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(jiǎng)勵(lì)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(duì)較好。3、建筑場地對(duì)地基的要求(1)主場館采用樁基礎(chǔ)，需加強(qiáng)地基對(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(jí)加能、雙向排水”技術(shù)，成功的進(jìn)行了動(dòng)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(dòng)靜結(jié)合、分區(qū)處理，少擊多遍、逐級(jí)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。“雙向排水”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(duì)地基基礎(chǔ)的要求不同，針對(duì)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(jí)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(jí)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、通工程彼設(shè)計(jì)主、施汁工、現(xiàn)監(jiān)測壘及檢聾測1、館工程冊設(shè)計(jì)分區(qū)座處理凝，設(shè)脈計(jì)時(shí)鑼將場追地分充為兩跌大部揉分：狂第一板部分腰為動(dòng)乎力排書水固沾結(jié)區(qū)醉，含半科學(xué)嗓中心乖主館小、學(xué)置術(shù)交遼流中濃心、扶入口號(hào)廣場構(gòu)、停母車場裂等約嬸17獎(jiǎng)萬平以方米溫；第二伴部分軌為超們載預(yù)圍壓區(qū)挎，含羞室外僅展場竟等約遣21再.7繭萬平提方米炸。超載預(yù)壓區(qū)動(dòng)力排水固結(jié)區(qū)1動(dòng)力排水固結(jié)區(qū)21、悉工程宅設(shè)計(jì)動(dòng)力冊排水碎固結(jié)鄭區(qū)設(shè)論計(jì)圖三、足工程敏設(shè)計(jì)孫、施棋工、剛監(jiān)測組及檢撐測1、攪工程蓮設(shè)計(jì)三、故工程惠設(shè)計(jì)常、施衡工、垃監(jiān)測轟及檢拉測超載閃預(yù)壓樹設(shè)計(jì)蒜圖1、草工程李設(shè)計(jì)三、犯工程釋設(shè)計(jì)蚊、施庭工、殃監(jiān)測箏及檢充測1、秀工程喚設(shè)計(jì)三、藏工程售設(shè)計(jì)尊、施放工、跨監(jiān)測充及檢袋測超載預(yù)壓設(shè)計(jì)參數(shù)表2、猜工程質(zhì)施工2.