天津滨海新区软土工程主要问题

1、天津滨海新区软土工程主要问题上伏有硬壳层软土地基承载力的确定方法问题天津滨海新区工程场地普遍存在表层硬壳。大量勘查证实：在冲积-海积区 的表层均存在1-5m厚的Q 3湖沼相沉积；在吹填区由于对吹填地基处理方式不同， 4而形成不同厚度的硬壳；在海积区由于地表蒸发失水，一般也存在薄层硬壳；硬壳 层可以起到承重和扩散应力作用，利用好硬壳层对于减少工程投资是有意义的。但由于硬壳 及下卧软土层厚度、工程性质不同，使滨海新区天然地基承载力相差很大。在浅层 地基处理及基础设计中，如何科学的利用硬壳层、客观的确定地基承力的极限状态 是滨海新区要的岩土工程问题之一，它关系到路堤堆载高度和加载速率、地基计算 时承

2、载力和变形控制的关系等一系列问题。如何确定天津滨海新区天然地基承载 力？原位试验、理论分析、工程经验密切结合，提出滨海新区上部硬壳层作为天然 地基的充分利用问题。人类工程活动对地面沉降影响问题天津滨海新区人类工程活动对地面沉降影响已经成为主要因素。天津滨海 新区地面标高低，在新区建设中要进行大面积填土；为获取新的土地资源，滨海 新区正进行着大规模的吹填造陆工程；为加速滨海新区的开放开发，正开展着宏 大的工程建设。由于填土区、吹填区自身要产生固结沉降，密集人工建筑荷载叠 加效应和深基坑施工降、排水影响。自1986年实施控沉计划（封仃机井采水）以来 仍有较大的地面沉降量，塘沽城区主要沉降漏斗位于胡

3、家园街，最大年沉降值为 68mm。其中上海道与河北路交口，自1959年至2006年47年间累计沉降量为3.25m， 已低于海平面0.94m，区内负标高的面积约8km2。由于吹填土粘粒含量较高，吹 填土处理结束后一般在较长时间仍会产生固结沉降，据南疆地区地面沉降监测， 南疆围海造陆10年后每年仍有30mm左右的地面沉降量。由于高压缩性的填土、欠 固结的吹填软土和厚层的海积软土的存在，它们除自身固结沉降外，在外荷载作 用下会产生较大的沉降量，地基沉降、地面标高损失给本来标高很低的滨海新区 对工程安全和防洪防潮灾害予防带来新的问题。开发区建设区与非建设区地面沉降量差异对比图80 ,开发区一大街7fl

4、，、JC32I 天律丘 S32054JCIS6地面沉降加剧风暴潮灾害低渗透厚层软土中的降排水技术软土工程降水是工程施工的难点，工程降水涉及十分复杂性自然因素和人为 因素。大量的工程事故不同程度上与降、排水相关。塌方、基坑失稳、塌陷、 地面下沉、地裂等。天津滨海新区地处淤泥质海岸带，软土物质组成50%以上 为细颗粒的粘土矿物，并且以伊利石-蒙脱石系列为主。所以，渗透系数低、排 水困难。大量地现场抽水试验和室内测试表明：海积软土渗透系数一般在 10-Cm/s ；吹填软土渗透系数更小，很难排水。工程降排水采用技术必须与土体 水理特征相适应，而目前采用的明沟排水、管井、大口径井点基本上没有实质性 作用

5、。滨海新区许多基坑工程事故多因基坑开挖降排水与地下水治理不当有关。天津滨海新区软土渗透系数统计表地区软土类型渗透系数cm/s垂直K cm/s水平K cm/s h大港区海积软土1.7X10-72.1X10-7吹填软土1.0X10-71.5X10-7塘沽区海积软土2.5X10-75.6X10-7吹填软土1.2X10-82.3X10-8汉沽区海积软土2.6X10-73.1X10-7吹填软土1.0X10-81.6X10-8目前天津还没有专业性的工程降排水队伍，开展工程降排水新技术，工程降 排水设计、施工新技术、新理论研究十分重要；电渗井点、真空深孔井点方法及 近年电动土工织布在排水中的应用，会为天津滨

