1、大厚度地基处理： 北京公路五环阜石路立交桥大厚度杂填土地基处理一、工程概况及地质条件：北京公路五环老山北路-阜石路主路及阜石路立交桥位于北京西郊石景山区，拟建场地分布在大型杂土坑上，原为采石场，上部的砂石已采空，最深处达三十多米，最浅处有十余米深，形成深浅不一、大小不等的采石坑。后经工业垃圾、建筑垃圾（砼块径最大 2-3m）、生活垃圾回填，回填时间有长有短，填土厚度不一，分布范围广，堆积自重固结还未形成，软硬不均，因而变形大，并具有湿陷性。其承载力标准值仅有 100Kpa，压缩模量为5.0Mpa，该大厚度杂填土地基远远不能满足设计要求。经设计单位和专家论证，建设单位决定采用孔内深层超强夯（SD
2、DC）技术对该地基进行处理。施工时间： 2001 年，成桩数量：638 根。二、地基处理的目的和要求：1、复合地基承载力 fk160Kpa；2、地基整体刚度均匀。三、地基处理方法：1、采用孔内深层超强夯（SDDC）碴土桩及孔内深层超强夯（SDDC）淤泥置换法；2、成孔直径 1400mm，平均成桩直径 2600mm，处理深度 5m；3、桩体填料为：碴土（碎砖瓦、混凝土块、石料、工业无毒废料以及它们的混合物等）。四、处理效果：由建设单位委托第三方国家级检测单位进行检测，检测结论为：承载力标准值 fk200Kpa，整体刚度均匀，满足设计要求。五、结论：本工程采用孔内深层超强夯（SDDC）碴土桩进行施
3、工，在施工中穿透了由各种垃圾回填的大厚度杂填土坑，取得了较好的技术效果，处理后的地基刚度均匀。这一实例说明，孔内深层超强夯（SDDC）技术在处理大厚度杂填土地基，具有其它技术无法比拟的优势。一、工程概况及地质条件：北京时代庄园西区工程建于北京市朝阳区北苑来广营乡红军营村北，拟建住宅为 12 栋5-6 层混合结构住宅楼。原场地为鱼塘，其含水量高，淤泥较厚，后经清淤及碴土回填，故场地表层分布较厚的人工堆积房碴土，土质松软，软硬不均，无法保证本工程的设计要求，需对该地基进行处理。开发建设单位经对几种地基处理方案比较后，决定采用孔内深层超强夯（SDDC）碴土桩对该地基进行处理。施工时间 2001 年，
4、成桩数量 1224 根。二、地基处理的目的和要求：1、复合地基承载力 fk180Kpa；2、地基整体刚度均匀。三、地基处理方法：1、采用孔内深层超强夯（SDDC）碴土桩；2、成孔直径 1400mm，平均成桩直径 2400mm，处理深度 5m；3、桩体填料为：碴土（碎砖瓦、混凝土块、石料、工业无毒废料以及它们的混合物等） 。四、处理效果：由建设单位委托具有检测资质的第三方检测单位对该地基进行检测，其结果是经孔内深层超强夯技术处理的 12 栋楼的地基，全部满足设计要求。实例三工程名称：北京时代庄园住宅小区东区高含水量杂填土地基处理一、工程概况及地质条件：北京时代庄园东区工程，位于北京市朝阳区北苑来
5、广营乡红军营村北。拟建住宅楼原场地为多个鱼塘，由于工期较紧，建设单位未将鱼塘内的水排放和清淤，就直接用渣土回填，故杂填土下部还存有含水量较高的淤泥土。地基处理方法经过几种方案比较后，决定采用孔内深层超强夯（SDDC）碴土桩对该地基进行处理。施工时间：2002 年，成桩数量：1064 根。 二、地基处理的目的和要求：1、复合地基承载力 fk160Kpa；2、地基整体刚度均匀。三、地基处理方法：1、采用孔内深层超强夯（SDDC）碴土桩及孔内深层超强夯（SDDC）淤泥置换法；2、成孔直径 1400mm，平均成桩直径 2600mm，处理深度 5m；3、桩体填料为：碴土（碎砖瓦、混凝土块、石料、工业无毒