訪1錘動(dòng)彼力排刷水固質(zhì)結(jié)法蒼（強(qiáng)然夯法爆）施勞工：純（17凝萬平圍方米初）(1緊)施久工程泉序?yàn)楣?jié)：吹炎砂緩→懲豎向門排水些帶施壯工頭→供施工冠分區(qū)趟排水洽溝施儀工蓄→欠三～鈴四遍廢逐級(jí)激加能濁強(qiáng)夯班施工丈→夢一～視二遍材低能葵滿夯(2斧)慚在大鏟面積戴的動(dòng)童力排拜水固嫁結(jié)區(qū)擴(kuò)內(nèi)，畜采取連分區(qū)懼設(shè)置速排水紙裝置錦，包胡括排醫(yī)水溝觸(間決隔3每0m魯，寬糧5m憤)和廳集水餓井(數(shù)沿排傭水溝穴每2恭0m漏～3態(tài)0m寺設(shè)置近一個(gè)搶),解與著豎向適排水點(diǎn)帶構(gòu)具成網(wǎng)煮狀排尾水系愈統(tǒng)，晴進(jìn)行步連續(xù)明抽水挖，可蝦加速頁強(qiáng)夯秩后的酸孔隙惜水壓欲消散鵲。2.調(diào)2趙超解載預(yù)剝壓施鞭工：描（藍(lán)21.駐7萬蒼平方驢米）(1伸)征施工不程序文為：脖吹砂差→綿豎蚊向排摧水帶員施工銀→原鋪愚設(shè)無汽紡?fù)两」げ家m和盲明溝等牙水平鄙排水慰帶施棒工聽→堆勻土施灰工（眼從近嗽至遠(yuǎn)梢、分嘩層堆矮載、難分層政碾壓鄉(xiāng)豐）(2質(zhì))少因地色制宜象，吹矩砂與勻堆土撐相結(jié)館合吹填慣砂大學(xué)朗城場冶地平游整的慨45刻萬方石余土大學(xué)汪城外掙環(huán)路商卸載悅20譯萬方塘泥起處理20黎萬方2.犬3餐塘泥胞處理針對(duì)黎堆土叼施工們中出軍現(xiàn)的述塘泥世擠出決問題咽，提英出“沾就近仁處理創(chuàng)、因霞地制猶宜”雅的區(qū)沉域環(huán)怖境巖棄土工圾程處廊理概針念。采用舍了“已填土錯(cuò)擠淤鋪、化藏淤為形土、旱混土播為料蓋”的暖淤泥拴處理影方法長，避豈免了臺(tái)淤泥庫外運(yùn)襪，處劑理近欺2陰0泉萬m3塘泥金地塊好，保謊證了沒后續(xù)角工程警的順分利進(jìn)湯行，戚縮短厲了施券工工趨期，遇達(dá)到楚了節(jié)善能環(huán)大保效迎果。2、董工程絕施工排水獨(dú)溝施番工實(shí)送況塑料幅排水蒜帶施撈工實(shí)贈(zèng)況集水騾井施喚工實(shí)食況施工數(shù)現(xiàn)場揚(yáng)實(shí)況泥照片堆土靈施工施工推現(xiàn)場幣監(jiān)測坐：孔巧隙水銀壓力母、測田斜、要分層叫沉降申、邊減樁水李平位雁移以儲(chǔ)及地谷表沉匯降等漆；地基是處理班后的旅工程什檢測竄：鉆啞孔取樓樣、鎖室內(nèi)爽常規(guī)按土工爛試驗(yàn)企、標(biāo)域準(zhǔn)貫談入試尿驗(yàn)、擊靜力蓋觸探刮試驗(yàn)駱、靜資載荷豪試驗(yàn)攀以及撤瑞雷憤波法續(xù)檢測你等。3、瓣工程供監(jiān)測橡及檢歲測3.融1滾動(dòng)力貧排水讀固結(jié)瘦區(qū)的嚼監(jiān)測痰和檢椒測結(jié)拋果(1今)鳳夯沉纏量與經(jīng)工后排沉降雹的監(jiān)上測夯點(diǎn)紛的夯象沉量笑均在13絮00減mm綱~1揪60裙0m院m左右脊；三~四遍怨強(qiáng)夯輝施工林完成珍后總雹夯沉小量在50震0m牌m~唱11功00散mm之間飄；強(qiáng)夯濫完成7個(gè)月廊后，20印05年5月25日測兔量標(biāo)吉高分胡析：核動(dòng)力熊排水嚴(yán)固結(jié)1區(qū)的繳平均顆工后善沉降畝為19垮.5貌mm，滿唐足設(shè)層計(jì)要喘求。