饱和软土地基预处理技术与应用

xx大学广东科学中心筹建办公室广东省基础工程公司广东工业大学中国科学院xx地球化学研究所xx海洋地质调查局

广东科学中心

饱和软土地基预处理技术研究与应用

广东省科学技术奖励汇报材料汇报内容一、工程概况二、科学试验研究三、工程设计、施工、监测及检测四、经济效益分析五、成果及推广应用1、场地位置

广东科学中心是省政府投资兴建的重点工程，建设地点在xx大学城西部，建设场地地势低平（海拔标高约为4～5m，设计要求场地标高8～9.5m），其天然地基承载力不能满足上部建筑施工及使用阶段的要求。一、工程概况

广东科学中心的原始地貌

砂土液化分布图淤泥质土厚度变化平面图2、场地工程地质特点(1)软弱土层厚度较大；(2)淤泥含水量高，孔隙比大，压缩性高，强度低；(3)场地抗震性能差；(4)渗透性相对较好。3、建筑场地对地基的要求(1)主场馆采用桩基础，需加强地基对桩基的侧向约束，提高抵抗水平荷载的能力，消除竖向负摩阻力；(2)施工工期短，需加快地基排水固结、提高场地承载力，满足工期进度及上部结构施工要求；(3)有利于基坑开挖支护。工程规划占地45万m2，建设场地面积为38.7万m2。场地对地基的要求为：

在全面调研，总结了国内外成功经验及失败教训后，经过多种地基处理方案的比较，提交了《广东科学中心建设场地地基处理与监测建议书》。4、地基处理方案论证（2004年1-4月）该建议书在2004年4月30日，通过了由国内著名的建筑地基、建筑结构等领域的院士、教授、高工组成的专家组的审查。其结论为：课题组所建议采用的动静结合排水固结法处理软弱地基的技术方案比较合理、先进和可行，且施工工期较短，造价较低。试验区分布与现场监测、检测平面布置图①现场监测：孔隙水压力、分层沉降、测斜、土压力、地面沉降及夯区周边土体隆起、夯沉量监测。②夯后检测：钻孔取土样、室内常规土工试验、静载试验、静力触探及十字板剪切试验、标准贯入试验等。集水井排水沟1、试验方案（2004年5-6月）二、科学试验研究选取了1600m2的场地，作为动力排水固结法的施工试验区（分为5个区），进行科学试验研究。通过吹砂填淤、设置排水板、合理布置排水沟与集水井，采用“少击多遍、逐级加能、双向排水”技术，成功的进行了动力排水固结法试验施工。试验参数如下表所示。二、科学试验研究1、试验方案2、试验结果分析典型孔隙水压力与时间关系曲线图监测结果：两遍夯击间隔时间为5-7天，比常规强夯法处理饱和软土的孔隙水压力消散时间要快。测斜监测成果图

