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1、真空预压法软基处理设计计算书目 录1工程概况12地层条件12.1场地土层分布12.2软土层的工程性质23软基处理设计计算33.1计算依据33.2计算模式33.3计算参数43.4计算方法43.5计算结果64基坑开挖稳定性计算74.1计算依据74.2计算方法74.3计算断面74.4计算参数84.5计算结果81工程概况珠海横琴星艺文创天地项目位于珠海市横琴岛中心沟，规划的横琴新区艺文二道东侧、彩虹路南侧、天羽道西侧、横琴大道北侧。场地原始地貌为海积平原，现已吹填砂形成陆域。吹填砂层以下分布有深厚的海积淤泥层，厚度普遍超过20m，最深达32m，具有高含水量、高压缩性、低强度的特点，不经处理难以满足场地
2、使用要求。结合设计技术标准、现场工程条件和后续基坑开挖，软基处理选取真空预压排水固结方案。后续基坑支护方案为建议方案，拟采用坡率法支护。本次计算为软基处理设计计算和基坑开挖稳定性计算。2地层条件2.1场地土层分布拟建项目位于珠海市横琴岛中心沟，规划的横琴新区艺文二道东侧、彩虹路南侧、天羽道西侧、横琴大道北侧。场地原始地貌为海积平原，现已吹填砂形成陆域。吹填砂层以下分布有深厚的海积淤泥层，厚度普遍超过20m，最深达32m。根据招标文件提供的场地地质条件资料及现场踏勘、调研相邻地块横琴新区市政道路BT项目等，场地分布地层如下：1中粗砂层，吹填形成，层厚3.04.0m，局部区域混淤泥。2素填土，由花
3、岗岩残积土混杂少量花岗岩风化碎岩块回填而成，堆积年限较长，呈松散稍密状态，主要分布在原鱼塘塘埂位置。淤泥，灰色深灰色，土质均匀、细腻，含少量有机质，局部富集贝壳碎屑,呈饱和、流塑状态。该层在整个场地普遍分布，厚度16.032.0m，大部分厚度超过20m。粘土，青灰色褐黄色棕红色, 含少量高岭土，局部含20%左右砂粒，粘感较强，土质较均匀，呈饱和、可塑状态，局部为硬塑状态。分布较为普遍，但分布不连续。粘土，浅灰色、灰黑色，含少量腐植物(植物根茎和木屑)，偶夹钙质结核，呈饱和，软塑状态，局部为流塑状态。该层普遍分布，但分布不连续。粗砂，褐黄色、灰色，主要由石英组成，夹薄层粘性土及细砂。呈饱和、稍密
4、中密状态。该层分布不连续，呈透镜体形式分布。砂质粘性土，灰白色青灰色褐黄色，由花岗岩风化而成。原岩结构依稀可辩,大部分矿物已风化成土状，残留的矿物成分主要为石英，岩芯呈土柱状，粘性较差，手捏易散，遇水易软化。以饱和，硬塑状态为主，局部为砂质粘性土及粘性土。大部分区域有分布。全风化花岗岩，灰白色青灰色，中粗粒结构，块状构造，原岩结构已基本破坏、尚可辩，大部分矿物已风化成砂土状，残留矿物成分主要为石英。岩芯呈土柱状，粘感极差，手捏易散，遇水易软化、崩解。强风化花岗岩，灰黑色灰白色青灰色，中粗粒结构，块状构造，结构大部分破坏，主要矿物成分为石英、云母和长石。岩芯多呈密实土柱状和半岩半土状，手捏易散，
5、遇水易软化、崩解，裂隙很发育，岩芯采取率较高，岩体破碎，岩石质量等级级。中风化花岗岩灰白色青灰色，中粗粒结构，块状构造，主要矿物成分为石英、云母和长石。岩芯呈短柱状、碎块状，锤击声音清脆。属较硬岩、裂隙发育，岩芯采取率较高，岩体较完整，岩石质量等级级。2.2软土层的工程性质本设计最主要的工程地质问题是软土地基问题，因此有必要深入了解本工程软土的工程性质。根据相邻地块横琴新区市政道路BT项目地质勘察资料和软基工程的实践经验，拟建场地各土层的物理力学性质及淤泥固结系数如表2-1及表2-2所示。表2-1 各土层物理力学性质指标土的名称（kN/m3）GS0(%)e0lpIP(%)ILCCEs(MPa)
6、淤泥16.02.6965.51.8053.027.625.51.420.675粘土19.42.7226.60.94536.819.417.40.426.7粘土18.12.7236.41.01139.121.617.50.842.6中粗砂20.42.6514.40.47911.8砂质粘性土19.72.6920.40.61830.7 18.4 12.30.246.1表2-2 淤泥固结系数表指标地层固 结 系 数（10-4cm2/sec）P=50kPaP=100kPaP=200kPaP=400kPa垂直水平垂直水平垂直水平垂直水平淤泥7.757.927.046.966.746.294.974.413
7、软基处理设计计算3.1计算依据（1）珠海横琴星艺文创天地项目一期探土及软基处理设计与施工工程招标文件，永辉基业有限公司，2013年12月；（2）现场踏勘及相邻地块横琴新区市政道路BT项目调研资料；（3）招标答疑文件；（4）珠海横琴星艺文创天地项目一期软基处理工程方案设计，深圳地质建设工程公司，2014年1月；（5）港口工程地基规范（JTS 147-1-2010）；（6）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）；（7）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；（8）真空预压加固软土地基技术规程（JTS 147-2-2009）。3.2计算模式根据招标文件提供的场地地质条件资料及现场踏勘