(2被)牌夯后透檢測極結(jié)果a、短0-張4米忘土層灑的土星工參艷數(shù)大介幅提黑高，員地基在承載統(tǒng)力特質(zhì)征值丟約為搖13阿0k放Pa弄以上坦；b、躬4-獲8米英土層雄的土界工參雀數(shù)有無一定購幅度惑的提之高，控地基負(fù)承載問力特李征值河約為福10墊0k熔Pa瞞左右籌；c、斬8-芒14拜米土睬層的洲土工涌參數(shù)號(hào)有所斬加強(qiáng)分，砂拘土液撥化已?；緮?shù)消失禍；d、居夯后創(chuàng)進(jìn)行耍12顧組樁此基試辛驗(yàn)，骨包括示豎向零靜載坡試驗(yàn)圾及水糾平載畜荷試香驗(yàn)，異證明乞樁基奏豎向碗與水超平承看載力寨均滿脈足設(shè)鄙計(jì)要抓求，哥樁數(shù)王從原粉來的哀15曠00餡根減壘少至復(fù)10戲96蠢根。3.恒1慈動(dòng)力技排水杰固結(jié)旋區(qū)的譽(yù)監(jiān)測爺和檢冰測結(jié)禾果3.賓２兄超載所預(yù)壓天固結(jié)滔區(qū)的賴監(jiān)測煤和檢蛋測地表延沉降裂－時(shí)涌間曲慰線圖邊樁耀水平價(jià)位移歇－時(shí)越間曲圣線圖4、呈進(jìn)一廈步研劣究成倉果——妖動(dòng)力涌排水術(shù)固結(jié)具處理怠前后什微觀介特性擱研究采用液氮誓真空襯冷凍乘制樣摔技術(shù)筍、噴喬金鍍送膜技赤術(shù)、兔掃描壯電子副顯微張技術(shù)膨和計(jì)睜算機(jī)籍圖像鑄處理告技術(shù)，對(duì)卻動(dòng)力朋排水雞固結(jié)佳處理辱前后倘46珍組試演樣的梁96搖幅飽驅(qū)和軟劃土微召結(jié)構(gòu)情照片閱進(jìn)行齊了相聾應(yīng)的染定性瓦和定便量研克究。（1諷）緊定性傍研究飽和好軟土箏的微咱結(jié)構(gòu)蜓的變邪化經(jīng)動(dòng)目力排熱水固寺結(jié)預(yù)患處理翻后，款微結(jié)距構(gòu)連桶接更幻玉為緊勵(lì)密，增微結(jié)淘構(gòu)基吳本單擱元由紊肉流狀食排列盈向定申向排寫列轉(zhuǎn)鉤化。夯點(diǎn)找軟土效微結(jié)視構(gòu)圖惜（×怎30典00幻玉）夯間氏軟土熱微結(jié)跌構(gòu)圖錢（×尋30緒00輔）從夯鐮間→字夯點(diǎn)言，大孔季隙數(shù)各目明蘿顯減惕少，孔辨徑趨反向于且變小拒。飽和收軟土巴的孔逐隙特晨性的競變化施工表工藝涉對(duì)飽拐和軟抖土微稠結(jié)構(gòu)茅的影槽響（1雄）鎖定性店研究孔隙邊特性變定量堵研究22（2煉）怪定量牲研究a、膛微結(jié)他構(gòu)參鼻數(shù)與步壓縮逃系數(shù)盟的相芒關(guān)性采用飽多元乘逐步價(jià)線性虧回歸巧方法撞進(jìn)行剪分析杠，發(fā)誼現(xiàn)當(dāng)竭顯著賢性水否平為捐0.完05茂時(shí)，抄微結(jié)隨構(gòu)參炊數(shù)與覽常用霜工程始物理繪力學(xué)丈參數(shù)押指標(biāo)稱間具龜有較琴強(qiáng)的雨線性彼回歸粥關(guān)系投：b、矮微結(jié)賣構(gòu)參顯數(shù)與塊壓縮確模量律的相掩關(guān)性c、稀微結(jié)帖構(gòu)參逼數(shù)與求內(nèi)聚圓力的句相關(guān)郊性d、筒微結(jié)席構(gòu)參微數(shù)與漢內(nèi)摩守擦角別的相風(fēng)關(guān)性（2期）放定量災(zāi)研究四、運(yùn)經(jīng)濟(jì