6、废料以及它们的混合物等）。四、处理效果：由建设单位委托具有国家检测资质的第三方检测单位对该地基进行检测，其结论为：由孔内深层强夯法技术处理的时代庄园东区 12 栋楼的复合地基承载力全部满足设计要求，而且整体刚度均匀。五、结论：由于时代庄园东区的原鱼塘积水和大厚度淤泥没有进行清淤和碾压，在地基处理施工中地表多处出现冒水、冒砂、冒淤泥等现象，针对这种情况，对软弱的桩间土部位采取了孔内深层超强夯（SDDC）淤泥置换法，从而保证了工程质量。这一实例说明，孔内深层超强夯（SDDC ）技术在处理含水量较高、大厚度淤泥质土时有其独特的优势。复杂岩溶地基处理实例1 工程概况 广西某市中心广场拟建一座 24 层
7、的贸易大厦，该大厦地基工程地质条件和水文地质条件复杂，岩溶、土洞发育。基坑北 5m 紧邻七层高的图书馆及四层高的电影院，南面相距 4m 处为该市主干道。地基处理施工难度大，施工中引进一些新的施工措施进行尝试，并取得了良好效果。 该楼为一层地下室，基坑开挖深度 44.4m ，采用一柱一桩独立基础形式，单桩最大垂直荷载 21000kN。原设计为先开挖基坑，四周用毛石砌挡土墙，坑内采用人工挖孔桩。由于人工挖孔桩施工中抽取大量地下水，造成电影院、图书馆多处开裂，建筑物地基有向下滑移现象，同时挖孔桩没办法穿过多层溶洞，施工难以进行，造成停工。在此情况下，对该项工程进行了基础设计修改，采用冲孔和挖孔灌注桩
8、相结合，并制订一套科学、合理、可行的施工程序，以保证相邻建筑物的安全及施工的顺利进行。 2 工程地质及水文地质条件 根据勘察报告及桩孔的超前钻资料，基坑开挖已经挖除了人工填土层及淤泥层，基坑底地下有 69m 厚的履盖土层，其下为灰岩。该地区属于岩溶发育区，地质条件非常复杂，土洞、溶洞发育，尤其主楼部位岩洞最为发育，最深溶洞达 32m，方向呈多方位；洞的大小不一，最大的顶底板间距 21m，最小的仅有十几厘米，有的溶洞全被充填或部分充填，有的为空洞并形成地下暗沙。土洞埋藏较浅，常发展到地面。多层溶洞分布在不同的平面上，岩面起伏不平，高差较大并发育有大量溶槽、溶沟等。大部分基岩上部为块状风化堆积层，
9、充填有黑色淤泥，且厚度大。 该场地地下水属于潜水及岩溶裂隙水，地下水系与相离不远的义昌江相联，场地地下水位高，常高于基坑底面，且流量大，为紊流状态。有的地段钻孔或桩孔地下水往上涌，有的溶洞夯穿时，数台抽水机也无法灌满，所灌浆水进入地下暗河流进义昌江。 3 岩溶地基处理方案 由于地基复杂，普遍存在土洞、溶洞，因此该楼采用一柱一桩的形式，要求桩端置于稳定完整的微风化基岩上。 a.在每个桩孔上钻进 13 个超前钻孔，钻孔深度进入稳定持力层不小于 5m。主要目的：查明每个桩孔的地层结构及分布特征；查明土洞、溶洞分布及大小、规模、连通程度、充填情况；查明强风化层厚度，溶洞顶板厚度；查明稳定持力层的准确顶
