Ground Treatment Optimization Design of Thick Red Clay Fill in a Project
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摘要: 近年来，在场地形成后平台上进行工程建设的项目越来越多，因设计施工考虑不周导致的工程问题常有发生。结合工程实际情况及施工作业条件，对常用地基处理方法、施工工艺、造价及工期等进行综合对比研究和优化后，最终采用换填羊矸石及水稳料等处理方法，解决了某工程厚层红黏土素填土处理难题。换填处理设计时，采用了e-p曲线法、考虑应力历史的e-lgp曲线法，同时结合工程实际工况采用基于三轴K0固结变形曲线法等估算换填处理后地基变形，解决了欠固结土、超固结土及非饱和土固结度估算等复杂条件下沉降和工后沉降估算困难的问题，为设计方案提供了理论和经验支持。设计方案成功实施后，节约直接成本300余万元，缩短了工期，该红黏土素填土处理设计思路和变形估算方法，具有较强的实践参考价值。Abstract: In recent years, more and more projects are carried out on the platform after the formation of the site. Engineering problems often occur due to improper design and construction. Combined with the actual situation and construction conditions of the project, after comprehensive comparative study and optimization of common foundation treatment methods, construction technology, cost and construction period, the treatment methods such as replacement of sheep gangue and water stabilized materials were finally adopted to solve the problem of thick red clay plain fill treatment of a project. In the design of replacement treatment, e-p curve method and e-lgp curve method considering stress history were adopted. At the same time, combined with the actual working conditions of the project, the foundation deformation after replacement treatment was estimated based on triaxial K0
consolidation deformation curve method, which solves the difficult problems of settlement and post construction settlement estimation under complex conditions such as consolidation degree estimation of under-consolidated soil, over-consolidated soil and unsaturated soil. It provides theoretical and empirical support for the design scheme. After the successful implementation of the design scheme, the direct cost of more than 3 million Yuan was saved and the construction period was shortened. The design idea and deformation estimation method of red clay plain fill treatment have strong practical reference value. -
Key words:
- red clay fill /
- foundation treatment /
- optimization design /
- site formation /
- settlement /
- post-construction settlement
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表 1 地基处理方案优选分析
处理方案 处理方法 适宜性 施工可行性 优点 缺点 工期 预估造价 挤密桩复合地基 碎石挤密桩、沉管砂石桩、土或灰土挤密桩 仅从场区工程与水文地质条件来看，适宜可行 受桩基及承台梁的影响，设备选型困难，施工难度大、施工辅助费用高 有效挤密房心土，改善不均匀性，降低固结沉降量 设备选型困难，施工难度大，辅助费用高；挤土效应对既有桩基承台及基桩影响较大，严重可能引起断桩，后期检测、评估费用较高 45～60 d，较长，不满足建设单位需求 600～700万 非挤密桩复合地基 水泥土搅拌桩、旋喷桩、CFG桩 水泥土搅拌桩及CFG桩受桩基及承台梁的影响，设备选型困难，施工难度大、施工辅助费用高；旋喷桩基本可行 承载力高，地坪与桩共同作用后工后变形小 施工设备占地面积大、占地空间高、辅助措施费用较高；施工周期较长，检测费用较高；不能解决桩间填土后期的沉降问题，导致地板与桩间土或褥垫层脱空，需预留注浆管等后期进行注浆加固辅助措施 水泥土搅拌桩及CFG桩较长，不满足建设单位需求；旋喷桩基本可满足 旋喷桩800万以上，其它500万以上 微型桩复合地基 微型素混凝土桩、树根桩、预制桩、注浆钢管桩 设备轻便简单，施工可行 作业空间灵活，受限小，对基桩工程影响较小 工程量极大，工期和成本较高；不能解决桩间填土后期的沉降问题，导致地板与桩间土或褥垫层脱空，需预留注浆管、后期进行注浆加固辅助措施；检测费用较高 工期较长，但能满足作业空间受限问题 600～800万 注浆加固 水泥浆液、硅化浆液和碱液 设备轻便简单，施工可行 基本可行，作业空间灵活，不受限，对基桩工程有利 对本工程大面积处理情况，工程量极大，成本较高；注浆加固效果（均匀性）难以控制；需多次注浆；加固后存在的隐患难以发现；费用较高且难以控制。需预留注浆管、后期进行注浆加固辅助措施 工期长，但能满足作业空间受限问题 600万以上
（不可控）换填处理 分层换填夯实级配、水泥土、羊矸石等 设备轻便，施工可行，作业空间灵活，不受限，对已施工基桩工程影响较小 质量及检测可控，就地取材，费用低 预估后期沉降困难；不能采用大型碾压设备，施工稍受限制；对未换填部分需进行夯实，影响深度小 不影响上部结构的施工，工期有保证 300～400万 
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表 2 e-p曲线法沉降计算