夯击能1200kN·m夯沉量监测成果图

夯击能1000kN·m夯击能800kN·m强夯施工可满足施工进度要求；夯后土的物理力学性能指标和地基承载力均有较大幅度提高，上部软弱土层得到了排水固结；通过标准贯入试验证明，深部砂土液化得到了明显的改善。3、试验结论4、适合广东科学中心地基处理新技术的提出在试验的基础上，提出了“吹砂填淤、动静结合、分区处理，少击多遍、逐级加能、双向排水”的饱和淤泥质砂土地基预处理新技术，探讨了加固机理。“双向排水”原理如下图所示。试验区巧妙地利用广东科学中心的岩土层结构——淤泥质砂土层构成双向立体排水系统，加速超孔隙水压力的消散，有效地消除了砂土液化。分区处理：根据重大工程项目上部建筑的使用功能、对地基基础的要求不同，针对建筑场地的工程地质特征，采用概念设计的方法，结合工地建筑材料、施工工期等实际情况，进行分区处理，从而达到较佳的技术经济效果；少击多遍：传统强夯法通常不适宜软土地基处理，施工时易发生“掉锤”事故，即夯锤陷入吹填砂层下的巨厚淤泥层之中的工程事故；本技术实施强夯时，通过调整夯击能量和夯击次数，预防了事故发生，从而加速软土地基的排水固结；逐级加能：传统强夯法通常先加固深层、再加固中层和浅层；本技术实施强夯时，先加固浅层、再依次加固中层和深层，即逐级加能的方法，从而有效地保证了施工效果。双向排水:传统强夯法通常为单向排水；本技术巧妙地利用广东科学中心的岩土层结构——淤泥质砂土层构成立体排水系统，通过双向排水有效地抑制超孔隙水压力的上升、并加速其消散。三、通工程彼设计主、施汁工、现监测垒及检聋测1、馆工程册设计分区座处理凝，设脉计时锣将场追地分充为两跌大部揉分：狂第一板部分腰为动乎力排书水固沾结区醉，含半科学嗓中心乖主馆小、学置术交辽流中浓心、扶入口号广场构、停母车场裂等约婶17奖万平以方米温；第二伴部分轨为超们载预围压区挎，含羞室外仅展场竟等约遣21再.7茧万平提方米炸。超载预压区动力排水固结区1动力排水固结区21、悉工程宅设计动力册排水碎固结郑区设论计图三、足工程敏设计孙、施棋工、刚监测组及检撑测1、搅工程莲设计三、故工程惠设计常、施衡工、垃监测轰及检拉测超载闪预压树设计蒜图1、草工程李设计三、犯工程释设计蚊、施庭工、殃监测筝及检充测1、秀工程唤设计三、藏工程售设计尊、施放工、跨监测充及检袋测超载预压设计参数表2、猜工程质施工2.访1锤动彼力排刷水固质结法苍（强然夯法爆）施劳工：纯（17凝万平围方米初）(1紧)施久工程泉序为节：吹炎砂缓→惩竖向门排水些带施壮工头→供施工冠分区趟排水洽沟施仪工蓄→欠三～铃四遍废逐级激加能浊强夯班施工丈→梦一～视二遍材低能葵满夯(2斧)惭在大铲面积戴的动童力排拜水固嫁结区扩内，畜采取连分区惧设置速排水纸装置锦，包胡括排医水沟触(间决隔3每0m鲁，宽粮5m愤)和厅集水饿井(数沿排佣水沟穴每2恭0m漏～3态0m寺设置近一个抢),解与着竖向适排水点带构具成网煮状排尾水系愈统，晴进行步连续明抽水挖，可虾加速页强夯秩后的酸孔隙惜水压欲消散鹊。2.调2赵超解载预剥压施鞭工：描（蓝21.驻7万苍平方驴米）(1伸)征施工不程序文为：脖吹砂差→绵竖蚊向排摧水带员施工银→原铺愚设无汽纺土健工布袜和盲明沟等牙水平鄙排水慰带施棒工听→堆匀土施灰工（眼从近嗽至远梢、分哗层堆矮载、难分层政碾压乡丰）(2质)少因地色制宜象，吹矩砂与匀堆土撑相结馆合吹填惯砂大学朗城场冶地平游整的慨45刻万方石余土大学汪城外挣环路商卸载悦20译万方塘泥起处理20黎万方2.犬3餐塘泥胞处理针对黎堆土叼施工们中出军现的述塘泥世挤出决问题咽，提英出“沾就近仁处理创、因霞地制犹宜”雅的区沉域环怖境岩弃土工圾程处廊理概针念。采用舍了“已填土错挤淤铺、化藏淤为形土、旱混土播为料盖”的暖淤泥拴处理影方法长，避岂免了台淤泥库外运袜，处剂理近欺2阴0泉万m3塘泥金地块好，保谎证了没后续角工程警的顺分利进汤行，戚缩短厉了施券工工趋期，遇达到楚了节善能环大保效迎果。2、董工程绝施工排水独沟施番工实送况塑料幅排水蒜带施捞工实赠况集水骡井施唤工实食况施工数现场扬实况泥照片堆土灵施工施工推现场币监测坐：孔巧隙水银压力母、测田斜、要分层叫沉降申、边减桩水李平位雁移以储及地谷表沉汇降等漆；地基是处理班后的旅工程什检测窜：钻哑孔取楼样、锁室内爽常规按土工烂试验企、标域准贯谈入试尿验、击静力盖触探刮试验骆、静资载荷豪试验攀以及撤瑞雷愤波法续检测你等。3、瓣工程供监测橡及检岁测3.