东莞市广强建筑基础工程有限公司
摘要：随着填海区建筑工程项目的不断增多，软弱地基的处理变的越来越重要，软弱地基处理的好坏，不仅关系到工程建设的速度，而且关系到后期工程建设的质量，因此提高和创新软弱地基处理技术方法具有重要的价值和意义。
关键词：软基处理；建设施工；技术应用
引言
地基与建筑物的关系非常密切。地基虽不是建筑物本身的一部分，但它在建筑中占有十分重要的地位。软弱地基的处理恰当与否，不仅直接影响工程造价，而且直接影响建筑物的安危，即它关系到整个工程的质量、投资和进度，因此其重要性已愈来愈多地被人们所认识。
一、工程概况
本VIVO总部基地软基处理项目位于广东省东莞市长安镇滨海新区，场地用地面积177808平方米，南北长约340米、东西长约510米，地势平整，为填海造地，本工程地上总建筑面积约为28.9万平方米。拟建1栋写字楼、1栋综合楼、1栋实验楼、3栋高层宿舍楼、2座停车楼、辅助设施及足球场、篮球场和绿化设施。
本次软基处理设计范围为：场地建筑退让红线外扩5米，包括建筑物区、球场区、绿化区，处理面积173088m2。
1.1现场概况
现场地北侧大部分区域已在原始地貌上填土至高程6.00～7.00m，根据填土边界将整个地基处理场地分为北区（N区）和南区（S区），N区已完成填土，S区为原始地貌部分区已填土，部分未填土。
北区（N区）根据淤泥层和填土层厚度的不同进一步划分区域。淤泥层厚度大于8m，划分为N1区，其余划分为N2区。
南区（S区）部分已填土，部分未填土具备塑料排水板施工条件，该区采用施工排水板后填土堆载预压处理。
1.2排水板+堆载预压施工要求
南区（S区）未填土具备塑料排水板施工条件，可采用施工排水板后填土堆载预压处理。
施工步骤为：平整场地至淤泥面标高→铺设土工布→铺设砂垫层→施工排水板→设置盲沟和集水井→分层碾压填土至4.00m（交工面标高）+预留沉降量→堆填预压层→排水固结完成后卸载至交工面标高→碾压表层。
N1-1区淤泥厚度一般大于8.0m，厚度范围为8.0～19.0m左右，填土厚度范围为0.5～3.0m，部分区域开挖填土层至交工面标高后淤泥已出露，具备排水板施工条件，采用施工排水板后堆载预压处理。
具体施工步骤为：开挖场地填土至场平标高→铺设土工布→铺设砂垫层→施工排水板→设置盲沟和集水井→分层碾压填土至交工面标高（含淤泥沉降）→堆填预压层→排水固结完成后卸载至交工面标高→碾压表层。
1.3砂井+堆载预压施工要求
N1-2区淤泥厚度一般大于8.0m，厚度范围为8.0～19.0m左右，填土厚度范围为4～11.0m，该部分区域杂填土厚度大，可以采用施工砂井后堆载预压处理。
具体施工步骤为：开挖场地填土至场平标高→铺设土工布→铺设砂垫层→施工砂井→设置盲沟和集水井→分层碾压填土至交工面标高（含淤泥沉降）→堆填预压层→排水固结完成后卸载至交工面标高→碾压表层。
1.4砂井+强夯施工要求
N2-1～N2-7区淤泥厚度一般小于8.0m，厚度范围为3.0～8.0m左右，填土厚度一般大于7.0m，厚度范围为7.0～12.0m，不具备排水板施工条件，竖向排水体采用砂井。为减少土方开挖及回填压实工程量，采用在现地面施工砂井、降水井后预压静力排水固结，预压静力排水固结基本完成后（固结时间大约30天）强夯动力排水加固填土、淤泥层，即场地欠固结的淤泥、淤泥质土在新近堆填的大面积填土作用下，通过设置竖向排水系统（砂井），增加总应力并使孔隙水压力消散而增加有效应力，加速固结；另外通过设置降水井和排水沟，使得降水范围内的浸水重度变为饱和重度，产生附加应力，使土层固结，而强夯对软土（填土、淤泥、淤泥质土）施加循环动荷载，使得软土在静、动荷载联合作用下加速排水固结，有利于缩短工期，降低工程造价，提高加固效果。
具体施工步骤为：平整场地至现地面标高→施工砂井、降水井→排水固结基本完成后强夯动力固结排水→点夯→满夯（夯击能1500kN.m）。
二、施工段划分及总体施工程序
根据本工程的特点，做好施工前的各项准备工作，科学组织，精心安排，合理计划，合理分工，保证施工中各项工作的顺利开展。
根据本工程招标文件的进度要求，进行合理的施工段划分及总体施工程序的科学组织，以便合理的指导项目施工作业，完成施工目标任务。
第一阶段施工：
