软基加固方案

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1、青岛海西湾造修船基地西围堰软基处理工程A区软基加固设计1 概述青岛海西湾造修船基地西围堰软基处理工程位于北船重工海西湾基地进出厂主路西侧，需处理的软基在西围堰内，堰体由回填开山石组成，堰体内回填由绞吸船在2002 年 3月至 2002 年 11 月吹填而成，然后于2003 年 1 月堰顶加高至 7.5m， 2003 年 2 月至 2003年10月进行二次吹填。软基处理范围为吹填区，吹填厚度 617m不等。青岛海西湾造修船基地西围堰软基处理工程处理面积约 50 万平方米，分为 A 、 B、 C、D 四个区。 A 区由 A1 和 A2 组成； B 区由 B1 和 B2 区组成。 A1 、 B1 为

2、造船坞止水围堰施工及坞坑开挖坡道区； A2、 B2 为造船坞施工临建所需场地； C 区为坞坑开挖区； D 区为造船陆域配套用地。本地基处理方案主要针对A 区设计。2 设计依据(1) “青岛海西湾造修船基地西围堰软基处理工程项目” 招标文件。(2) 青岛北船重工海西湾造修船基地西围堰内淤泥加固区工程地质勘察报告 ( 2005 年 8 月) 。(3) 岩土工程技术规范( GB29-20-2000) 。(4) 建筑地基处理技术规范( JGJ79-2002) 。(5) 水运工程土工织物应用技术规程( JTJ/T239-98) 。(6) 建筑边坡工程技术规范( GB50330-2002) 。(7) 港口

3、工程地基规范( JTJ250-98) 。(8) 港口工程质量检验评定标准(JTJ221-98) 。(9) 港口工程地质勘察规范( JTJ240-97) 。(10) 塑料排水板施工规程( JTJ/T256-96) 。(10)塑料排水板质量检验标准( JTJ/T257-96) 。(11)真空预压法加固软土地基施工技术规程( HG/T2000578-95) 。3 设计要求（1） 加固范围及加固方法青岛海西湾造修船基地西围堰软基处理工程共分A、 B、 C、 D 四个大区，其中 A 区由 A1 区和 A2 区组成， A1 区为造船坞止水围堰施工及坞坑开挖坡道区； A2 区为造船坞施 工临建所需场地。 A

4、1 区北侧为西围堰。 根据真空预压的施工特点， 为保证有一定厚度的软土层挖压膜沟，将北侧的西围堰内坡肩线向内平移 6m 作为真空预压的边线，其余侧真空预压加固边线按招标文件给出的 A 区边线确定。西围堰内坡肩线至真空预压边线的 6m 范围内采用开挖处理 （即标书中提到的 “四周与外海有接触的淤泥处理区” ） ， A1 区软基加固面积为96179.7m2 ,其中真空预压面积为60669.5m2,开挖区面积为2033.5 m2; A2区全部采用真空预压法加固，面积为 33476.7 m2 。目前A1 区场地平均标高约为 +7.07m， A2 区场地平均标高约为+7.33m,要求整个A区的交工标高不

5、超过+5.6m。（2） 真空预压加固处理，要求膜下真空度大于 80kPa。（3）软基加固范围内的地基平均周结度85%。（4） 加固后地基承载力不小于80kPa。（5） 最后连续 10 天的实测沉降速率不大于2mm/d。（6）最大含水量0 36%。4 自然条件4.1 水文条件本设计所述标高、水位，其基准均为青岛大港高程（ m） 。设计高水位：4.34；设计低水位：0.37。4.2 地质条件根据青岛海洋地质工程勘察院提供的青岛北船重工海西湾造修船基地西围堰内淤泥加固区工程地质勘察报告，工区第四系地层自上而下共分为四层：第层-填土层；第 层-淤泥质粉质粘土及粉质粘土层；第层-砾砂层、第层-砂（砾）质

6、粘性土层。工区基岩为第1 层强风化花岗岩。各岩土层物理特征及分布：第层：填土层：工区填土分为素填土和吹填土。素填土按粒度和区域分为细砂和碎石；其中素填土细砂 （黑砂 ）分布在通道部位，碎石素填土分布在围堤及其附近。下面着重描述吹填土。吹填土自上而下分为粉土（1）、淤泥（2）、淤泥质粉土（3）、淤泥质粉质粘土 （4）。粉土（1）:灰黄色一灰色，松散状态，湿，包含粉细砂、粉土团、粘土团，含水量自上而下逐渐增大，主要分布在吹泥区东侧表层。厚度较薄，层顶标高（大港高程，下同）为7.417.19米，层底标高为7.115.47米，厚度0.201.70米，平均厚0.75米。淤泥（2）:灰色，饱和流塑状态，主

7、要成份以淤泥质粉质粘土为主，包含粉土团、粘 士团，该层工区广泛分布，层顶标高为7.325.47米，层底标高为5.810.72米，厚度0.60 5.70米，平均厚2.48米。淤泥质粉土（3）：灰色，饱和流塑状态，主要成份以淤泥质粉土、粉土为主，包含粉砂、粉土团、粘土团，该层工区广泛分布，层顶标高为7.325.47米，层底标高为5.80.72米，厚度0.608.5米，平均厚度3.54米。淤泥质粉质粘土（4）：灰色，饱和流塑软塑，主要成份以淤泥质粉质粘土、淤泥质 粘土为主，包含粉土团、粘土团，该层工区广泛分布，层顶标高为0.622.69米，层底标高为0.32-2.43米，厚度0.904.00米，平均

