广东科学中心饱和软土地基预处理技术研究与应用

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1、广州大学广东科学中心筹建办公室广东省基础工程公司广东工业大学中国科学院广州地球化学研究所广州海洋地质调查局2006年11月5日广东科学中心饱和软土地基预处理技术研究与应用广东省科学技术奖励汇报材料汇报内容一、工程概况二、科学试验研究三、工程设计、施工、监测及检测四、经济效益分析五、成果及推广应用1、场地位置广东科学中心是省政府投资兴建的重点工程，建设地点在广州大学城西部，建设场地地势低平（海拔标高约为4～5m，设计要求场地标高8～9.5m），其天然地基承载力不能满足上部建筑施工及使用阶段的要求。一、工程概况广东科学中心的原始地貌砂土液化分布图淤泥质土厚度变化平面图2、场地工程地质特点(1)

2、软弱土层厚度较大；(2)淤泥含水量高，孔隙比大，压缩性高，强度低；(3)场地抗震性能差；(4)渗透性相对较好。3、建筑场地对地基的要求(1)主场馆采用桩基础，需加强地基对桩基的侧向约束，提高抵抗水平荷载的能力，消除竖向负摩阻力；(2)施工工期短，需加快地基排水固结、提高场地承载力，满足工期进度及上部结构施工要求；(3)有利于基坑开挖支护。工程规划占地45万m2，建设场地面积为38.7万m2。场地对地基的要求为：在全面调研，总结了国内外成功经验及失败教训后，经过多种地基处理方案的比较，提交了《广东科学中心建设场地地基处理与监测建议书》。4、地基处理方案论证（2004年1-4月）该建议书在200

3、4年4月30日，通过了由国内著名的建筑地基、建筑结构等领域的院士、教授、高工组成的专家组的审查。其结论为：课题组所建议采用的动静结合排水固结法处理软弱地基的技术方案比较合理、先进和可行，且施工工期较短，造价较低。试验区分布与现场监测、检测平面布置图①现场监测：孔隙水压力、分层沉降、测斜、土压力、地面沉降及夯区周边土体隆起、夯沉量监测。②夯后检测：钻孔取土样、室内常规土工试验、静载试验、静力触探及十字板剪切试验、标准贯入试验等。集水井排水沟1、试验方案（2004年5-6月）二、科学试验研究选取了1600m2的场地，作为动力排水固结法的施工试验区（分为5个区），进行科学试验研究。通过吹砂填淤、设

4、置排水板、合理布置排水沟与集水井，采用“少击多遍、逐级加能、双向排水”技术，成功的进行了动力排水固结法试验施工。试验参数如下表所示。二、科学试验研究1、试验方案2、试验结果分析典型孔隙水压力与时间关系曲线图监测结果：两遍夯击间隔时间为5-7天，比常规强夯法处理饱和软土的孔隙水压力消散时间要快。测斜监测成果图夯击能1200kN·m夯沉量监测成果图夯击能1000kN·m夯击能800kN·m强夯施工可满足施工进度要求；夯后土的物理力学性能指标和地基承载力均有较大幅度提高，上部软弱土层得到了排水固结；通过标准贯入试验证明，深部砂土液化得到了明显的改善。3、试验结论4、适合广东科学中心地基处理新技术的

5、提出在试验的基础上，提出了“吹砂填淤、动静结合、分区处理，少击多遍、逐级加能、双向排水”的饱和淤泥质砂土地基预处理新技术，探讨了加固机理。“双向排水”原理如下图所示。试验区巧妙地利用广东科学中心的岩土层结构——淤泥质砂土层构成双向立体排水系统，加速超孔隙水压力的消散，有效地消除了砂土液化。分区处理：根据重大工程项目上部建筑的使用功能、对地基基础的要求不同，针对建筑场地的工程地质特征，采用概念设计的方法，结合工地建筑材料、施工工期等实际情况，进行分区处理，从而达到较佳的技术经济效果；少击多遍：传统强夯法通常不适宜软土地基处理，施工时易发生“掉锤”事故，即夯锤陷入吹填砂层下的巨厚淤泥层之中的工程

6、事故；本技术实施强夯时，通过调整夯击能量和夯击次数，预防了事故发生，从而加速软土地基的排水固结；逐级加能：传统强夯法通常先加固深层、再加固中层和浅层；本技术实施强夯时，先加固浅层、再依次加固中层和深层，即逐级加能的方法，从而有效地保证了施工效果。双向排水:传统强夯法通常为单向排水；本技术巧妙地利用广东科学中心的岩土层结构——淤泥质砂土层构成立体排水系统，通过双向排水有效地抑制超孔隙水压力的上升、并加速其消散。三、工程设计、施工、监测及检测1、工程设计（2004年7月）分区处理，设计时将场地分为两大部分：第一部分为动力排水固结区，含科学中心主馆、学术交流中心、入口广场、停车场等约17万平方米；

7、第二部分为超载预压区，含室外展场等约21.7万平方米。超载预压区动力排水固结区1动力排水固结区21、工程设计（2004年7月）动力排水固结区设计图三、工程设计、施工、监测及检测1、工程设计（2004年7月）三、工程设计、施工、监测及检测超载预压设计图1、工程设计（2004年7月）三、工程设计、施工、监测及检测1、工程设计（2004年7月）三、工程设计、施工、监测及检测超载预压设计参数表2、工程施工（2004年