1、N2-1区先行组织施工，进行场地平整（控制作业面标高6.5m）、砂井施工、强夯施工。同时进行N2-3区、N2-4区、N2-5区以及N2-7和N2-2区西北角地块场地平整，土方场内平衡后，好土方转运至堆放场地及弃土外运。按照顺序施工：N2-7和N2-2区西北角区和N2-3区进行排水砂井施工，强夯施工，N2-4区和N2-5区进行排水砂井施工，强夯施工。
2、按照N1区域作业面标高4.0m进行场地土方挖运，场地平整施工。N1区域的上层好土转运至堆土场地堆放，下层淤泥及淤泥质土全部弃土外运出场。
N1-1区铺土工布施工，铺筑1.0m厚砂垫层，塑料排水板施工。N1-2区铺土工布施工，铺筑1.0m厚砂垫层，排水砂井施工。
3、按照设计作业面6.5m标高要求，进行N2-6、N2-2区除堆土场底外区域的场地平整，好土方转运至堆土场地堆放。进行N2-6、N2-2区除堆土场底外区域排水砂井施工，强夯施工。
N2-5和N2-6区域有地下室的区域强夯施工时，只进行点夯施工，取消两遍满夯（1500KN.N）和场地平整至交工面4.0m的要求。
N2区域绿化区域移交时，取消场地平整至交工面4.0m的要求。
4、按照设计作业面4.0m控制标高要求，进行S区场地平整，因该区域均为淤泥河淤泥质土以及少量填土，土质较差，计划S区场平开挖的土方，全部作为弃土外运出场。场平后分区块及时进行土工布的铺设，铺筑1.0m厚砂垫层，施工塑料排水板。
5、土工布、排水板、砂井、分层碾压填土、堆载预压、强夯等分部分项工程分区块施工完成后，及时进行相关施工质量的检测工作，以便进行下一道工序施工。各区块施工过程中及时施工浅层沉降板，孔隙水压力计，分层沉降管，边桩等监测设施，及时进行动力触探试验，压板试验等，及时移交场地。
第二阶段施工：
1、根据设计回填压实层和分级堆载厚度要求和清单编制说明的原场地土方不能用于回填压实层要求：N1-1区域塑料排水板施工完成后，按照设计0.9m厚回填压实层土方需要全部场外借好土运入，分层压实施工，然后从场内堆土场地转运土方，作为分级施工堆载预压层土方；N1-2区域排水砂井施工完成后，按照设计1.5m厚回填压实层土方需要全部场外借好土运入，分层压实施工，然后从场内堆土场地转运土方，作为分级施工堆载预压层土方。
2、S1、S2区完成塑料排水板施工后，按照S区设计0.6m厚回填压实层土方需要全部场外借好土运入，分层压实施工，然后从场内堆土场地转运土方，分级施工堆载预压层土方。
3、在场内转运土方时，优先使用N2-6区的堆土场的土方，并按照作业面标高6.5m要求完成该N2-6堆土场地的场平工作。N2-7和N2-2区域的堆土场地堆放土方转运到N1、S区域作为分级施工堆载预压层土方，后期按照作业面标高6.5m要求完成N2-6和N2-2堆土场地的场平施工，多于的土方作为弃土外运出场。
第三阶段施工：
1、进行N2-6区域堆土场地区域排水砂井施工，强夯施工；进行N2-7、2-2区域堆土场地区域排水砂井施工，强夯施工。
2、按照N1-1区、N1-2区、S1区、S2区按照设计交工面4.0m标高要求，N1-1和N1-2区完成堆载预压，排水固结后，卸载挖土，全部弃土土方外运出场；S1和S2区域完成堆载预压，排水固结后，卸载挖土，全部弃土土方外运出场，最后完成交工面的碾压表层后交工。
3、按照设计图纸和现行规范的要求，组织进行相关施工质量的完工检测，组织竣工验收和竣工结算，组织完工清场退场。
三、本工程施工重点、难点及对策
1、项目子项较多，涉及强夯、排水板、震动沉管、土方挖运等，均属于大型机械作业，且各分项需同时进行，对现场安全管理及机械调配要求较高；
应对措施：机械作业前将场地进行适当平整，确保机械行走及施工过程安全，保证机械设备正常运转的条件是否完备，确保各大型机械作业时保持安全距离，强夯机械之间保持安全距离不小于40m；
2、场地周边空旷，紧临近海，现又正值台风季节，各分项施工作业受台风影响较大；
应对措施：做好充分准备，了解好天气情况（掌握一周天气预报），在6级及以上大风时要求停止作业，对台风期间除停止作业外，还应采用缆风绳或将机械拔杆放下，所有电机断口电源。
3、场地面积较大，场平及堆载预压需综合考虑。尽量在厂区内土方平衡，减少土方外运（买土）及相关费用；
应对措施：对现状高层进行实际测量，根据分区图详细计算各区土方回填及外运量，同时根据建设方场地交工顺序并结合后续运距最短、周转次数最少原则合理调配。
4、场地内采用大能级的强夯进行动力排水固结，但场区内淤泥层分部不均，可能存在填土较薄淤泥埋深较浅区域，施工中会出现起锤困难或埋锤情况；