融1滚动力贫排水读固结瘦区的嚼监测痰和检椒测结抛果(1今)凤夯沉缠量与经工后排沉降雹的监上测夯点纷的夯象沉量笑均在13絮00减mm纲~1揪60裙0m院m左右脊；三~四遍怨强夯辉施工林完成珍后总雹夯沉小量在50震0m牌m~唱11功00散mm之间飘；强夯滥完成7个月廊后，20印05年5月25日测兔量标吉高分胡析：核动力熊排水严固结1区的缴平均颗工后善沉降亩为19垮.5貌mm，满唐足设层计要喘求。(2被)牌夯后透检测极结果a、短0-张4米忘土层洒的土星工参艳数大介幅提黑高，员地基在承载统力特质征值丢约为摇13阿0k放Pa弄以上坦；b、躬4-获8米英土层雄的土界工参雀数有无一定购幅度惑的提之高，控地基负承载问力特李征值河约为福10垫0k熔Pa瞒左右筹；c、斩8-芒14拜米土睬层的洲土工涌参数号有所斩加强分，砂拘土液拨化已停基本数消失祸；d、居夯后创进行耍12顾组桩此基试辛验，骨包括示竖向零静载坡试验圾及水纠平载畜荷试香验，异证明乞桩基奏竖向碗与水超平承看载力寨均满脉足设鄙计要抓求，哥桩数王从原粉来的哀15旷00馅根减垒少至复10戏96蠢根。3.恒1慈动力技排水杰固结旋区的誉监测爷和检冰测结禾果3.宾２兄超载所预压天固结滔区的赖监测煤和检蛋测地表延沉降裂－时涌间曲慰线图边桩耀水平价位移歇－时越间曲圣线图4、呈进一厦步研劣究成仓果——妖动力涌排水术固结具处理怠前后什微观介特性搁研究采用液氮誓真空衬冷冻乘制样摔技术笋、喷乔金镀送膜技赤术、兔扫描壮电子副显微张技术膨和计睁算机籍图像铸处理告技术，对却动力朋排水鸡固结佳处理辱前后倘46珍组试演样的梁96摇幅饱驱和软划土微召结构情照片阅进行齐了相聋应的染定性瓦和定便量研克究。（1讽）紧定性傍研究饱和好软土筝的微咱结构蜓的变邪化经动目力排热水固寺结预患处理翻后，款微结距构连桶接更幻玉为紧励密，增微结淘构基吴本单搁元由紊肉流状食排列盈向定申向排写列转钩化。夯点找软土效微结视构图惜（×怎30典00幻玉）夯间氏软土热微结跌构图钱（×寻30绪00辅）从夯镰间→字夯点言，大孔季隙数各目明萝显减惕少，孔辨径趋反向于且变小拒。饱和收软土巴的孔逐隙特晨性的竞变化施工表工艺涉对饱拐和软抖土微稠结构茅的影槽响（1雄）锁定性店研究孔隙边特性变定量堵研究22（2炼）怪定量牲研究a、膛微结他构参鼻数与步压缩逃系数盟的相芒关性采用饱多元乘逐步价线性亏回归巧方法撞进行剪分析杠，发谊现当竭显著贤性水否平为捐0.完05茂时，抄微结随构参炊数与览常用霜工程始物理绘力学丈参数押指标称间具龟有较琴强的雨线性彼回归粥关系投：b、矮微结卖构参显数与块压缩确模量律的相掩关性c、稀微结帖构参逼数与求内聚圆力的句相关郊性d、筒微结席构参微数与汉内摩守擦角别的相风关性（2期）放定量灾研究四、运经济箩效益认分析四、蚂经济拴效益我分析1、匹创新屑点（1起）首押次综员合采福用“汪吹砂什填淤订、动贪静结做合、侄分区晌处理沃，少玩击多扬遍、乳逐级狡加能砌、双炉向排稠水”睡的地迹基预隙处理肢新技钥术，窜巧妙肃地利恒用了康广东挣科学蛙中心农建设武场地妨的工传程特李征，昆成功杯地处旋理了基38丹.7左万m2的饱陪和淤脾泥质诵砂土惊地基崇。（2粥）首止次联静合采絮用国串内外骡领先燃的多训项分倒析处躲理技观术，块对动金力排贿水固哨结法处理销前后猫饱和沃软土信的微桂观结叙构进木行了夕分析彩评价蛇，实赤现了艺定性紫与定通量相妈结合仆、宏置观与欺微观厚相结申合。五、沙成果营及推绿广应忌用（3民）理铸论与驼实践欺密切并结合怕。全汇方位姿跟进枪施工派全过索程，育及时杨解决轰工程公中所揭遇到希的各超类技述术问词题，缴为重刃点工龙程保或驾护友航。（4丹）产趴、学挠、研腐相结颠合。疲充分膝体现出科技湿团队焰攻关择的优腔势，诸探索袖了高尺等学高校、欢科研柿院所萍与设无计施止工单剖位合窑作开戚展重霸大项吧目科晚学研返究的歉新机荡制，肃将先蹈进施缘瑞工技填术直六接转铸化为坊生产强力。五、惠成果撞及推葱广应迈用2、障已取月得的迟成果(1槽)成陶功处般理了饰38寻.7展万平潜方米兆的软竭弱土拾地基巾，缩虫短施马工工型期，唯满足残广东塔科学茧中心自工程库进度榨要求弊；(2点)提答交研车究报具告，蚊发表剃了相筐关学务术论淘文；为实魔现将拴广东狱科学嘉中心微建设懂成为汤“国烈内领半先、猜国际困一流唯”的侧目标朝，奠碑定了设基础虹。五、播成果禁及推挺广应怎用2、荷已取拿得的面成果(1秆)成序功处很理了旋38体.7怠万平武方米克的软懒弱土抓地基吐，缩拆短施婚工工祝期，句满足诸广东拦科学库中心炊工程验进度吩要求厅；(2葡)提捞交研码究报贼告，筑发表早了相访关学尊术论约文；为实某现将胆广东步科学捐中心贺建设酬成为绪“国建内领宅先、些国际焰一流弱”的历目标绪，奠胡定了幻玉基础没。3、追成果脾鉴定须意见在广纪东省业科学响技术诊厅于火20哄06院年4辉月2奏4日测组织卫的鉴臣定会外上，惕鉴定草委员著会认系为：扫该项