广州南沙泰山石化仓储项目强排水强夯地基处理方案.docx
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广州南沙泰山石化仓储项目强排水强夯地基处理方案
编号：
分类：
技术方案
工程名称：
广州南沙泰山石化仓储区公用及附属建筑物地基处理工程
总经理：
滕延京
总工程师：
陈希泉
审核人：
甘厚义
编写人：
毛利勤
建研地基基础工程有限责任公司
二○○五年六月九日
一、工程概况
二、方案依据
1、设计（勘察）要求和技术文件
2、相关的技术标准
3、工程地质概况
三、技术方案
四、施工组织
五、施工配套设备
六、质量保证措施
七、施工进度
八、协作与配合
广州南沙泰山石化发展有限公司
南沙泰山石化仓储项目库区部分地基处理工程技术方案
1工程概况
广州南沙泰山石化发展有限公司石油化工仓储区,位于广州市南沙经济技术开发区,与南沙地区综合服务中心组团相邻,距万顷沙临港工业组团直线距离25km，距龙穴岛物流产业综合组团陆路距离30km,水路距离25km。
本工程建筑结构由中国石化工程建设公司设计，初步设计基础埋深0.5～1.5米,地基持力层为表层吹填砂和层
（2）淤泥层。
由于拟建场地表层地层
（1）为人工新近吹填砂土层，厚度为2～3m。
因吹填时间短，吹填砂松散且不均匀，土质差，在地震烈度为7度情况下有液化的可能;层
（2）淤泥，厚度为2～6m，地基承载力低;若不进行软基处理,将会产生较大的地基沉降变形,并会直接影响建（构）筑物及绿化区正常使用。
因此，建设单位拟对地基进行处理以满足建筑（构）物对地基的承载力及变形要求。
要求经地基加固后达到以下标准：
1、地基处理加固深度：
H≥5m;
2、地基加固后地基承载力特征值：
fak=100～130kPa；
3、地基加固后工后沉降量S≤70mm。
本次软基地基处理设计范围主要包括公用及附属设施（包括综合办公楼﹑发电机房﹑消防车库﹑维修及仓库﹑消防泵站﹑锅炉房﹑总变配电所﹑中心化验室﹑训练瞭望塔﹑门卫房等）建筑区的道路、管沟、停车场、消防练训场、建筑物室内外地坪软基地基处理工程。
2方案依据
2.1设计要求和技术文件
（1）《广州南沙泰山石化发展有限公司南沙泰山石化仓储项目库区部分一期工程初步设计》（2005年1月）；
（2）《广州南沙泰山石油化工仓储区37×104m3燃油仓储项目一期工程岩土工程勘察报告（第二次勘察报告）》。
（广东省建筑设计院）。
2.2相关的技术标准
（1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ74-2002）；
（2）《建筑地基基础设计规范》（GB500D7-2002）;
（3）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；
（4）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；
（5）《建筑抗震设计规范》（GB/50011-2001）；
（6）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）。
2.3工程地质概况
（一）地形、地貌
拟建场地位于广州市南沙经济技术开发区小虎岛化工区，东临狮子洋，与虎门大桥相望，场地属珠江三角洲海陆交互相平原区，原为蕉林、虾塘和鱼塘，现场地因水力吹填，地形平坦，场地地面高程为5.67～7.06m。
（二）地层分布
根据广东省建筑设计研究院提供的本工程地质勘察报告（第二次勘察），场地工程地质条件如下：
①层冲填土：
灰黄、浅灰色，以水力冲填的中细砂为主，松散;局部以粉质粘土为主,松软。
层厚1.5～8.6m,平均厚度3.37m。
整个场地均有分布，标准贯入试验实测平均值N=3.0击，地基承载力低，须经适当地基加固处理后方可作为基础持力层。
②-1层淤泥：
灰黑色，整个场地均有分布，且厚度变化大（0.5～10.3m），平均厚度3.92m，呈流塑状态，含水量高，压缩性大。
主要物理力学性质指标详见本工程《岩土工程勘察报告》。
