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1、杭州亿东岩土工程有限公司未来科技城国际教育园项目未来科技城国际教育园项目幼儿园地块软基处理方案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 12 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 56 年,泥浆深度约为 710m，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
2、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1粘土以上的地层，处理的厚底为 10。114。1 米。拟处理的各土层状况如下.1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1.15。3m，西侧厚度大。2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 1.26。3m,相邻孔的最大厚度差为杭州亿东岩土工程有限公司4.9m，层顶坡度达 19.2。粒度成份
3、以粉性粘粒为主，渗透系数为 7。610-8cm/s,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。粉质粘土:为原状沉积土,灰黄色、饱和，软可塑状，揭露厚度1.13.9m，一般为1。21.4m，层厚较小。W：35。7%，e：1.030，Es12:4.58Mpa。fak：120kPa。淤泥质粘土：灰色，饱和,流塑状，局部夹层粉土。揭露厚度04.9m，厚度变化较大。W:49.3，e：1。386，Ip：18.3，Es12:3。11MPa，fak：70kPa，属高压缩性粘土。拟处理地层为极高压缩性的1层和高压缩性的层及杂填土
4、，处理深度为 10。114。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2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杭州亿东岩土工程有限公司1）清表与平整工程量大：具体为大量芦苇割除，苇根清除，场地高度差的地表平整。2）平整场地
5、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2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2、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
6、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）：表一最大孔号Z169Z170Z166Z165Z162Z173Z174Z171Z167Z163平均差沉降574mm330348369228517327281264378361346244最大差相邻点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杭州亿东岩土工程有限公司可得出。表中数据表明,固结沉降量平均不太大，为 361mm，但差异沉降量大,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
7、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fak70kPa；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
8、 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固化剂法期沉降小优点方案成熟，处理深度大，后缺点工期较不好控制，操作不安全，可用性不宜成本太高工期很长（180 天），需要 6m方法成熟,处理深度大，工后堆载预压法沉降小，成本较低差异沉降较难，表层刚度低工期较长(预压时间约 140 天）方法成熟，处理深度大，工真空预压法后沉降小，无需堆卸填土荷载较低，成本较低短程超载真
9、空预压动力排水固结联合法预压荷载高、工期短专利技术，工期较短，过程控（预压时间 6080 天）、处制严、成本较高、要用 1.5m 厚理深度大,工后沉降下、表层堆载填土及动力固结强度高，可克服差异沉降段适用于建筑物地,对杂填土要打密封墙，预压地段宜用于非建筑物以上厚度堆载填土堆卸,消除不宜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
10、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
11、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fak80kPa，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汕头东部新城软基处理工程试验区福建福安鑫茂冷轧硅钢有限公司 2、3#厂房地基处理工程温州乐清湾港区南区一期地基处理工程温州民科基地永兴南园软基处理工程温州民科基地永兴北园软基处理工程16 万 m22012 年专利一，专利二fak80kPa,工
12、后沉降30cm4 万 m22014 年专利一，专利二fak100kPa，工后沉降20cm45 万 m22012 年专利一,专利二fak120kPa，工后沉降10cm45 万 m22010 年竹网+真空预压+降水+强夯fak 100kPa,工后沉降30cmfak50kPa37 万 m22009 年超软土无砂垫层浅层真空预压47 万 m22010 年超软土无砂垫层浅层真空预压fak50kPa4。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
