一、設(shè)計依據(jù)擬建項目為湖州大劇院廣場軟弱地基處理設(shè)計。本地基處理設(shè)計主要依據(jù)有：1、 核工業(yè)湖州工程勘察院提供的《湖州大劇院、群藝館巖土工程詳細勘察報告H2004.5)；2、 建筑設(shè)計研究院提供的總平面圖等；3、 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)；4、 國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)；5、 《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202-2002)；6、 其它有關(guān)設(shè)計計算規(guī)范及規(guī)程。二、 工程概況湖州大劇院、群藝館工程位于湖州市仁皇山新區(qū)中興大橋北側(cè)，中興路西、緯一路北、緯二路南，西隔市政廣場與在建的湖州博物館相望，總建筑面積23000m2,由一座四層的大劇院和一座三層的群藝館組成。湖州大劇院廣場總面積約22906皿，其中鋪裝部分約13793皿,道路部分(含水池)約9113m2,廣場地坪設(shè)計絕對標(biāo)高3.61mo根據(jù)核工業(yè)湖州工程勘察院提供的勘察報告，擬建場地土力學(xué)性質(zhì)差，難以滿足穩(wěn)定和變形要求。我院受湖州中興建設(shè)開發(fā)有限公司委托，承擔(dān)湖州大劇院廣場軟弱地基處理設(shè)計任務(wù)。主要目的如下：1、 地基處理后，地基承載力：道路部分不小于70kPa,鋪裝部分不小于75kPa；2、 地基處理后，經(jīng)沉降驗算，地基最大變形值小于5.Ocm；3、 分析地基處理施工過程中可能出現(xiàn)的巖土工程問題及相應(yīng)的處理措施；三、 工程地質(zhì)條件、地基土的結(jié)構(gòu)特征根據(jù)核工業(yè)湖州工程勘察院提供的《湖州大劇院、群藝館巖土工程詳細勘察報告》，廣場地基處理所涉及到的土層如下：層素填土：雜色，松散?稍密，飽和。以宕渣為主，各處土質(zhì)不均。全場地分布，層厚0.20?2.60m,工程力學(xué)性質(zhì)不均。層粉質(zhì)粘土：灰色，軟塑?可塑，飽和，十強度中等，中等?高壓縮性，中等韌性，搖振反應(yīng)無，稍有光澤。局部缺失，層厚0.00?3.80m,工程力學(xué)性質(zhì)一般。層淤泥質(zhì)粘土：灰色，流塑，飽和，高壓縮性。含較大粉粒成分及少量有機質(zhì)。全場地分布，層厚17.00?22.00m,工程力學(xué)性質(zhì)很差。T層粉質(zhì)粘土：灰?深灰色，軟可塑，飽和，十強度中等，中等偏高壓縮性，低韌性，搖振反應(yīng)無，稍有光澤。層理發(fā)育，粘性尚可。大劇院全地基及群英館南側(cè)地基有分布，層厚0.00?7.20m,工程力學(xué)性質(zhì)一般。④-2層粉質(zhì)粘土：灰、灰褐、灰黃色，可塑，飽和，十強度中等，中等壓縮性，中等韌度，搖振反應(yīng)無?慢，稍有光澤。層理發(fā)育，粘性一般，含許多鐵鎰質(zhì)渲染，局部夾少量薄層粉土成分。群英館全地基及大劇院南側(cè)分布，層厚0.00?10.70m,工程力學(xué)性質(zhì)尚可。擬建場地位地貌上屬于杭嘉湖海湖相平原區(qū)，原始地面主要為水塘，施工前場地大部進行了清淤和回填。施工時地面黃海高程在1.25?3.94m之間，地面略有起伏。、地基土的物理力學(xué)特征根據(jù)勘察單位提供的巖土工程詳細勘察報告，各層土物理力學(xué)計算參數(shù)如下表:土層土名厚度(m)重度(kN/m3)含水量co孔隙比e液性指數(shù)IL壓縮模量(MPa)承載力特征值(KPa)①素填土0.2-2.6②粉質(zhì)粘土0-3.818.435.11.0110.5934.1885.0③淤泥質(zhì)粘土17?2217.347.41.3451.3392.3560.0④T粉質(zhì)粘土0-7.218.928.80.8050.5574.40160.0④-2粉質(zhì)粘土0-10.719.826.50.7380.5075.91190.0、水泥土攪拌法地基處理設(shè)計水泥土攪拌法是一種用于處理淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土和低強度粘性土的地基處理方法，具有許多優(yōu)點。該方法將固化劑和原地基土就地攪拌混合，最大限度地利用了原地基土，節(jié)省大量鋼材、水泥等，大幅度降低地基處理成本；攪拌樁對地基擠土小，對周圍原有建筑物地影響很小；施工時振動、噪音污染??；土體加固后重度變化不大，對下臥層附加應(yīng)力較小，產(chǎn)生的附加沉降量較?。话凑毡竟こ淘O(shè)計要求，合理選擇固化劑及配比，采用柱狀（梅花型）加固形式。（一）水泥攪拌樁單樁承載力計算根據(jù)場地土層分布及性質(zhì)，鋪裝部分取水泥攪拌樁樁長l=\5m,道路部分取水泥攪拌樁樁長l=lQmo根據(jù)不同土層選取樁周土的平均摩阻力特征值，樁端地基土的承載力折減系數(shù)為a=0.5,樁端土（淤泥質(zhì)粘土）承載力特征值為6。