8、厚2.28米。第层:淤泥质粉质粘土粉质粘土层:灰色深灰色，流塑状态，主要成份以淤泥为主，含贝壳碎屑及腐植质，有机质含量为2.08%2.33%,含水量较高，粘土矿物中亲水矿物蒙脱石含量为 14.5%16.6%,并且蒙 脱石结晶不良，含少量绿泥石、黄铁矿等矿物。该层工区分布较为广泛，为原始沉积的胶州湾软土，层顶标高为-0.52-2.75米，层底标高为-1.52-5.89米，厚度0.503.70米，平均厚 1.75 米。该层土与基岩交界处0.300.50米含较多粉粒及砂砾，含水量相对较低，以淤泥质粉土为主，与下覆地层呈过渡状态。第层:粗砾砂层:灰色，灰黄色，软可塑，含贝壳碎屑及砂砾；该层主要分布局限

9、，呈断续分布，层顶标高为-4.79-5.70米，层底标高为-5.19-5.80米，厚度0.400.70米，揭露地层平均厚 度为 0.55 米。第层:（砾）砂质粘性土层:灰褐色-黄褐色，硬可塑硬塑状态，分选差，磨圆差，局部夹粉质粘土或砂土薄层， 该层工区分布局限，层顶标高为-2.12-5.98米，层底标高-2.49-6.69米，层厚0.301.50 米，平均厚度为 0.83米。基岩第1 层强风化花岗岩:肉红色，致密，岩石风化强烈，粗粒结构，块状构造，主要矿物成份为长石、石英、云母；强风化花岗岩分布广泛，埋深 6.6014.1米，层顶标高为0.32-0.799米。4.3 地层物理力学指标根据工区内

10、钻孔的土工试验资料统计的 A1、A2区的第层和第层土的物理力学指标列于表1和表2,有鉴于地质报告的钻孔断面图没有将淤泥质粉土 （3）与淤泥质粉质粘 士（4）明确区分开，因此，本设计将二土层按一层统一考虑。A1区土层主要物理力学指标表1土层层底 标高含水量容重压缩 系数，决剪强度固快强度固结系数L (%)3 kN/m3CkkCcqcqCv x 10-3cm2/s粉土6.1426.318.90.2695229234.18淤泥5.1475.416.11.53234760.11淤泥质土-2.7139.818.10.62648153.1第层土-4.036.418.70.719548101.45A2区土层

11、主要物理力学指标表2土层层底 标高含水量容重压缩 系数快剪强度固快强度固结系数r 3（%）kN/m3CkkCcqcqCv x 10-3cm2/s粉土6.4826.318.90.2695229234.18淤泥5.675.416.11.53234760.11淤泥质土-139.818.10.62548153.1第层土-1.736.418.70.719548101.455软基加固设计5.1 加固方案根据已有的大量软基加固工程实例，采用真空预压法处理新吹填淤泥是行之有效、施 工周期短且费用低廉的加固方法。因此，本方案采用真空预压法对 A区进行软基加固处理。真空预压法是在被加固的软土地基上铺设水平排水砂垫

12、层，竖向设置砂井或排水板， 表面铺设密封膜使之与大气隔离，利用抽真空装置和埋设于砂垫层中的滤管和土体中的排 水板形成立体排水系统，将膜下砂垫层和土体内的空气和水抽出，使其形成负压，以降低 土中的孔隙水压力，增加土体的有效应力，从而使土体加速排水而压密。真空预压可达到 的有效预压荷载为80kPa。5.2 加固分区根据施工要求，A1区分为A1-1、A1-2、A1-3三个真空预压加固区和西围堰边界处的开挖处理区；A2区分为A2-1、A2-2两个真空预压加固区，各分区见图 2,分区面积见 表3。加固区A1区A2区合计加固分区A1-1A1-2A1-3开挖区A2-1 区A2-2 区加固囿枳（m2）2296

13、4.619754179512033.520202.313274.496180加固分区表表35.3 预压荷载根据真空预压施工工艺的水平和业主对加固效果的要求，预压荷载取80kPa。5.4 排水通道设计5.4.1 加固深度的确定根据地质勘察报告，本工程加固范围内主要处理地层为第层和第层，其下为砂层 或强风化岩，无需处理。因此，将第层底作为塑料排水板的打设控制标高，且预留不透 水层0.51.0m。由此确定 A1区塑料排水板的平均打设底标高为 -4m,平均打设深度为 11.47m； A2区 塑料排水板的平均打设底标高为-1.7m,平均打设深度为9.43m。5.4.2 垂直排水通道采用B型塑料排水板作为

14、垂直排水通道，排水板按正方形布置，根据固结时间和固结 度（85%）的要求，经计算确定排水板间距为1.0m。5.4.3 水平排水通道在原泥面上人工铺设0.4m厚的砂垫层，形成水平向排水通道，砂垫层厚度允许偏差 +4cm,宜用含泥量小于3%的中粗砂，其渗透系数应大于1X10-2cm/s。5.5 沉降和固结度计算5.5.1 设计参数真空预压荷载80kPa,考虑砂垫层厚度，则加固前地面标高 A1区按7.47m计；A2区 按7.73m计，地层主要物理力学指标取表 1、2中数据。5.5.2 计算结果地基沉降量采用天津港湾工程研究所开发的“地基计算系统”进行计算，因没有室内 ep压缩曲线和水平固结系数，根据地质资料，按经验和对土层性质的认识选取压缩指数 和水平固结系数进行沉降计算。同时，根据港工98地基规范中建议的强度增长公式估算加固后的强度指标和地基承载力。经计算，A1区地基的最终沉降量为1m。真空预压满载（80kPa） 90天后的加固土层沉降为0.9m。土层固结度为90%,残余沉降为0.1m； A2区地基的最终沉降量为0.876m。真空预压满载（80kPa） 90天后的