)籮效益認(rèn)分析四、螞經(jīng)濟(jì)拴效益我分析1、匹創(chuàng)新屑點(diǎn)（1起）首押次綜員合采福用“汪吹砂什填淤訂、動(dòng)貪靜結(jié)做合、侄分區(qū)晌處理沃，少玩擊多揚(yáng)遍、乳逐級(jí)狡加能砌、雙爐向排稠水”睡的地跡基預(yù)隙處理肢新技鑰術(shù)，竄巧妙肅地利恒用了康廣東掙科學(xué)蛙中心農(nóng)建設(shè)武場地妨的工傳程特李征，昆成功杯地處旋理了基38丹.7左萬m2的飽陪和淤脾泥質(zhì)誦砂土驚地基崇。（2粥）首止次聯(lián)靜合采絮用國串內(nèi)外騾領(lǐng)先燃的多訓(xùn)項(xiàng)分倒析處躲理技觀術(shù)，塊對(duì)動(dòng)金力排賄水固哨結(jié)法處理銷前后貓飽和沃軟土信的微桂觀結(jié)敘構(gòu)進(jìn)木行了夕分析彩評(píng)價(jià)蛇，實(shí)赤現(xiàn)了藝定性紫與定通量相媽結(jié)合仆、宏置觀與欺微觀厚相結(jié)申合。五、沙成果營及推綠廣應(yīng)忌用（3民）理鑄論與駝實(shí)踐欺密切并結(jié)合怕。全匯方位姿跟進(jìn)槍施工派全過索程，育及時(shí)楊解決轟工程公中所揭遇到希的各超類技述術(shù)問詞題，繳為重刃點(diǎn)工龍程?；蝰{護(hù)友航。（4丹）產(chǎn)趴、學(xué)撓、研腐相結(jié)顛合。疲充分膝體現(xiàn)出科技濕團(tuán)隊(duì)焰攻關(guān)擇的優(yōu)腔勢，諸探索袖了高尺等學(xué)高校、歡科研柿院所萍與設(shè)無計(jì)施止工單剖位合窯作開戚展重霸大項(xiàng)吧目科晚學(xué)研返究的歉新機(jī)蕩制，肅將先蹈進(jìn)施緣瑞工技填術(shù)直六接轉(zhuǎn)鑄化為坊生產(chǎn)強(qiáng)力。五、惠成果撞及推蔥廣應(yīng)邁用2、障已取月得的遲成果(1槽)成陶功處般理了飾38尋.7展萬平潛方米兆的軟竭弱土拾地基巾，縮蟲短施馬工工型期，唯滿足殘廣東塔科學(xué)繭中心自工程庫進(jìn)度榨要求弊；(2點(diǎn))提答交研車究報(bào)具告，蚊發(fā)表剃了相筐關(guān)學(xué)務(wù)術(shù)論淘文；為實(shí)魔現(xiàn)將拴廣東獄科學(xué)嘉中心微建設(shè)懂成為湯“國烈內(nèi)領(lǐng)半先、猜國際困一流唯”的側(cè)目標(biāo)朝，奠碑定了設(shè)基礎(chǔ)虹。五、播成果禁及推挺廣應(yīng)怎用2、荷已取拿得的面成果(1稈)成序功處很理了旋38體.7怠萬平武方米克的軟懶弱土抓地基吐，縮拆短施婚工工祝期，句滿足諸廣東攔科學(xué)庫中心炊工程驗(yàn)進(jìn)度吩要求廳；(2葡)提撈交研碼究報(bào)賊告，筑發(fā)表早了相訪關(guān)學(xué)尊術(shù)論約文；為實(shí)某現(xiàn)將膽廣東步科學(xué)捐中心賀建設(shè)酬成為緒“國建內(nèi)領(lǐng)宅先、些國際焰一流弱”的歷目標(biāo)緒，奠胡定了幻玉基礎(chǔ)沒。3、追成果脾鑒定須意見在廣紀(jì)東省業(yè)科學(xué)響技術(shù)診廳于火20哄06院年4輝月2奏4日測組織衛(wèi)的鑒臣定會(huì)外上，惕鑒定草委員著會(huì)認(rèn)系為：掃該項(xiàng)