6、海新区低渗透软土降排水发挥实 效。工程降水引起的地面沉降预测、监测及深基坑工程安全防护同样是本区要深 入研究的问题。超软地基处理技术根据天津滨海新区总体发展规划，除航道、港池外，5m等深线内的海域 将全部吹填成陆，目前已进入了吹填造陆的高峰期，吹填地域已由高滩涂向低滩 浅海推进。由于吹填泥浆含水量极高、（一般在100%以上，最高达300%）容重 小、孔隙比大、强度极低的特点。吹填后表面为流态，基本无有承载能力，使轮 压为30kpa的门架插板机和45KN的车辆无法进入场地施工，这使吹填后紧跟着 进行加固处理无法进行。同时传统的真空预压方法在吹填后，需要经过自然沉积 固结2-3年，表层形成具有一定

7、承载力硬壳后，才能使用机械进行地基处理，而 处理加固还需近一年左右时间，随着天津滨海新区快速发展建设对土地资源的迫 切需求，传统的真空预压处理吹填地基的方法，无论在技术可性行上还是工期上 都满足不了滨海新区快速发展的需要。目前采用表层处理方法，使表层形成具有 一定承载力的硬壳，为二次处理提供工作平台。吹填土表层处理的方法，一类是 用物理方法改善软土表层的物理性能，在吹填土的表面铺设塑料土工布、土工网、 荆笆、竹笆等；另类是用化学方法在软土中拌入适量的固化剂以改变土体的物理 力学性质，近期提出“浅层直排加固法”。上述方法随着吹填不断向深水推进， 吹填厚度的加大，缺乏适用的施工机械，使在厚层超软土

8、上难于施工。另外，天 津滨海新区缺乏真空预压处理方法中设置水平排水层所需的砂源。所以，目前天 津滨海新区吹填超软地基处理技术的改进和创新己成为亟待解决的问题。表面铺设塑料土工布、荆笆深基坑工程的勘察、围护和施工问题基坑工程既涉及到岩土的力学强度、变形和稳定性，又涉及到土与支护结构 的作用、施工方法及工期等综合性很强的岩土工程问题。天津滨海新区软土层主 要位于地下22m以上深度内，海相软土层厚度高达10m以上，地下水位高，在高 层、超高层密集的核心商务区地下25m进入第一承压含水层。所以，滨海新区具 有十分复杂的岩土工程条件，增加了基坑设计和施工的难度。由于目前尚缺乏本 地区足够的基坑工程经验，

9、对超过6m深的基坑要通过市建委专家组对设计和施 工方案的审查，目前专家学者对基坑设计中的复杂问题多采取尽量偏于安全的保守设计， 如何利用学术研究与工程实际相结合.不仅能节省大量工程建设的投资，同时也能提高软土 基坑工程研究的学术水平。在基坑工程勘察上，存在着对土层工程设计参数测试方 法的单一，缺乏必要的原位测试手段和现场试验（静力触探、十字板剪切试验、 旁压试验、抽水试验、波速试验），同一土层不同勘察单位所提供的指标分散。 目前滨海新区深基坑多采用板式支护体系，围护墙由钻孔灌注桩或钢筋混凝土地 下连续墙组成。对基坑围护结构侧压力的计算上，尚未形成有效的实用性计算方 法，对水平向基床系数Kh取值

10、上，多根据工程类比。流变性是软土的重要特性。土层的流变性对基坑围护结构有重要的影响， 围护结构的内力和变形随开挖时间的延长而变化的。开挖暴露的围护体随暴露时 间使其变形和内力逐渐增大。所以，软土这种非线性流变性，是影响软土基坑安 全的重要因素。施工方法和工期是保障基坑安全的重要因素，大量基坑工程事故 都是由于施工方法不当或工期超长所导致的。总结基坑工程经验和教训，编制适 合滨海新区基坑勘察规范、优化深基坑设汁和施工方案是当今滨海新区重要的软 土工程问题之一。滨海新区金融商业区哈尔滨大厦基坑工程地基处理方法的选择和技术优化天津滨海新区属于典型的滨海软土地基，岩土工程条件复杂，工程建设规模 宏大、类型多样，对地基承载力、变形量、渗透性的要求差异很大。如何满足不 同建筑工程的要求，因地制宣、科学合理选择地基处理方法，开发和优化处理技 术是当前滨海新区高速发展建设要解决的问题。滨海新区地面标高低，整区位于 海拨（大沽高程）5m以下，个别地区高程甚至低于海平面。地下水位高，一般在 地下1.5m-3、5m。三种不