10、面标高及其标准承载力；初步判定地下水类型、大小及流向。 b.根据超前钻孔资料及建筑荷载进行桩的选型设计。当桩孔下无溶洞或厚层强风化带时，采用人工挖孔桩处理地基，人工挖孔桩要求进入稳定微风化岩石不得小于 0.5m，对于起伏较大的持力层面，可打成 30cm 宽的台阶；当桩孔下有溶洞或厚层强风化带时，采用大直径冲孔灌注桩处理地基。要求该桩穿过溶洞、土洞或厚层强风化带，进入稳定持力层不小于一倍桩径。 c.关于地下水在桩基施工过程中对周围环境的影响。冲孔灌注桩，采用泥浆护壁，水下灌注，无需抽取地下水，避免了深层岩溶裂隙水的抽取导致周围建筑物的变形；人工挖孔桩部分，毫无疑问要抽地下水。前阶段工作中由于抽取
11、地下水把相邻的电影院、图书馆拉裂，两边道路下沉，导致地下水管道破裂。因此，为了使施工中不再出现上述情况，必须采取调整施工程序等措施，控制抽取地下水，科学、合理地组织施工，严格监测周围建筑物裂缝发展动向。 4 地基处理施工 施工分为两个部分，即冲孔灌注桩和人工挖孔灌注桩。 4.1 冲孔灌注桩施工 该施工主要难点为如何在具有多层溶洞的岩溶区成孔，如何堵住泥浆渗漏及砼流失，如何保证冲孔进尺及清除孔底沉渣。 每当打穿一层溶洞时，经常出现如下情况：a.孔内泥浆迅速流失，因岩溶水系与义昌江联通，两台 3PN 泵供水也无法使孔内满上来，出现地面孔口塌陷，产生一大漏斗，不仅不能施工，而且经常危及钻孔及人身安全
12、，有时连钻机撤出的时间都没有；b.溶洞或裂隙水流入孔内，破坏泥浆，泥浆比重减少或变成清水，孔底出现厚层沉渣，无法反浆，更不能进尺，使工程无法进行。 针对上述情况，采取了相应的解决方法：向孔内回填大量粘土，目的是堵漏，同时也寤鞒煽住?br 小裂隙的漏浆，粘土可不必装袋，可直接倒入孔内，水泥需整袋抛入，使其沉底，操作方法同上。 当再次打穿下一层溶洞发生漏浆时，重复上述工作，直到完成一个桩孔为止。 这样施工的结果是堵住了漏浆，堵住了溶洞，保证泥浆质量且能正常返浆，正常进尺，同时在灌注砼时，不会出现大量超灌。 如 63#桩具有一定的代表性，桩径 1.6m，桩长 21m，上覆土层厚 5.5m，其下为多层
13、分布的溶洞，遇大小溶洞 4 个，发生强漏浆 6 次，为堵漏造浆共用 318 包水泥，直接用于堵漏费 8600 元。 经比较，上述方法是最经济、最有效的施工方法。与之相比，在此场地也曾采用钻孔灌注桩，钻孔直径 500mm，结果是 1)因泥浆流失过大，无法补足泥浆；2)长期钻进，出现大面积地面塌陷；3)孔底难清除沉渣； 4)砼灌入量无法控制。在仅钻成的两个孔中，孔底几米厚度沉渣无法清除，其中一孔 12h 灌入几十立方砼，不知流向何处。 4.2 挖孔桩施工 对于人工挖孔桩，按常理是最简单的施工方法。由于该地层含有大量地下水，抽取地下水已危及周围建筑物的安全。如何达到最经济最安全的施工成为第一难点。经
14、认真分析，充分了解该地基的工程地质条件及水文地质条件与周围建筑的联系，并对建筑物已开裂的原因进行了细致的分析。 抽取大量地下水是导致周围房屋开裂、地基下沉的最主要原因，如要对基坑周围进行全面的帷幕防渗，耗资巨大，同时岩石裂隙水未必能堵住。最后采用了不增加投资的方案，只对施工程序进行了调整。 通过施工程序调整，设法改变水的渗透路径；分散施工，不能成片连续开挖，每隔 35 个桩孔开挖一个；先施工水量较小的桩孔，如果发现水量较大的桩孔，停止抽水，不再向下施工，严格控制抽取地下水量；每挖成一个桩孔，验收后立即灌注砼，堵住水的部分渗透路径；严格监控周围建筑物的裂缝。 事实证明，按上述原则要求进行施工，顺