kPa,取攪拌樁樁徑600mm,計算攪拌樁承載力如下：水泥攪拌樁單樁承載力按式（1）和式（2）計算，取其中較小值：P=x\fA （1）p cupP=uZgI+aqA （2）pp sii pp式中，f——與攪拌樁樁身水泥摻合比相同的室內(nèi)水泥試塊立方體抗壓強度平均值，kPa,CU本設(shè)計取水泥摻合比15%,對應(yīng)f=2410妃Z；CUn——樁身強度這減系數(shù)，取0.33；q——樁周第，層土的側(cè)向容許摩阻力；siU 樁身周長，m；/-—樁長范圍內(nèi)第，層土的厚度，m；q——樁端地基土未經(jīng)修正的容許承載力，kPa；a-—樁端天然地基土的容許承載力折減系數(shù)，取0.5；A 樁的截面面積。"由式（1）和式（2）分別計算單樁承載力如下：鋪裝部分：P=nfA=0.33x2.41x103x0.283=2253p cupP=uZgI+agA=1.88x（12x2+7x13）+0.5x60x0.283=224.69Wpp sii pp道路部分：P=nfA=0.33x2.41x103x0.283=2253p cupP=uZgI+aqA=1.88x（12x2+7x8）+0.5x60x0.283=158.89Wpp sii pp由以上兩式可取如下值。鋪裝部分：P=224伽道路部分：$=\58kNP（二）計算復(fù)合地基置換率根據(jù)所需復(fù)合地基的容許承載力值、單樁容許承載力值和樁間土容許承載力值，可采用式（3）計算復(fù)合地基置換率m：(3)p—Xp

m= s-(3)-Xpp式中，〃 復(fù)合地基容許承載力，/。。本設(shè)計要求處理后的復(fù)合地基容許承載力為75kPa（鋪裝益分）和70kPa（道路部分）；m——復(fù)合地基置換率；p——樁間天然地基土容許承載力，kPa；P——樁的容許承載力，kN；A 樁的橫截面積；——樁間土承載力折減系數(shù)。由式（3）計算置換率m分別如下：75—0.5x60 -鋪裝部分:m= x100%=5.91%鋪裝部分:-0.5x600.28370-0.5x60 4 -道路部分:m= xlOO%=7.57%道路部分:——-0.5x600.283（三）確定樁間距按正三角形布樁計算,設(shè)樁間距為按正三角形布樁計算,設(shè)樁間距為s,有由式（4）得鋪裝部分:道路部分:兀刁2鋪裝部分：兀刁2鋪裝部分：m=考慮到施工方便，采取如圖所示的三角形布樁:l=5.91%2x^/3x2.352道路部分：m=——箜——=7.77%2x夠x2.052沉降計算豎向承載攪拌樁復(fù)合地基的變形S包括攪拌樁復(fù)合土層的平均壓縮變形S與樁端下未加1固土層的壓縮變形S:2s=s+s (5)1 21、攪拌樁復(fù)合土層的壓縮變形*可按下式計算：(p+P)?/

zl——

2EspE=mE+(l-m)E

sp p s式中，p——攪拌樁復(fù)合土層頂面的附加壓力值(kPa)；pzi——攪拌樁復(fù)合土層底面的附加壓力值(kPa)；EsP——攪拌樁復(fù)合土層的壓縮模量(kPa)；氣——攪拌樁的壓縮模量，可取(100-120)fcu(kPa)o對樁較短或樁身強度較低者可取低值，反之可取高值；Es——樁間土的壓縮模量(kPa)。2、樁端以下未加固土層的壓縮變形s,可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范MB500072的有關(guān)規(guī)定進行計算。水泥土樁復(fù)合地基樁端以下未加固土層的壓縮變形S可采用分層總和法計算，其計算式2為s=^y (8)Eii式中，Ap——第，層土頂面與底面附加應(yīng)力的平均值；E——第，層土壓縮模量。對加固區(qū)，為復(fù)合壓縮模量E；TOC\o"1-5"\h\zi sph 第i層土的厚度。復(fù)合壓縮模量E可采用下式計算：spE=mE+(l-m)E (9)sp p s式中，m 復(fù)合地基置換率；E——水泥土樁的壓縮模量，可取(100-120)/；p CUE 土的壓縮模量。復(fù)合模量：a、 對于粉質(zhì)粘土：E=mE+(l-m)E=鋪裝部分：spps5.91%x2.41x105/。+(1—5.91%)x4.18xl03妃Z=18.18"。E=mE+(l-m)E=道路部分：spp s7.77%x2.41x105?。+(1—7.77%)x4.18x103/q=22.58"。b、 對于淤泥質(zhì)粘土：E=mE+(l-m)E=鋪裝部分：spps5.91%x2.41x105/。+(l—5.91%)x2.35x103?。=16.45"。E=mE+(l-m)E=道路部分：spp s7.77%x2.41xl05妃Z+(l—7.77%)x2.35xl03妃Z=20.89"。加固區(qū)壓縮變形s1鋪裝部分:道路部分:S/,+%)?/=(2。+2。)?2+(2。+2。).1350如鋪裝部分:道路部分:12E2x18.18x1032x16.45x103sp==(20+20)x2+(20+20)x8=°§4凱2E2x22.58x1032x20.89x103sp樁端以下未加固土層的壓縮變形s2鋪裝部分按大面積堆載計算，附加應(yīng)力系數(shù)沿深度不變：(P+P(20+20)-6s=—? 