8、、调研相邻地块横琴新区市政道路BT项目等，分析研究不同软土层厚度、不同处理深度情况下的软基处理施工沉降和工后沉降。软基沉降计算模式如图31所示。淤泥面标高0.5m，填砂面标高3.5m，真空预压荷载80kPa，淤泥总厚度h，插板深度h1，下卧为处理淤泥厚度h2。图3-1 沉降计算简图3.3计算参数软基处理沉降计算参数采用表2-1、表2-2所列软土层参数。3.4计算方法地基可能发生的总沉降量为：其中：为插板处理深度范围的固结总沉降量；为下卧淤泥层的固结总沉降量；其它土层的沉降和瞬时沉降之和；为次固结沉降。计算公式分别为： 为次固结系数 分别为使用期时间和施工期时间。软基处理阶段，插板处理区卸载时的
9、固结度达到，插板处理的下卧未处理淤泥层在软基处理结束时的固结度为，则软基处理施工沉降量为：软基的理论工后沉降量为：式中的是插板处理层相对于使用荷载条件下的软基固结度，采用改进的高木俊介法，计算在分级加载条件下的软基固结度。计算公式为： 其中：，为竖向排水平均固结度； ，为径向排水平均固结度；是第i级荷载的加荷速率；是各级荷载的累加值；分别为第i级荷载加载的起始和终止时间（从零点起算），当计算第i级荷载加载过程中某时间t的固结度时，改为t；，为竖向固结时间因数；，为径向固结时间因数；，为井径比；，竖井影响范围的直径；，竖井的直径。真空预压属于超载预压，插板间距1.0m，真空预压90天时，真空荷载
10、下固结度达到90，相当于地面标高时大于1，计算取1。实际上要求的工后沉降指标是指50年使用期可能发展的工后沉降，在施工结束后至50年使用期满，可能发生的工后沉降为：式中：为施工完成后至50年使用期下卧层排水产生的固结度。考虑到真空预压施工的特点，在计算下卧层固结度时，施工期属于双面排水条件，使用期属于单面排水条件。对于新近沉积的软土层，次固结沉降因素不可忽视。参照相邻的香港地区有关资料，以及深圳机场试验取得的数据，珠江口海积淤泥的次固结系数，堆载预压处理后的软土层次固结系数减小，取0.3ca，预计固结度达到100为2年，50年使用期的次固结沉降可用下式计算：sa0.015h2lg（50/2）+
11、0.30.015h1lg(50/2)3.5计算结果沉降计算结果见表3-1。表3-1 沉降计算成果淤泥厚度(m)插板深度(m)施工期总沉降(m)50年工后固结沉降(m)50年次固结沉降(m)50年工后沉降(m)20203.130.13 0.13 25203.300.190.23 0.42 25253.520.16 0.16 30203.320.300.33 0.63 30253.360.170.26 0.43 30303.840.19 0.19 由表3-1沉降及工后沉降计算结果可知（1）本工程大部分地段软土层厚度超过20米，局部埋深30米，经真空预压排水固结处理的软基总沉降为3.03.8m。（2
12、）通过计算，插板须打穿淤泥层，才能满足工后沉降不大于0.2m的要求。4基坑开挖稳定性计算4.1计算依据（1）珠海横琴星艺文创天地项目一期探土及软基处理设计与施工工程招标文件，永辉基业有限公司，2013年12月；（2）现场踏勘及相邻地块横琴新区市政道路BT项目调研资料；（3）招标答疑文件；（4）珠海横琴星艺文创天地项目一期软基处理工程方案设计，深圳地质建设工程公司，2014年1月；（5）建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）。4.2计算方法本次计算采用边坡稳定分析软件Geoslope，对基坑开挖断面进行稳定性分析。计算采用摩根斯顿普赖斯法（通用条分法）进行分析，在软件中有相应选项；该方
13、法的特点是同时满足力和力矩的平衡条件，与其它简化条分法相比结果更合理可信。4.3计算断面场地经软基处理后进行基坑开挖，开挖方案采用坡率法放坡开挖，坡面码砌袋装砂护面，基坑放坡开挖断面图如图4-1所示。图41 基坑开挖断面图由图4-1可知：软基处理边线应由基坑底边线外扩12.0m；基坑开挖前，卸载软基处理边线以外7.0m范围内的地面填砂至0.0m标高，作为基坑开挖的工作面；真空预压处理后，基坑开挖深度约6.0m，其中开挖的淤泥层（已经真空预压处理）约2.0m。4.4计算参数基坑内外各土层分布如图4-1所示。土层参数主要以相邻场地横琴新区市政道路BT项目勘察报告为依据选取，其中真空预压处理后的淤泥层强度指标选取时，采用淤泥的固结不排水强度指标cu、Ccu。表4-1 各土层计算参数土层重度（kN/m）内摩擦角（）粘聚力C（kPa）填砂17.030.00原状淤泥15.53.04.0处理后淤泥16.011.713.04.5计算结果基坑开挖后边坡稳定性计算结果如图4-2所示。图42 基坑开挖边坡稳定性计算结果结算结果表明，按照图4-1所示断面放坡开挖基坑，最不利条件下边坡整体稳定性安全系数约1.23。因场地周边空旷，无重要建（构）筑物，该计算结果能够保证基坑施工安全。1