15、利、安全地完成了施工任务，保证了周围建筑物的安全，如果不按此程序施工，会产生严重的后果。例如，当时现场为了进度，同时开挖 4 孔，同时抽水，结果 4h 后观测发现周围建筑物裂缝加大，石膏断裂。紧急停工后再按程序施工没有出现 这种情况，施工安全顺利。再次证明经过施工程序的控制，安全施工可以得到保证。结束语 1)岩溶地基处理有很大的难度和复杂性。需因地制宜地设计和选择施工方法。 2)岩溶地基采用冲孔与挖孔相结合的办法进行处理，既经济，又避免了许多难以解决的问题，诸如抽取大量地下水，引起周围建筑物的下沉开裂，人工挖孔难以穿过多层溶洞等问题。 3)冲孔桩处理复杂岩溶地基行之有效，有较大的可靠性。 4)
16、采用袋装粘土及水泥填堵溶洞及防渗堵漏，行之有效，且最为经济，同时保证成桩质量，避免大规模超灌砼。 5)在进行严格的施工管理条件下，调整施工程序，严格控制抽取地下水量，只要施工程序合理，完全可以无需任何防渗措施，可以进行安全的人工挖孔桩施工。 大方电厂和盘南电厂地基处理实例简介一、大方电厂 1. 地质概况1.1 地形地貌大方电厂新建工程装机容量为 4300MW，厂址位于大方县大方镇新铺村境内，距大方县城约 10 公里。厂址区域地貌形态为岩溶峰丛洼地。地形总体上开阔平缓，主要有一条近北北东向的条型垄岗和一系列缓坡浅丘、溶蚀洼地组成。厂址西北侧为一斜坡，坡度在 10左右，斜坡坡底即为白布河。该斜坡由
17、于受雨水冲刷，形成多条冲沟，沟宽 530 米，呈“V”字型，切割深度在 520 米之间，延伸至厂区的有三条。 厂址区域地形最高标高 1421.6 米，最低约 1341.9 米，相对高差约 80 米。1.2 地层岩性根据勘测结果，场地内地层主要为：（1）层第四系（Q 4el+dl）残坡积粘性土层：主要为含碎石、角砾红粘土，局部为碎石、角砾；一般为黄褐、棕红色，软硬塑状，该层分布广泛，厚度变化较大。该层底部零星分布有鸡窝状褐铁矿。（1-1）层残坡积粘性土：岩性主要为含碎石、角砾红粘土。碎石、角砾含量 525%不等，褐黄、棕红色，一般呈硬塑可塑状，呈上硬下软的特点，混多量碎石，碎石成分以中等风化的灰
18、岩为主，一般呈棱角状，粒径在 2.0 厘米左右。局部地段碎石含量较多，岩性渐变为含红粘土碎石、角砾层。该层厚度变化较大，一般在 1.4040.10 米之间，场地内大面积分布。（1-2）层含碎石红粘性土（软塑）：岩性主要为混碎石、角砾红粘土。褐黄、棕红色，呈软塑状，混多量碎石，碎石、角砾含量 525%不等，碎石成分以中等风化的灰岩为主，一般呈棱角状，粒径在 2.0厘米左右。该层厚度变化较大，主要分布在溶沟底部，一般在 1.4034.2 米之间。（2）层二叠系下统茅口组灰岩（P 1m）：为厂址下伏基岩，灰、深灰色，矿物成分以方解石为主，隐晶微晶结构，以钙质、硅质胶结为主，局部含燧石结核。岩性致密坚
19、硬、完整性较好，表层岩溶现象较发育，绝大部分为中等 微风化。1.3 地下水属岩溶地区，水文地质条件复杂，地下水主要为赋存于碳酸盐岩溶洞、洞隙裂隙水，具有含水性不均匀的特点，大气降水和地表水通过裂隙和岩溶漏斗垂直向下渗透、径流、排泄至侵蚀基准面（河流）。1.4 岩溶1.4.1 场地岩溶发育形态场地内出露的均为碳酸盐相地层，岩溶是场地主要工程地质问题之一。场地内浅表型埋藏岩溶较发育，基岩面起伏较大。表层。地下岩溶形态主要为溶洞、溶隙、溶蚀裂隙为主，其多被含碎石粘性土充填，少量无充填，充填物为可塑软塑红粘土混碎石。由于场地处于背斜轴部（往往背斜轴部张裂隙发育），所以所见溶洞多属裂隙状溶洞，溶洞（隙）
