大面积场平工程软基处理方案的比选与确定论文_陈学,熊隽,黄裕群,李旋

湖北省交通规划设计院股份有限公司 湖北武汉 430051

摘要:场平工程是一个系统性工程,主要包含下部地基处理、上部土石方填筑、外围截排水及防护工程。场平工程根据场地功能分区的不同,不同分区的地基承载力、变形指标不尽相同,特别是对沉降及不均匀沉降要求严格的工程,下部地基的处理,特别是大面积的软基处理是整个场平工程质量控制的关键点,同时软基处理方案的选定与整个工程造价息息相关,所以在工程前期工作中,应重视软基处理方案的比选研究工作。

关键词:软基;排水固结;复合地基;变形分析;刚度调平

0 引 言

软基处理是工程施工的一个重要组成部分,也是保证建筑施工后地基不发生沉降的前提,为建筑提供坚固基础的一项非常重要措施,直接关系到建筑的安全性,耐久性。本文通过某机场项目场平工程案例,针对软基编制处理方案,并进行比较与选定,希望对类似工程施工有一定的参考价值。

1 工程概况

1、项目面积超大,地形复杂,占地面积大。

本项目用地面积约为11.84平方公里,南北向长度约为5.00公里,东西长平均长度约为2.50公里,跨越多个地貌单元,地质情况复杂,并且水面区域占到全场地的1/4~1/3,填湖造陆涉及的技术问题也较多。

(2)软土层厚度大,且厚度不一,软基处理难度较大。

本工程涉及到的软土主要包含②-1淤泥层(浮于湖底之上,不成形,可随湖水漂移)、②-2淤泥层、②-3淤泥质黏土层、②-5淤泥质黏土层,软土层厚度最大约为13.00~19.00m,且厚度随地势变化较大,对地基处理要求较高。若处理不当,后期可能发生较大的沉降及不均匀沉降,影响机场的正常使用。

(3)各功能分区对地基处理的要求不一,需根据不同的使用功能采取相应的地基处理方案。

地基处理设计主要根据场地分区,解决地基的沉降问题,控制工后沉降和工后差异沉降,改善地基均匀性,提高地基土强度和承载力,使地基、建(构)筑物的沉降变形尽可能协调一致,提高地基的抗滑性能,保证边坡稳定。

由于各场地分区的工程性质、使用要求、建设条件等存在较大差异,因此,需根据各功能分区的不同,结合各自的地质条件,对各分区分别采取相应的地基处理方案,做到技术、经济与工期的有机结合。

2 场地主要软基问题分析

(1)软土类型

依据勘察资料,本场区软土包括②-1层淤泥、②-2层淤泥、②-3层淤泥质粘土以及②-5层淤泥质粘土,其中②-1层淤泥主要分布于湖塘底部,为浮泥,工程性能最差;②-2层淤泥工程性能差,②-3层淤泥质粘土以及②-5层淤泥质粘土,低承载力,高压缩性,功能性较差。

(2)软土分布

软土主要分布于场内湖塘、水田及沟谷、低洼地等地段。场内未发现大型暗塘、暗浜,仅场地东北侧古湖塘等因地势抬高或围湖造田等形成小型暗浜,软土除了在垄岗区的沟谷、低洼地段零散分布外,主要分布于花马湖湖区及周边。软土厚度不一,剥蚀垄岗区低洼地带湖、塘一般小于2.0m。湖区及周边厚度较大,最厚地段位于湖区中央,平均厚度7~8m左右,本区最大厚度约19.0m。

(3)软土物理力学性质评价

本类土体含水量高,其天然含水量为50%~70%,最大超过200%;孔隙比大,天然孔隙比在1~2之间,最大达3~4;低透水性,渗透系数一般在1×10-6~1×10-8cm/s之间;抗剪强度很低,其天然不排水抗剪强度一般小于20kPa。本场地软土有机质含量大都小于5%,仅②-1层淤泥、②-2层淤泥部分土样有机质含量超过5%。本场地软土具有高压缩性,其正常固结压缩系数约为0.5~1.5MPa-1,最大可达4.5 MPa-1,软土的高压缩性会导致地基沉降量大;具不均匀性,该地层在水平和垂直上分布不均匀,导致软土地基的差异沉降;低强度,其不排水抗剪强度均在20kPa以下,具触变、流变和蠕变等特性,会导致软土地基侧向滑动,或向基础两侧挤出。软土地基的变形表现为压缩变形、固结变形、侧向挤压变形等。

软土的变形包括压缩变形、固结变形及侧向蠕变等,不经处理,剩余沉降过大,因此必须采取适当方式对场地软土进行处理。变形控制的原则是刚度调平,在软基处理过程中应重视不同地基处理方法、不同搭接面的过渡处理。

3 软基处理方案的比选与确定

本项目的方案比选主要针对软基处理方式进行,本工程面临的软土主要包括场地整个湖底和陆地局部存在的淤泥②-1层、②-2层、淤泥质黏土②-3层、②-5层,软土分布范围较广,约占到厂区总用地面积的30~40%,并且厚度不一,湖底软土最厚达到19m左右。根据软土的性质和空间分布,软基处理的方式主要有以下几种:

表1 软基处理方案优缺点及工程适用性比选

4 结论

通过以上方案的技术可行性、经济合理性、工期等因素综合对比分析,我司针对本项目场地水文地质条件,场地现状地形、土石方填筑高程等,通过技术经济对比分析,对本项目软基处理工艺选择结论如下:

适用于本项目的软基处理方案有:清淤置换法、、强夯置换法、堆载预压法;不适用的地基处理方案有:砂桩法、水泥土搅拌桩、桩网复合地基。

参考文献:

[1] JGJ79-2012.建筑地基处理技术规范.

[2] JTG/T D31-02-2013.公路软土地基路堤设计与施工技术细则.

[3] 张博文,胡慧.我国软土地基现状及软土地基处理方法探讨[J].青春岁月,2013,16∶ 480.

作者简介:陈学(1986–),男,工程师,主要从事岩土工程勘察设计工作。E-mail:feihong1986@126.com。

论文作者:陈学,熊隽,黄裕群,李旋

论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期

论文发表时间:2019/11/22

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