地基处理施工方案(软基处理)

杭州亿东岩土工程有限公司未来科技城国际教育园项目幼儿园地块软基处理方案一、场地基本状况1.1拟建的未来科技城国际教育园区项目，位于杭州市余杭区中泰街道南湖景区，项目规划用地面积为117944平方米（约176.9亩），总建筑面积约为87105平方米。场地西南角拟建幼儿园，建筑物约1~2层。现幼儿园区块地基主要为淤填土，主要成分为建筑泥浆，放置时间约5~6年，泥浆深度约为7～10m，面积约25600m2。1.2填土区泥浆呈流塑状，长满芦苇，土质极软，承载力基本为0，含水量很高，颗粒极细，不能直接上人和设备。场地现状图本次淤填土区地基处理主要针对泥浆层及3层淤泥质粘土层。1.3施工平面布置杭州亿东岩土工程有限公司二、软基处理工程条件2.1拟处理地层根据浙江中材工程勘测设计有限公司2015年10月提供的本项目的岩土工程详勘报告，应予以处理的软土地层为④1粘土以上的地层，处理的厚底为10.1~14.1米。拟处理的各土层状况如下。①1杂填土：杂色、松散、湿。成分以粘性土为主，含碎石砖块，揭露厚度1.1~5.3m，西侧厚度大。①2淤填土（塘泥）：灰、灰黑色、饱和，流塑~软塑，由原状鱼塘淤泥与外来排放施工泥浆组成，岩性相变大。本场地普遍存在，揭露或可见厚度1.2~6.3m，相邻孔的最大厚度差为4.9m，层顶坡度达19.2%。粒度成份以粉性粘粒为主，渗透系数为7.6×10-8cm/s，杭州亿东岩土工程有限公司Es为2.14MPa，为极高压缩性、极低渗透性软土。本地块因仅北侧、西侧有10个钻孔，大多范围的层后及物理学性质不祥。②粉质粘土：为原状沉积土，灰黄色、饱和，软可塑状，揭露厚度1.1~3.9m，一般为1.2~1.4m，层厚较小。W：35.7%，e：1.030，Es1~2:4.58Mpa。fak：120kPa。③淤泥质粘土：灰色，饱和，流塑状，局部夹层粉土。揭露厚度0~4.9m，厚度变化较大。W：49.3%，e：1.386，Ip：18.3，Es1~2：3.11MPa，fak:70kPa,属高压缩性粘土。拟处理地层为极高压缩性的①1层和高压缩性的③层及杂填土，处理深度为10.1~14.1m。2.2水文地质条件地表水：场地北侧的地表水沟深度不详，宽度大于15m；东侧有人工开挖的水坑，其深度大于2m，降雨时地表水从南侧流于水坑中。地下水：杂填土中有受降雨补给的上层滞水，表层芦苇根系土层中有孔隙潜水，使①2层淤填土的含水量高而甚稀软。浅表地下水从淤填土面渗出向水坑排泄。2.3地面地形与地貌条件由于人工堆填和开挖，导致地表高差大，东、北地面低，南侧高。因地面稀软和芦苇丛生，地面高程不明。三．地基处理工程条件分析3.1地基处理前准备工程量大1）清表与平整工程量大：具体为大量芦苇割除，苇根清除，场杭州亿东岩土工程有限公司地高度差的地表平整。2）平整场地后的1/1000高程测量。3）应进行按详勘要求的建筑场地补充勘察和按初勘要求的道路场坪勘察。3.2建筑物类型为严要求的沉降敏感型幼儿园由于①2淤填土为岩性变异较大的鱼塘淤泥和施工排放淤泥，含水量高，强度极低，渗透性极差和厚度变化大，表现出强烈的非均质性，为确保幼儿园使用期的地基绝对安全，消除场地的不均匀沉降和使工后沉降达到极小，所选用的地基处理方法应与之相适应，尽可能稳妥。3.3建筑场地沉降初步分析根据勘察报告提供的北、西侧10个钻孔剖面与全场地的①2、②、③层土的物理力学性质，以及现场踏勘了解的情况，以2层建筑物的使用荷载50kPa，设计地面标高+9.8m为条件，采用分层总和法对10个钻孔进行了主固结沉降评估，计算结果见下表一（仅考虑现有10个钻孔主固结沉降量表）：表一孔号Z169Z170Z166Z165Z162Z173Z174Z171Z167Z163平均最大差相邻点最大差沉降mm574330348369228517327281264378361346244计算结果仅代表既有钻孔情况，更详尽的数据有待补充勘察后方可得出。