②-2层中粗砂：
仅在个别钻孔有揭露，灰黑、灰黄等色，多呈稍密～中密，层面埋深4.7～10.6m，单层厚度1.0～3.1m，平均厚度1.60m，fak=100～120Kpa。
③-1层粉质粘土﹑粘土：
黄红、灰白、灰黄等花斑色，稍湿，以可塑为主，整个场地均有分布，层面埋深2.5～16.8m，层厚0.5～10.8m，平均厚度3.59m，fak=130～150Kpa。
③-2层淤泥质土:
灰黑色，饱和，流塑，层面埋深2.5～17.0m，层厚0.5～10.8m，平均厚度11.33m，fak=60～80Kpa。
③-3层粉﹑细砂：
灰白﹑灰黄等色，稍密，多呈透镜体，层面埋深8.8～14.0m，层厚0.8～2.7m，平均厚度2.02m，fak=100Kpa。
③-4层中﹑粗砂：
灰白、灰黄等色，稍密，多呈透镜体，层面埋深3.0～21.9m，层厚0.8～2.7m，平均厚度9.77m，fak=180～190Kpa。
④层砂质粘性土：
褐红、灰白、灰黄、褐黄等色，硬塑，遇水软化﹑崩解，层面埋深4.5～23.8m，层厚0.5～12.1m，平均厚度3.55m，fak=220～250Kpa。
⑤层全风化花岗岩:
褐红、褐黄﹑灰黄等色，主要矿物成分为石英和长石经风化后的粘性土，坚硬，遇水软化并强度降低，层面埋深7.8～28.0m，层厚0.8～9.8m，平均厚度3.95m，fak=350～400Kpa。
⑥层强风化花岗岩:
褐红、灰黄﹑褐黄等色，主要矿物成分为长石﹑石英和云母等，风化强烈，呈半岩半土状，层面埋深9.9～30.5m，层厚0.8～6.7m，平均厚度3.64m，fak=500～600Kpa。
⑦层中风化花岗岩:
褐红、灰黄、青灰等色，矿物成分以长石，石英和黑云母为主，层面埋深13.6～32.0m，fak=2000～2500Kpa。
（三）地下水
拟建场地地下水类型主要为上层滞水、潜水和微承压水。
其中上层滞水主要赋存于人工填土中，主要补给来源为雨水和生活用水；潜水或微承压水主要赋存于局部分布的粉细砂、中粗砂层中，透水性好，多呈透镜体状；基岩裂隙水主要赋存于强风化岩层中，主要补给源为临近的含水层。
拟建场地稳定水位埋深介于0.1～0.3m之间，该场地潜水对混凝土结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有中等腐蚀性。
（四）地震
拟建场区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
场地土的类型为中软土，建筑场地类别为II级。
场地内地基土在7度地震烈度下局部饱和松散砂层会发生中等地震液化现象。
3技术方案
3.1.技术方案的选择
由于本工程对地基承载力要求较低，因此可供选择的地基处理施工方法较多，如：
桩基础、水泥深层搅拌桩复合地基、堆载预压或真空预压结合桩基础或CFG桩复合地基、高压喷射注浆等。
但根据拟建场地工程地质条件以及建筑物结构设计要求，从技术、经济角度出发，本工程拟采用真空强排水联合低能量强夯动力固结法地基处理设计方案。
真空强排水联合低能量强夯动力固结法地基处理设计方案；与传统的真空预压施工工艺基本相似；但传统的真空预压施工工艺是利用表层砂垫层和塑料扳或袋装砂井作为排水通道，而真空强排水施工工艺是利用表层砂垫层和井点降水管进行真空强制排水施工工艺；其核心技术是真空强排水联合低能量强夯动力固结法，它不但可以很快提高真空度加快地基固结沉降，同时它还具有地基加固效果好、工期快、造价低等优点。
目前该项技术在我国沿海浙江、上海、天津等地软基地基处理工程中广泛应用，并取得了非常好得技术、经济效果。
3.2真空强排水联合低能量强夯动力固结法地基处理设计
（一）软基降水设计
（1）地基处理范围
根据真空强排水联合低能量强夯动力固结法地基处理的工艺特点及处理效果，地基处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至1/3，并不宜小于3m。
每一地基处理施工小区为5000m2，地基处理总面积约3.6万㎡。
