地基预处理技术在饱和软土中的研究与应用（上）

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1、地基预处理技术在饱和软土中的研究与应用广州大学张季超教授2006.10.17中国建筑学会地基基础分会2006年学术年会地基预处理技术在饱和软土中的研究与应用引言工程概况与地质条件工程灾害分析研究饱和软土地基预处理技术试验、加固机理及设计方法研究饱和软土微结构试验研究总结动静结合排水固结法软基预处理技术施工总结工程试验及检测结论隔震技术介绍1.引言珠江三角洲地区普遍存在饱和软土层：特点厚度较大淤泥含水量高孔隙比大压缩性高土体强度及承载力均较低抗震性能差存在震陷和砂土液化等不利因素工程事故延长建设工期增加投资等预处理提高地基承载力和水平约束力减少工后沉降保证后续工程的

2、施工缩短工期、减少工程造价等2.工程概况及地质条件广东科学中心是省政府投资兴建的大型公益性科普教育基地，总投资19亿元，是广东省首批“十大工程”项目之一，是科教文卫界的重点工程。其建设地点选址在广州大学城小谷围岛西部的弯嘴头围，规划占地453900m2，除绿地面积(103511m2)外，包括科学中心主馆、学术交流中心、入口广场、停车场、水下层区、室外展场在内的场地面积约为350000m2。广东科学中心建成后将成为广州市的一个标志性建筑，成为我省“建设经济强省、文化大省”战略的窗口，成为我省“弘扬科学精神，传播科学思想，培养科学方法，普及科学知识”的的重要阵地，成为我

3、省科普与观光的理想去处。广东科学中心主体建筑平面分为A、B、C、D、E、F、G七个区（见图1），本次研究对象是主体场馆E区常设展厅部分，其形状及位置如图2所示。图1主体建筑平面分区图图2试验区空间位置图广东科学中心的原始地貌3.工程灾害分析研究3.1区域工程背景与环境岩土工程研究本着“大处着眼、小处着手、注重基础、科学可行、密切结合工程实际”的原则，课题组将环境岩土工程的宏观评价和微观分析方法有机结合，首先就自然地理与区域环境条件、气象水文条件、地形地貌、地质构造及区域稳定性、岩土层分布及其特征、水文地质条件、灾害预测及其区域环境岩土问题以及区域背景与工程适宜性评价

4、进行了论述与分析，为本工程项目的设计与施工奠定了基础。小谷围岛局部地区内最为突出的特点是基岩埋藏深、冲积层厚、地下水位高、地基承载力较低，是建设中需着重考虑的。岛内已发的地质灾害有崩塌、软土地基变形和地下水污染，可能发生砂土液化、震陷及水土流失等，其主导因素是软弱土。广州大学城的地理位置广东科学中心和十高校的用地规划淤泥质土厚度变化平面图断裂变化分布图砂土液化分布图地震地质灾害分布图抗震不利地段分布图3.2广东科学中心的环境岩土工程问题研究课题组针对广东科学中心工程建设中所存在的环境岩土工程问题，就饱和软土地基与地面沉降、砂土液化及其治理、地震灾害、基坑开挖与边坡稳

5、定、地表淤泥处理等方面分别进行了较为充分的分析、研究与论证。饱和软土地基与地面沉降基坑开挖与边坡稳定砂土液化地震灾害地基预处理合理的排水系统抗震隔震措施“吹砂填淤、填土挤淤、化淤为土、混土为料”地表淤泥处理2004年6月10日照片广东科学中心地质情况挖机作业出现事故广东科学中心详勘水面钻孔作业1广东科学中心详勘水面钻孔作业22004年6月10日照片吹砂后，水面杂草多吹填砂--路边北面区，排不了水湖区的吹砂情况广场位置吹砂情况3.3场地工程地质特点(1)软土层厚度较大；(2)淤泥含水量高，孔隙比大，压缩性高，土体强度及承载力均较低；(3)抗震性能差，存在震陷和砂土液化

6、；(4)地下水对混凝土结构具有中等腐蚀性；(5)渗透性较好。3.工程灾害分析研究上述工程地质情况表明，该场地存在下列环境岩土工程问题：⑴软土的固结变形问题⑵主体场馆的地基加固问题⑶消除地基液化问题⑷基坑开挖支护问题⑸地表淤泥处理及利用问题4.饱和软土地基预处理技术试验、加固机理及设计方法研究4.饱和软土地基预处理技术试验、加固机理及设计方法研究问题综合分析判断、调研、科学论证广东科学中心建设场地地基处理与监测建议方案论证，通过审查试验区科学试验提出地基处理预处理技术设计、施工、监测与检测4.1研究过程4.2方案论证及造价对比采用动静结合排水固结法处理广东科学中心饱和

7、软土地基工程广东科学中心鸟瞰图强夯试验区4.3科学试验课题组选取了具有代表性的拟建停车场内面积为1600m2的场地作为本次动静结合排水固结法的施工试验区，进行科学试验研究。经研究，将1600m2施工试验区分成1、2、3、4、5五个试验区，分别采用不同的动力固结法施工工艺，通过现场监测和夯后试验，检验处理前后效果以对比各种工艺的处理效果，选出最优的施工工艺参数。夯区平面布置见图。⑴.试验方案动力排水固结法处理试验工程区平面布置图将施工试验区分成5个试验区，分别采用不同的动力固结法施工工艺。即分别采用夯区内或夯区外填土推平的前提条件下，其它强夯参数为：点夯三遍，单点