表中数据表明，固结沉降量平均不太大，为361mm，但差杭州亿东岩土工程有限公司异沉降量大，达到346mm，相邻点的不均匀沉降量有244mm，差异沉降率达到10‰，属于明显的不均匀沉降场地。3.4地基处理的要点与难点3.4.1地基处理要点鉴于上述分析，本场地软土地基处理的要点为：通过排水固结施工达到地表承载力满足下步机械施工的要求，使fak≥70kPa；基本消除软土的主固结沉降量和不均匀沉降量，建筑物区的施工沉降量达到平均340mm以上，差异沉降率达到≤3‰。3.4.2地基处理难点前述分析说明，本场地的软基处理难点在于：1）因现有场地均为极软淤泥，上生长芦苇、柳树等植物，应对耕植土进行清理，要解决如何清表、具备轻型机械进场施工的能力;2）使用要求不同，需依使用要求和补充勘察资料，在进行精确使用分区的基础上实行差异式处理方法与参数设计、施工；3）地标高尽管标高差较大，但总体平均标高要高出设计地面标高9.8m约1.0m厚度，有近2万多立方米流塑状土体挖卸外运；4）淤填土渗透性极差，短时间难于完成排水固结，而且该层的现有承载力太低，要将其提高到70kPa以上，必须有较长的处理时间或施加较高的预压荷载，采用等载的预压方式工期会很长。四．地基处理方案4.1地基处理方案比选杭州亿东岩土工程有限公司处理方法优点缺点可用性固化剂法方案成熟，处理深度大，后期沉降小工期较不好控制，操作不安全，成本太高不宜堆载预压法方法成熟，处理深度大，工后沉降小，成本较低工期很长（180天），需要6m以上厚度堆载填土堆卸，消除差异沉降较难，表层刚度低不宜真空预压法方法成熟，处理深度大，工后沉降小，无需堆卸填土工期较长（预压时间约140天），对①杂填土要打密封墙，预压荷载较低，成本较低宜用于非建筑物地段短程超载真空预压动力排水固结联合法预压荷载高、工期短（预压时间60~80天）、处理深度大，工后沉降下、表层强度高，可克服差异沉降专利技术，工期较短，过程控制严、成本较高、要用1.5m厚堆载填土及动力固结适用于建筑物地段4.2专利技术简介4.2.1“快速消除不均匀沉降的软地基处理方法”（专利号ZL200610097705.5）（专利一）：这是一种基于以统一的工后沉降量为标准，通过不同使用要求下的主固结沉降量精确计算，将拟处理的软土场地划分施工区域，以不同的处理方法和施工差数对各施工区进行控制，使之达到各区的施工沉降量不同，但工后沉降量相同或满足设计要求。该技术可在施工过程中解决场地的工后差异沉降的难题。4.2.2“短程超载真空预压动力排水固结联合法”（专利号ZL200610097704.0）（专利二）：本专利是静动排水固结法的耦合技术。利用软土在真空负压作用下有效应力逐渐提高但固结沉降速率相应不断下降的规律，当沉降速杭州亿东岩土工程有限公司率下降到某一数值时增加堆载填土静力荷载形成静力叠加的超载预压，使软土的排水固结速率加快；随着软土的有效应力的进一步提高，超载下的固结沉降速率亦随之衰减，此时在堆载填土上施加适当能量的动力荷载，对软土形成静动叠加的高超荷载预压，促使软土的固结速率加快。通过对软土施加等载→超载→高超载的排水固结过程，促使拟处理的厚层软土在较短时间内以较快的沉降速率快速完成排水固结。具有处理深度大，施工沉降大，工期短，工后沉降量小，表层刚度和承载力高的优点。4.2.3类似工程项目名称工程规模时间处理方法简介处理效果威海港新港二期软基处理工程16万m22013年专利一，专利二fak≥80kPa，工后沉降30cm山东日照日照港石臼港区吹填造陆地基处理工程16万m22012年专利一，专利二fak≥80kPa，工后沉降30cm汕头东部新城软基处理工程试验区4万m22014年专利一，专利二fak≥100kPa，工后沉降20cm福建福安鑫茂冷轧硅钢有限公司2#、3#厂房地基处理工程45万m22012年专利一，专利二fak≥120kPa，工后沉降10cm温州乐清湾港区南区一期地基处理工程45万m22010年竹网+真空预压+降水+强夯fak≥100kPa，工后沉降30cm温州民科基地永兴南园软基处理工程37万m22009年超软土无砂垫层浅层真空预压fak≥50kPa温州民科基地永兴北园软基处理工程47万m22010年超软土无砂垫层浅层真空预压fak≥50kPa4.3地基处理分区杭州亿东岩土工程有限公司根据本场地的使用要求与岩土工程条件，采用专利技术“快速消除不均匀沉降的软地基处理方法”（专利号ZL200610097705.5）将场地分为A、B共2个处理分区。