（2）降水方式
在施工区域四周开挖排水明沟，明沟与已有排水沟相贯通。
明沟边线距施工区域边线6m，明沟底宽1m，深1.5m，边坡1：
1.5，采用竹篱笆加编织布作排水明沟的护壁措施，以防明沟坍塌。
在降水明沟内侧布置小区外围封闭管，外围封闭管井点管间距为2m，距小区边线距离为3m，管长为6m，井点管滤头处1m灌粗砂。
（3）降水阶段划分
根据场地工程地质条件及软基固结沉降计算分析,依照一期工程的建（构）筑物、道路和其它公用工程设施，对地基处理的设计要求，本工程软基地基处理分三次布置高真空强排水（具体见后附图2和图3）。
第一次降水：
井点管长均为3m浅管，滤头长度为1.5m，井点管卧管间距为3m，井点管间距为2m，要求井点管周围灌粗砂从孔底至地面以下50cm，孔口地面以下50cm内用粘土或淤泥质土封严。
降水水位至2.5m以下，连续72小时不间断降水。
达到要求后拆除井点管，并保留外围封管继续降水，进行第一遍强夯。
具体布置见下图。
图1第一边降水布管示意图
第二次降水：
在第一遍强夯后，采用井点管一长（6m）一短（3m）相间的井点管布置方式，井点间距为3m，卧管间距为4m，要求3m井点管周围灌粗砂从孔底至地面下50cm，孔口地面以下50cm内用粘土或淤泥质土封严。
第一遍强夯后立即插管降水，并将夯坑及地表的明水及时排出。
第二遍降水要求降至地面4.0m以下，连续降水7天。
达到要求后拆除井点管，并保留外围封管继续降水，进行第二遍强夯。
第三次降水：
在第二遍强夯后，采用一长一短相间的井点管布置方式。
短井点管管长3m，长井点管管长6m，井点间距为3m，卧管间距为4m。
要求3m井点管周围灌粗砂从孔底至地面下50cm，孔口地面以下50cm内用粘土或淤泥质土封严。
第二遍强夯后立即插管降水，并将夯坑及地表的明水及时排掉。
第三遍降水要求降至地面4.0m以下，连续降水7天。
达到要求后拆除井点管，进行第三遍强夯。
保留外围封管继续降水，直至第三遍强夯结束。
图2第二边降水布管示意图
（二）低能量强夯设计
根据建筑场地地质条件及建筑（构）物特点，强夯分三遍进行。
第一遍强夯：
夯击能量为700kN.m；夯点间距4m×4m，呈正方形布置，单点夯一击；
第二遍强夯：
夯点间距4m×4m，呈正方形布置，第二遍夯点布置在第一遍夯点空缺处，第二遍强夯单点夯二击，夯击能量为1350kN.m；
第三遍强夯：
夯点布置在第一、二遍夯印空缺位置，呈等腰三角形布置，单点夯二击，夯击能量为1500kN.m。
强夯收锤标准为：
1、夯坑周围出现明显隆起，如一击时就出现明显隆起，则要适当降低夯击能量，相邻夯坑内隆起量小于5cm；
2、第二击夯沉量小于第一击夯沉量；
3、最后两击平均夯沉量不大于10cm。
图3强夯布点示意图
（三）软基处理（前/后）地基检测
1、静力触探（或十字板）试验
2、轻便动力触探试验
3、钻探（取样、土工试验）标准贯入试验
4、标准贯入试验
5、载荷试验
6、地下水位观测井（或孔隙水压力测试）
（四）软基处理（前/后）固结沉降计算及分析
（一）计算参数
1、荷载施加
将吹填砂作为外荷载，考虑到吹填砂的施工期为半年，荷载分两级等效施加。
第一级荷载在最初一次性施加，第二级荷载在第一级荷载后三个月一次性施加；荷载的大小由该孔位（孔号22、33、45、54、75）的吹填砂厚度计算，两次荷载大小相同。
吹填后一年之内为施工期。
2、各地基土层剖面及各土层的物理力学指标，见表1～表6。
表1地基土层剖面及各土层的物理力学指标
编号
土名
重度
kN/m3
压缩模量Es1-2（MPa）
固结系数
cm2/d
处理前
处理后
1
细砂（吹填）
15
2-1
淤泥
15.5
1.45
2．18
0.00484
3-1
粉质粘土
19.6
4.82
4.82
0.05000
3-4
中粗砂
20
15.00
15.00
1.00000
4
砂质粘性土
19.8
8.68
8.68
0.50000
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