20、的发育具有垂直厚度大，水平分布范围较小，分布无规律、连通性差的特点。1.4.2 岩溶发育程度主厂房西北侧的白布河为场地岩溶侵蚀基准面，河水面标高约 1194.5 米，场地高于该基准面约 230米，侵蚀基准面以上的碳酸盐岩层厚度大，因而本场地岩溶较发育。主厂房区域施工图详勘阶段共完成 219 个钻孔，钻孔遇洞（隙）率为 33.7%（含补充追索性钻孔），基岩线岩溶率为 10.2%，场地岩溶发育程度总体中等 强烈。1 #、2 #机组厂房、汽机房、锅炉房地段，岩溶发育形态主要为一通过 1#机组厂房固定端且横穿锅炉房的溶槽和一个位于 2#机组厂房尾端的溶蚀竖井。溶槽宽 2045 米，深 30 米（从场平
21、标高 1391 米算）。在溶槽及溶蚀竖井周围的基岩中也多处发现洞径大于 5 米的大溶洞（场地中所遇到的溶洞，往往属于半封闭型），对电厂建筑基础有较大影响，需进行地基处理。2. 处理方案2.1 边坡处理高填方边坡位于冲沟地带，下伏土层性质较差。边坡设计采取了如下工程措施：边坡坡角设置堆石棱体，填土内设置土工格栅。并进行整体稳定分析验算。2.2 地基处理2.2.1 填方区地基处理由于自然地形高差，场平设计形成了最深达近 40 米的填方区域。设计采用 5000kN 夯击能分层处理回填土。该区域主要位于 500kV 升压站及输煤区。该区域内的建构筑物基础以强夯后的回填土层作持力层。2.2.2 岩溶区地
22、基处理主厂房区域岩溶发育。根据地质勘探报告，对岩溶采用毛石混凝土进行换填处理。3. 探讨本工程岩溶发育程度较高，且分布特别复杂。岩溶表现为溶沟、溶槽、地下峰林及石芽相间分布，同时伴生小型。虽说对岩溶采用毛石混凝土进行换填处理是一种安全可靠，简单易行的方法，但工程量相对较大。采用桩基处理对桩能否有效嵌入稳定基岩不易把握，担心桩落在石芽或溶蚀竖井突出的悬壁上，给工程造成安全隐患。二、盘南电厂1. 地基简介盘南电厂新建工程装机 4600MW。盘南电厂地基主要分为两类：基岩地基和场平时形成的新填土。基岩大部分为二迭系上龙潭组（P 2L）砂泥岩互层夹煤层（煤系地层）；局部为峨眉山组（P 2）凝灰岩和玄武
23、岩。砂泥岩互层夹煤层存在 1530 度的倾角，局部达 60 度。夹在砂泥岩互层中的煤层厚度为0.3m5.8m 不等，物理力学指标更接近于土的性质。新填土厚度一般为 10m20m，最深处达 30m。2. 处理方案煤系地层上的主厂房基础基底以下 1.0m 范围内的煤层全部清除，然后采用将第一个台阶连通的钢筋混凝土独立基础。新填土上的基础采用钢筋混凝土灌注桩。3. 探讨a）由于砂泥岩和煤层的性质差异太大，进行下卧煤层强度验算时，无法确定压力扩散角。b）不均匀沉降如何计算，采用工程措施控制效果如何，有待检验。一、双控动力固结法施工介绍 “双控动力固结法” 是指结合二种控制方法处理软弱地基的一种施工工艺