A区：幼儿园建筑区，西北侧约11000m2范围，采用专利技术“短程超载真空预压动力排水固结联合法”（专利号ZL200610097704.0）进行，处理后要求达到：fak≥90kPa，工后沉降≤10cm，工后差异沉降率≤3‰。B区：南及西南角道路区，面积约14600平米，采用覆水真空预压方法处理处理后要求达到：fak≥80kPa，工后沉降≤20cm，工后差异沉降率≤4‰。地基处理分区示意图如右图所示。分区面积处理方法A区11000m2“短程超载真空预压动力排水固结联合法”B区14600m2覆水真空预压方法杭州亿东岩土工程有限公司五．地基处理方案设计5.1地基处理施工工艺流程场地养护、施工质量检测、详细勘察、下一步设计依静力触探结果设计动力固结参数，埋管井B区外围设围堰并覆水强夯点夯、满夯平整场地、标高测量、卸土、换填密封沟淤泥、振动碾压停止抽真空、排B区覆水，揭膜晾晒膜上回填无碎石土或砂保护层后再填山皮土适当时间在填土上动力普夯，形成高超载预压停止抽真空、测量标高、静力触探A区真空预压稳压，各项监测项目观测真空膜上铺设一层土工布B区清表、平整场地、测量标高表层处理、补充勘察、计算并处理分区铺设砂垫层，测量标高插打塑料排水板，挖密封沟、埋监测仪器铺设真空管、土工布，埋真空表铺设真空膜、安真空泵、密封沟压膜，测量标高开泵试抽真空，检查密封性杭州亿东岩土工程有限公司5.2清表及表层处理、铺砂施工方案5.2.1施工工艺流程5.2.2清表及铺砂说明1）因现场地芦苇区有积水，部分区域积水较厚，达到50~100cm，进场后应第一时间排水，排水采用开沟排水及排水泵强排。割除芦苇时应保证施工人员的安全，采用轻型泡沫塑料作为工作面层及运输通道。所有施工人员进入施工区域必须穿戴安全防护用品（如安全帽、救生衣等），严禁施工过程中单独作业。施工机械选取：清表时应采用合适的水陆用挖机和长臂挖机，应先清除A区芦苇根系土，再清除B区。清除时应铲除表层30~50cm。2）砂垫层采用中粗砂作为水平排水层兼工作垫层，厚度0.5m，中粗砂含泥量小于5%，要求砂垫层厚度均匀，表面平整。铺设砂垫层，施工前应构筑作业平台，拟采用构筑工作垫层+土工织物的方式，然后在垫层上从区块边缘开始铺设砂垫层，在铺设好的砂垫层上放置钢板，作为小型翻斗车运输通道，防止小型翻斗车在排场地积水人工割除芦苇、开挖排水沟清除表层芦苇根系土平整场地，铺设一层土工织物构筑辅助作业平台平台上铺设一层土工织物轻型机械进场铺设砂垫层杭州亿东岩土工程有限公司运砂过程中陷入砂垫层，影响砂垫层的施工。同时在铺设砂过程中，铺设一条4米宽的施工运输便道，确保小型机械铺砂过程中道路顺畅。施工工艺要求：砂垫层的铺设采取机械和人工相结合的方式，将砂用十轮大卡车运至现场，再用“小型翻斗车”通过临时便道将砂运至处理区，然后通过人工作业将其推平；按照由施工便道向四周扩散方法进行铺设，直至砂垫层施工结束。5.2.3清表及铺砂安全保证措施因场地表层土主要为流塑状态淤填土，承载力极低，不能直接上人和机械。施工前必须采取措施保证人员和机械安全。措施如下：1）割除芦苇前，先排除表层积水、并开挖细沟排水。割除芦苇时边割边铺设浮桥等施工便道。2）芦苇割除后进行清表，清表不能采取普通挖机，拟采用水陆两用挖机，可在淤泥层正常行走，保证挖机安全。为提高清表进度，在场地外围承载力高的区域安排长臂挖机进行转运。3）清表完成后场地极软，为保证安全，先在淤泥层上铺设一层编织布，编织布缝制