楼座 土层层号 土层厚度hi/mm 压缩模量Es100~200/MPa Δpi kPa $\dfrac{(Δp_i)}{E_{{\rm{s} }i} } h_i$/mm 经验系数ξ si/mm 1#楼 ①红黏土素填土 3.0 5.6 88.3 33.8 1.4 47.3 ②红黏土 4.5 6.5 115.3 80.0 0.6 48.0 ③黏土 3.0 7.3 115.3 47.5 （非饱和土） 28.5 4#楼 ①红黏土素填土 6.7 5.6 87.3 104.4 1.4 146.2 ②红黏土 2.6 6.5 147.6 59.0 0.6 35.4 ③黏土 5.4 7.3 147.6 109.2 （非饱和土） 65.5
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表 3 超固结土沉降计算相关参数
土层层号 先期固结压力Pc/MPa 压缩指数Cc 回弹指数Cs 超固结比OCR 固结系数 Cv/(cm2·s−2) 初始孔隙比e0i ②红黏土 214.0 0.300 0.016 2.030 5.08×10−3 1.26 ③黏土 240.4 0.488 0.033 1.924 4.58×10−3 1.35 ④含碎石黏土 282.4 0.319 1.769 1.07
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表 6 室内K0固结压缩试验估算的土层固结度
土层层号 土样编号 土层厚度hi/mm 与现场固结1年相同固结度的室内固结时间/min 固结度U ①红黏土素填土 3000 ②红黏土 32A-5 4500 42 0.52 32A-7 0.96 50A-7 0.63 50A-8 0.76 ③黏土 50A-10 3000 93 0.97
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表 7 场地工后沉降估算
楼座 计算方法 土层 分层沉降/mm 总沉降/mm 固结度 工后分层沉降/mm 工后总沉降/mm 1#楼 e-p曲线法 ①红黏土素填土 47.3 123.8 0.40 28.4 59.0 ②红黏土 48.0 0.60 19.2 ③黏土 28.5 11.4 e-lgp曲线法 ①红黏土素填土 47.3 79.3 0.40 28.4 41.2 ②红黏土 18.7 0.60 7.5 ③黏土 13.3 5.3 K0固结变形估算法 ①红黏土素填土 47.3 130.4 0.40 28.4 61.7 ②红黏土 47.2 0.60 18.9 ③黏土 35.9 14.4 4#楼 e-p曲线法 ①红黏土素填土 146.2 247.1 0.40 87.7 128.1 ②红黏土 35.4 0.60 14.2 ③黏土 65.5 26.2 e-lgp曲线法 ①红黏土素填土 146.2 191.9 0.40 87.7 105.9 ②红黏土 15.6 0.60 6.2 ③黏土 30.1 12.0 K0固结变形估算法 ①红黏土素填土 146.2 237.5 0.40 87.7 124.2 ②红黏土 27.3 0.60 10.9 ③黏土 64.0 25.6 注：表中①红黏土素填土固结度为经验值，②红黏土、③黏土固结度为估算值。
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[1] 李 钢. 宁波某厂房室内地坪沉降原因分析及处理措施[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程),2017,44(3):65-68. [2] 石秋丽. 铁路站房室内房心土下沉处置探析[J]. 石家庄铁道大学学报(自然科学版),2014,27(S1):215-216,220. [3] 蔡永生. 某仓库地面沉降病害分析[J]. 工程质量,2019,37(6):71-74. doi: 10.3969/j.issn.1671-3702.2019.06.019 [4] 龚晓南. 地基处理手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008. [5] JGJ 79—2012 建筑地基处理技术规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012. [6] 化建新,闫德刚,赵杰伟,等. 第七届全国岩土工程实录交流会特邀报告−地基处理综述及新进展[J]. 岩土工程技术,2015,29(6):285-300. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2015.06.004 [7] 韩绍英,赵在立. 大面积软土地基固结处理实例[J]. 岩土工程技术,2016,30(3):124-128. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2016.03.004 [8] 魏建华. 大面积软土地基处理技术实践[J]. 岩土工程技术,2015,29(1):33-37. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2015.01.008 [9] 刘 渤,魏海涛,黎良杰. 北京山区地基处理方法及工程实例[J]. 岩土工程技术,2016,30(2):94-99. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2016.02.009 [10] 陈建民. 高层建筑大范围超深回填地基处理技术[J]. 岩土工程技术,2014,28(5):237-242. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2014.05.006 [11] 豆红强,俞仰航,聂文峰,等. 超高填方荷载下刚柔组合桩复合地基的加固机理及其优化设计[J]. 中南大学学报(自然科学版),2019,50(10):2552-2562. doi: 10.11817/j.issn.1672-7207.2019.10.023 [12] 韩乾坤,李小江,刘俊新. 碎石桩复合地基沉降及应力现场监测研究[J]. 岩土工程技术,2016,30(3):118-123,139. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2016.03.003 [13] 卢 谅,石通辉,杨 东. 置换减载与加筋复合处理方法对路基不均匀沉降控制效果研究[J]. 岩土力学,2019,40(9):3474-3482. [14] 来春景. 黄土丘陵沟壑区高填方建设场地变形与稳定性研究[D]. 兰州: 兰州理工大学, 2020. [15] 王发玲,刘佑祥,刘忠富,等. 削山填谷区域复合地基处理技术有限元研究[J]. 勘察科学技术,2019,(6):14-18. [16] 龚晓南. 复合地基理论及工程应用[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2003. -
图(3) / 表(7)
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