基基础设计规范（JGJ79-2002）有关承载力特征值确定原则：当Qs曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；当Qs曲线比例界限不明显时，取相对变形值为0.006d=12mm(d:承压板宽度)时所对应的荷载。 六、检测结论及建议 结论及建议：1、根据以上重型动力触探试验数据，试验成果整理成分层统计表、贯入深度与击数曲线成果图，可以得出下面的结论： 贯入深度、击数与承载力特征值的关系表深度平均击数推荐承载力特征值01.0m2.65.1击132kPa150kPa1.12.0m3.06.4击140kPa150kPa2.13.0m2.76.2击131kPa150kPa3.14.0m2.85.1击132kPa150kPa4.15.0m3.25.8击146kPa150kPa5.16.1m3.36.8击均150kPa。重型动力触探点1#4#的相对高程-4.5m左右，5#16#的相对高程为-5.20m，17#20#的相对高程为-6.07m。该场地01.0m范围内除12#、14#、15#外较均一。1.12.0m、2.13.0m、3.14.0m、4.15.0m、5.16.1m除偶遇卵石等硬物击数太高外击数在310击范围，场地基本均一。2、根据以上载荷试验数据分析，可以得出下面的结论：1#、2#地基压板载荷试验点加荷各级均能在120分钟内达到稳定标准，Qs曲线较平缓，沉降较均匀，无明显陡降点，两个试验点地基承载力特征值fak 分别为151.4kPa、199.3kPa。变形模量分别为20.8Mpa、27.6Mpa。3#地基压板载荷试验点加荷前8级荷载均能在120分钟内达到稳定标准，第9级荷载在390分钟内达到稳定标准，Qs曲线不平缓，沉降很大，有陡降点，3#试验点地基承载力特征值fak 为139.7kPa，变形模量为19.2MPa3、综上所述：基本满足设计要求（140kPa）；如将地基承载力提高到（150kPa）则建议对3#压板点和12#、14#、15#触探点附近另进行注浆处理，再作检测以后方可。参考文献1中华人民