理 = =2.6/cm22E2x4.18x103sp道路部分按條形均布荷載計算，淤泥質(zhì)粘土層底面附加應(yīng)力系數(shù)查表為0.48(取中心點位置，深寬比即z/b=1.1)：(〃+〃)?/(20+20x0.48)x11s=—? ——= =3.90cm22E 2x4.18x103sp豎向承載攪拌樁復(fù)合地基的變形s鋪裝部分:s=s+s=1.80+2.87cm=4.67cm<5.Ocm1 2道路部分:s=s+s=0.94+3.90cm=4.84cm<5.Ocm1 2五、設(shè)計施工說明本工程±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高3.61m,現(xiàn)狀場地絕對標(biāo)高1.25?3.94m,平均2.60m。水泥土攪拌樁共4699根。1、 水泥土攪拌樁水泥攪拌樁樁徑為600mm,鋪裝部分樁長為15m,道路部分(含水池)樁長為10m,持力層為③層淤泥質(zhì)粘土，采用R32.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為15%,施工工藝為二次噴漿二次攪拌(二上二下)，提升速度控制在0.5m/min以內(nèi)。2、 水泥土攪拌樁的施工應(yīng)按照以下要求進行：、施工現(xiàn)場事先應(yīng)予以平整，必須清除地上和地下的障礙物。遇有明浜、池塘及洼地時應(yīng)抽水和清淤，回填粘性土材料并予以壓實，不得回填雜填土和生活垃圾。、施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進行工藝性試樁，數(shù)量不得少于4根，其中，鋪裝部分2根，道路部分2根。當(dāng)樁周土為成層土?xí)r，應(yīng)對相對軟弱土層增加攪拌次數(shù)或增加水泥用量。、攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)任何一點均能經(jīng)過20次以上的攪拌。、停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計標(biāo)高500mm。、施工中應(yīng)保持攪拌樁機底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不地超過1%；樁位偏差不得大于50mm；成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計值。、水泥攪拌樁施工步驟為(濕法)：攪拌機械就位、調(diào)平；預(yù)攪下沉至設(shè)計加固深度；邊噴漿邊攪拌提升直至預(yù)定的停漿面；重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計加固深度；根據(jù)設(shè)計要求，噴漿或僅攪拌提升至預(yù)定的停漿面；關(guān)閉攪拌機械。、施工前應(yīng)確定灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計要求通過工藝性成樁試驗確定施工工藝。、所使用的水泥都應(yīng)過篩，制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)。拌制水泥漿液的罐數(shù)、水泥和外摻劑用量以及泵送漿液的時間等應(yīng)有專人記錄；噴漿量及攪拌深度必須采用經(jīng)國家計量部門認證的監(jiān)測儀器進行自動記錄。、攪拌機噴漿提升速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求，并應(yīng)有專人記錄。、當(dāng)水泥漿液到達出漿口后，應(yīng)噴漿攪拌30s,在水泥漿與樁端土充分攪拌后，再開始提升攪拌頭。、攪拌機預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖水，當(dāng)遇到硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水對樁身強度的影響。、施工時如因故停漿，應(yīng)將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復(fù)供漿時再噴漿攪拌提升。若停機超過三小時，宜先拆卸輸漿管路，并妥加清洗。3、水泥土攪拌樁的質(zhì)量檢驗應(yīng)符合以下要求：、水泥攪拌樁的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿在施工的全過程，并應(yīng)堅持全程的施工監(jiān)理。施工過程中必須隨檢查施工記錄和計量記錄，并對照規(guī)定的施工工藝對每根樁進質(zhì)量評定。檢查重點：水泥用量、樁長、攪拌頭轉(zhuǎn)數(shù)和提升速度、復(fù)攪次數(shù)和復(fù)攪深度、停漿處理方法。、水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量檢驗可采用以下方法：成樁7d后，采用輕便動力觸探N10檢驗樁身質(zhì)量，與原地基土N10擊數(shù)進行對比，