13、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：fak90kPa，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:fak80kPa，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A 区B 区面积11000m214600m2处理方法“短程超载真空预压动力排水固结联合法”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清表、平整场地、测量
14、标高铺设砂垫层，测量标高表层处理、补充勘察、计算并处理分区插打塑料排水板，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，检查密封性真空预压稳压，各项监测项目观测A区B 区真空膜上铺设一层土工布B 区外围设围堰并覆水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、静力触探依静力触探结果设计动力固结参数，埋管井强夯点夯、满夯停止抽真空、排B 区覆水，揭膜晾晒平整场地、标高测量、卸土、换填密封沟淤泥、振动碾压5。2 清表及表层处理、铺砂施工方案5.2。1 施工工艺流程场地养护、施工质量检测、
15、详细勘察、下一步设计杭州亿东岩土工程有限公司5.2.2 清表及铺砂说明排场地积水人工割除芦苇、开挖排水沟1）因现场地芦苇区有积水，部分区域积水较厚，达到 50100cm,进场后应第一时间排水，排水采用开沟排水及排水泵强排。平整场地，铺设一层土工织物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清除表层芦苇根系土面层及运输通道。所有施工人员进入施工区域必须穿戴安全防护用构筑辅助作业平台品（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 3050cm。轻型机械进场铺设砂垫层2
16、)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
17、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。割除芦苇平台上铺设一层土工织物杭州亿东岩土工程有限公司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,编织布缝制成一个整体，可保证施工作业人员安全。4）铺砂时采取小型机械,底
18、下铺设竹网、竹笆和土工布，可保证铺砂机械安全.插排水板采用轨道式插板机，以增加受力面积。施工便道场地清表竹网编制铺设编织布小型翻斗车倒运砂料人工铺设砂垫层5.3 真空预压（A、B 区)施工方案5.3。1 排水体设计5.3。1.1 水平排水体水平排水体采用中粗砂,厚度 0.5m，砂的含泥量小于 3%.5。3。1.2 垂向排水体垂直排水体采用塑料排水板。A 区;采用 SPB150 型宽塑料排水板，间距 0.8m1m 正方形布设，深度穿过淤泥质粉土底板以下 0.5m，上端高出砂垫层 0。5m。B 区；采用 SPB100C 型原生料塑料排水板，间距按 0。8m1。0m 正方形布设，打设深度均达淤泥质粉
19、土或粉质粘土（无层杭州亿东岩土工程有限公司土时）底以下 0。5m，上端高出砂垫层 0。5m。塑料排水板打设采用轨道式插板机。轨道式插板机5.3。2 土工布设计砂垫层下土工布:采用 200250g/的编织布铺于平整后杂填土或泥填土上，防止砂垫层与回填土混杂，降低排水性能。A 区真空膜上土工布；采用 300400g/无纺土工布，保护真空膜不被扎破。5.3.3 真空排水系统设计水平真空排水管采用50mm 软式滤网真空管，按一定间距铺设。真空泵采用 7。5kw 真空泵，按 800-1200 /台布设。真空膜采用 0。120.16mm 厚度的三层，每层真空膜按场地地形形状工厂拼制。真空预压5.3.4 密
20、封沟与密封墙密封沟；在无杂填土的区域，于施工区外边界开挖密封沟，深度在 1。5m、上宽1。5m、下宽 0。5m。沟底以上 0。5m 回填无砂粘土，真空膜应铺设到沟外侧沟上地面不少于1.5m,膜上覆水。密封墙；在有杂填土的区域，均应打水泥或粘土密封墙,墙体宽度 1.2m，采用双头搅拌机成桩,桩径 0.7m，搭接宽度 0。2m，水泥含量不少于 15，桩长达杂填土层以下 1。5m.采用二喷二搅施工成桩。真空预压结束后，密封沟内的淤泥采用山皮土进行换填处理。杭州亿东岩土工程有限公司换填深度应2m.5。3。5 B 区覆水真空预压设计为缩短预压时间和提高层固结度,对道路范围的 B 区采用覆水预压方法。在真
21、空预压试压稳压开始后在密封沟内侧的真空膜用袋装粘土堆砌高度 12m 的围堰。围堰在抽真空后拆除并排除围堰内的水。覆水围堰真空预压5.3。6A 区填土超载设计A 区在真空预压 2030 天左右，视沉降速率下降情况，在真空膜表面先铺设一层 300g/m2 的土工布,然后土工布上铺首层 0.50.8m 无碎石砂土或粉质粘土、粉细砂，在观测真空度无下降情况后再回填上层 1.00.7m 碎石土或山皮土，碎石土中的碎石粒径小于 10cm,无尖块石。形成约 110120kPa 的超载预压荷载实施超载预压.5。3。7 A 区动力加载设计当堆土真空超载预压的沉降速率下降后，在填土表面实施动力普夯。普夯单击能 6