24、。特别是针对我国沿海地区普遍存在的淤泥质粘土，通过“双控动力固结法”能达到使流塑状淤泥快速改变为软塑状甚至固体状，提高地基的承载力。 目前大面积软弱地基处理采用：换垫法、 、强夯法、高真空击密法以及通过置换的方法，如振冲法、挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法等，其造成价高，工期长，且无法改变流塑淤泥质土的特性。 “真空预压法” 通过真空预压能改变流塑淤泥质土的特性。但由于工期长（一般为 90 天左右，且造价高）不能适应我国沿海地区的经济快速发展需要。 “双控动力固结法” 是基于电渗降水对流塑状淤泥质土的处理及通过控制所施加的动力对地基进行加固的方法，快速有效地改变需处理土体的特性，达到设计要求的承
25、载力。使之如真空预压那样，起到真正意义上的对流塑状淤泥质土进行加固的目的。同时双控动力固结法又不同于真空预压，因为“双控动力固结法”处理时间短，单位面积施工工期一般为 3040 天左右时间。 二、双控动力固结法适用范围 在饱和粘土中，特别是淤泥和淤泥质粘土中，由于土的透水性差，持水性较强，用一般的方法处理效果较差，通过电渗降水方法，对透水性差的土体起疏干作用，使地下水排出，经电渗降水后的淤泥质粘土从流塑状转变为软塑或固态状，从而使土体表层2m 以下固结。电渗井点降水利用流塑状淤泥在外力作用下可塑成任何形态这一特点，通过施加电渗（外力）来激活水分子，通过抽水，使之成为半固体状态或固态。由于淤泥质
26、粘土在外力除去后，能继续保持这一特点。同时、在塑态变成半固态时，土的形状不变，由于电渗降水的作用，土的体积因水分减小而发生收缩，特别是当土体水进一步减少后，淤泥质土由流塑软塑转变成固态，从而达到固结的效果。经电渗降水后，在淤泥土体转变为固结状态并达到施加动力所需的最佳含水量时，对需处理范围的土体采取施加动力（如强夯、冲击或振动碾压等方法）达到固结密实。也就是说，双控动力固结法工艺中的电渗降水，其根本目的是降低淤泥质中的含水量，在达到施加动力所需的最佳含水量的情况下，通过施加动力来提高地基的承载力；所施加的动力能量则可根据设计所需的承载力，通过调整能量，遍数及施加能量的距离进行，使之达到所需深度
27、的承载力。 三、双控动力固结法的原理 一是通过控制电渗井点降水的各项参数，利用淤泥质土含水量大，渗透系数小的特点，在电渗离子的作用下改变淤泥质土的特性，达到固结的效果。通过改变电渗井点管的长度，通过调整井点间距、电渗时间、电流密度等参数使之达到所需加固处理的深度及达到土体密实所需的最佳含水量。 二是通过控制施加动力的各项参数，在经电渗降水后土体达到最佳含水量的情况下进一步对需处理土体进行加固密实，达到所需的承载力。通过调整施加动力的能量、遍数、时间、以及击振频率等使之达到所需加固处理的承载力。 四、双控动力固结法的特点 一、 “双控动力固结法” 适用于大面积软弱地基处理，且施工工期短，单位面积
28、施工周期为 2030 天，为常用施工方法的 2/3。 二、工后沉降小，预沉降可控。由于在施工过程中通过控制最佳含水量及最佳固结密实度，不仅能根据设计要求进行可控可调，而且能达到土体的均匀沉降，由于淤泥质土性经施工后不受外力改变的影响这一特点，从而使得经处理后的场地不会因地下水位的变化而产生大幅度的沉降，达到了工后沉降小的目的。 三、深层固结，淤泥质土经电渗作用后转变为固态，再经动力击实。通过调整动所施加动力的各参数，形成了地表下 810m 理想的承载力高的“硬壳层” 四、针对不同的土质，通过调整电渗降水及施加动力的各参数，能有效地避免“弹簧土”，经处理后的地基深度范围自地表以下 810m 处均匀密实。