应对措施：根据地勘报告并沉管灌砂桩施工情况，将淤泥较浅区域标明，局部采用挖除换填后施工强夯。
5、本工程N2区杂填土厚度较大，含有较大的块石、碎石，粒径过大，砂井沉桩施工难度大；
应对措施：浅层大块石采用挖填法处理，深部块石则采用预制钢桩尖施工。
6、N2-7区有变压器
应对措施：在变压器的强夯施工侧挖防震沟，保护变电室基础和供电安全。
7、周边水土保护
应对措施：适当往边线处外扩一排夯点，强夯后再分台阶开挖至设计坡度，以增加边坡土体的物理力学性能。堆载预压区周边采用铺设土工布的方式进行护坡，局部堆砌沙袋护坡。
四、本工程软土地基处理技术探讨
4.1塑料排水板+堆载预压软基处理
塑料排水板的内部为聚乙烯或聚丙烯加工而成的多孔道板带，外包土工织物滤套，具有隔离土颗粒和渗透功能，通过在软土地基中设置竖向塑料排水板形成竖向排水通道，水平方向设置排水通道，然后在地面分级堆载预压，将土体中的孔隙水排出，从而使地基发生沉降，地基土逐渐固结，达到提高地基承载力和稳定性的目的。
塑料排水板软基处理的优点：质量轻，强度高，单孔过水断面大，排水畅通，排水效果有保证；耐久性好，成本较低，采用机械埋设，施工效率高，可缩短地基加固周期。堆载预压材料可就地取材，成本较低。塑料排水板断面小，对地基扰动小；施工快、工期短，每台插板机每日可插板15000m以上，造价较低。在施工过程中其排水沟槽截面不易因受土压力作用而压缩变形。对于深厚的软土地基采用静力排水固结法进行加固时，从技术上和经济上考虑，采用排水板几乎是唯一成熟、经济、有效、可行的方法。
4.2砂井+堆载预压软基处理
砂井排水+堆载预压施工系在软弱地基处理中用振动沉管机进行打孔、灌砂，梅花形设置砂井作为竖向排水通道，并在砂井顶部设置砂垫层作为水平排水通道，在砂垫层上部堆载预压以增加土体中的附加应力，附加应力产生超静水压力，使土体中孔隙水较快地通过砂井、砂垫层排水固结，在堆载预压静力作用下，从而加速土体的排水固结，使软土地基得到加固处理，提高地基承载能力。
本工法的优点为可以加速土体的排水固结，使土体沉降及早完成和稳定，一般下次固结速度可加快2~2.5倍，同时可以提高地基的抗剪强度和承载力，防止地基土滑动破坏。砂井施工机械简单，效率高，可以缩短施工工期，降低工程造价。普通砂井的施工存在着以下普遍性问题：（1）砂井成孔方法易使井周围土扰动，使透水性减弱（即涂抹作用），或使砂井中混入较多泥砂，或难使孔壁直立；（2）砂井不连续或缩井、断颈、错位现象很难完全避免；（3）所用成井设备相对笨重，不便于在很软弱地基上进行大面积施工；（4）砂井采用大截面完全为施工的需要，而从排水要求出发并不需要，造成材料大量浪费；（5）造价相对比袋装砂井较高。改良工艺采用袋装砂井则基本解决了大直径砂井堆载预压存在的问题，使砂井的设计和施工更趋合理和科学化，是一种比较理想的竖向排水体系。
4.3砂井+强夯挤密法软基处理
砂井排水固结法是对天然地基，或先在地基设置砂井等竖向排水体，同时对土体进行挤密或振密作用，然后利用堆载土方本身重量分级逐渐加载，使土体中的孔隙水在静力作业下排出，逐渐固结，地基土体发生沉降，同时强度逐渐提高的方法。
强夯挤密法又称动力固结法，这种方法主要是反复讲重锤（10~40t）提高到一定高度使其自由下落（落距10~40m）夯击地基，从而在较短时间内使地基的强度提高，承载力提高，土体压缩性降低。同时强夯还可实现对地基的预震作用，有效消除不良砂土土体液化。强夯法具有加固效果好，使用土层广，设备简单，施工方便，使用劳力少，施工工期短，材料节约，文明施工等费用低得多优点，大面积施工前应注重现场试验，施工数据参数验证。实践证明砂井+强夯综合加固方法在软弱地基处理中应用了静荷载（填土堆载）动荷载（强夯夯击能）联和作用下加速了土体的排水固结，缩短了固结工期，降低了软基处理的工程造价，确保了软基处理的工程质量。
结束语
本工程通过多种软基处理工艺的综合运用，加速对软弱地基的处理，改良各种不良地基，使其满足各种大型和高层建筑地基承载需要。在软弱地基处理的时候，要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况，采用不同的软基处理技术方法，保证了地基处理的质量，提高了软基处理效率和工程进度，本项目取得良好的经济和社会效益。
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