22、00-1200kN。m，每点 25 击，夯点连接,形成预压荷载大于 150kPa 的高超载静动预压，促使软土进一步加速排水固结。强夯5.3.8 A 区排水强夯设计在停止真空预压,平整场地，测量标高和静力触探后，按静力触探参数和标高进行排水强夯设计。杭州亿东岩土工程有限公司排水设计：目的是为了排除砂垫层中真空预压存水和快速消除强夯产生的高压孔隙水.排水采用管井,深度达到砂垫层以下 1m，采用潜水泵抽水。强夯点夯：采用二遍点夯，单击能 6001200KN。m，每点 4-8击，点间距 68m 正方形布设,第二遍点夯夯点在一遍点间内插。满夯：一遍满夯,单击能 8001200KN.m,每点 12 击，1
23、/4 锤印搭接.5。3。9 振动碾压A、B 区均应进行振动碾压，采用 1822t 压路机进行碾压遍数不少于 4 遍（来回为一遍）。5.3。10 处理时间设计A 区:从真空预压开始后，在可保证膜上填土不多于 15 天的条件下，处理施工时间 100 天，大体为真空预压试压 7 天，真空预压稳压 25 天后填土，40 天后形成填土超载预压,6070 天后普夯形成高超载预压；80 天后停止真空预压,85 天后形成降水强夯,100 天施工结束。B 区：从真空预压试压稳压后开始围堰覆水,130 天后停抽真空排水后清除表面膜晾晒，140 天内完成表层碾压.5.3。11 过程控制设计高程测量:在施工前平整场地
24、，铺砂垫层后，插打排水板后及停止抽真空平整场地后 A、B 区均应进行高程测量，以确认地表沉降状况。静力触探：各区场地应在工前及工后进行同点位静力触探测试，杭州亿东岩土工程有限公司确认2、层土的处理效果，而 A 区还应在强夯前进行工中静探，以确认前期处理效果和为强夯设计提供依据。A区土方堆载与普夯时间控制,依ST曲线的沉降速率及施工沉降量判断。5.4 施工监测设计位确保施工质量和过程控制,地基处理过程设计进行表层沉降，深层沉降，孔隙水压力及侧向变形监测，具体设计在补充勘察后进行。5.5 地基处理效果预估按上述方案和程序、控制过程进行处理后,可取得下述结果：A 区：表层承载力特征值 fak100k
25、Pa,软土固结度90，工后沉降量不大于 10cm，场地不均匀沉降率3.B区:表层承载力特征值fak80kPa，工后沉降量不大于20cm，场地不均匀沉降率4.A、B 区的处理深度均达层淤泥质粘土底板。六施工安全保证措施本工程特点是：工程量大、施工机械较多，因此，保证安全施工是本工程的重要环节，为保证工程施工顺利进行，采取如下措施:（1)施工作业前,进行全员安全教育，提高全员安全意识；(2）公司将不定期组织安全大检查,找出安全隐患，并加以改进；(3）现场设立施工区和安全区，施工区禁止无关人员进入，施工人员进入现场必须戴安全帽；(4)加强施工机械各部件的检查，避免安全了隐患；杭州亿东岩土工程有限公司
26、（5）各机械应保持不定期的安全距离，避免飞石伤害人和设备。七工程量及工期、造价7。1 工程量清单本工程量清单详见下表:工程量清单一览表表一序号工程项目工程量12345678910111213场地清表编织布竹网土工布中粗砂排水垫层陆上打 SPB150 型塑料排水板(机械打长板)陆上铺设无纺布一层陆上打 SPB100 型塑料排水板(机械打长板）土石方强夯围堰真空预压试压、稳压整平碾压/200g/m2 编织布0。5m*0。5m200g/m2厚度 0.5m长度 12m,间距 0。8mm300g/m2无纺布长度 12m，间距 0。8mm/A 区 8090 天B 区 130 天/m3m2mm2m2m227
27、37501100011000700110001460025600m2根2062501100022812m2m2m2m2m3根256002560025600366001830017187规格单位工程量7.2 各分区造价预估如下：工程预估价表二分区A 区B 区总体面积11000m214600m225600 m2预估工期150180 天180220 天预估单价550 元/m2360 元/m2预估总价605 万元525.6 万元1130。6 万元备注7.3 各分区施工工期（施工横道图见附表一）：杭州亿东岩土工程有限公司施工 A 区（短程超载真空预压动力排水固结联合法）表三项目名称场地清表工作垫层施工插
28、打排水板真空预压准备工作真空预压试压、稳压堆载土石方填土超载预压满夯、高超载预压埋设管井、强夯场地检测施工持续时间(天)3015151280153010205人员40301660415416203备注包含在真空预压试压、稳压工期内包含在真空预压试压、稳压工期内包含在真空预压试压、稳压工期内施工 B 区（覆水真空预压法）表四项目名称场地清表工作垫层施工插打排水板真空预压准备工作真空预压、覆水稳压真空预压卸载、检测平整场地施工持续时间（天）4020201513055人员40301660464备注杭州亿东岩土工程有限公司附表一：杭州亿东岩土工程有限公司八意见和建议因本工程拟处理场地淤泥主要为放置一段
29、时间的建筑泥浆，具有承载力极低，含水量高、压缩性大、渗透性极低等特点，土的工程性质与沿海吹填淤泥土存在一定差异。本工程地基处理存在难度大、工期紧、在本地区还没有成功的先例.我们提供一些意见和建议以供参考。1）本方案是根据现有资料（包括勘察单位提供的部分钻孔图、土样分析、业主提供的淤泥范围图等)进行设计，部分资料不全，在进场后应尽快进行有针对性的补充勘察，以对方案进行修正。2）地基处理过程中，应对各项指标进行实时监测，如沉降速率、沉降量、孔隙水压力等，根据各项指标调整后续施工参数和施工方案，进行信息化施工。3）地基处理完成后,应根据处理效果确定后续施工工程施工方案，如建筑基础的选型、桩基的施工方案、增加钻孔灌注桩桩护筒措施、处理后表层回填山皮土以进一步提高承载力等，或为后续工程顺利开展而采取的一些其他措施。4）本工程工期紧，但短时间内需要采购大量的砂石材料,预计中粗砂 18000m3，山皮土 11000m3，采购和运输等外部环境会成为影响施工工期的一大因素，需有关各方加强沟通并保持协调。