冲击平原高塑性流动软基处理不同施工工艺的评选方法与流程

1.本发明涉及软基处理技术领域，尤其是涉及一种冲击平原高塑性流动软基处理不同施工工艺的评选方法。


背景技术：

2.随着我国基础设施建设的迅速发展,为了深化粤港澳合作，建设中华民族共同家园，我国广州珠江三角洲作为粤港澳合作的重要载体，以支撑经济发展和现代化建设的需要。该地区土地主要以冲积平原高塑性流动软基(又称，冲积平原超厚淤泥层)为主，地层主要有淤泥、淤泥质土、粉质粘土、淤泥质粉细砂。这类淤泥淤泥层的厚度大，一般为30
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50m，且含水量大，工程力学性能差。大量建筑物都建造在较差的松软地基上，易造成路面不均匀沉降，结构物开裂等问题。


技术实现要素：

3.为了在施工前快速分析并得到对于冲积平原高塑流动软基而言最为经济和适用的处理方式，本技术提供一种冲击平原高塑性流动软基处理不同施工工艺的评选方法。
4.本技术提供一种冲击平原高塑性流动软基处理不同施工工艺的评选方法，采用如下的技术方案：一种冲击平原高塑性流动软基处理不同施工工艺的评选方法，包括以下操作步骤：1)勘查土地土质情况，针对地质特点，结合工程实际情况，对软基处理采取对同一区域、不同使用要求、不同的处理方式进行预筛选；2)预选出2
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10种施工方案；3)对费用a和工期时长b进行估算的同时，对施工效果c进行评分；4)评估测算预选方案的费用a、工期时长b和施工效果c作为核算要素，根据项目的实际周边环境和工期要求，判定费用a、工期时长b和施工效果c所占的权重比例分别为r、s和t；5)建立测算公式，评选数值6)通过测算数据快速评选出最适合的施工方案选择顺序和最适合的选择方案。
5.优选的，在2)中最优预选出4
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6种施工方案。
6.通过采用上述技术方案，在施工前快速分析并计算得到对于冲积平原高塑流动软基而言最为经济和适用的处理方式，由此可大大提高冲积平原高塑流动软基施工方法选择上的适用性、经济性和可靠性。此外，通过具体的广州南沙新区项目对本评选方法进行验证，并总结出不同地质条件下最优软土处理工艺，对今后软基处理方案提供指导和建议，为现场施工提供了合理参数指导。
7.优选的，预选出至少两种施工方案，具体预处理的施工方案为：
(1)塑料排水板和超载预压施工方案；(2)塑料排水板和等载预压施工方案；(3)水泥搅拌桩和等载预压施工方案；(4)水泥搅拌桩复合地基施工方案；(5)塑料排水板、超载预压和水泥搅拌桩施工方案；(6)塑料排水板和真空堆载联合预压地基处理施工方案。
8.优选的，预选出至少两种施工方案，具体预处理的施工方案为：(1)塑料排水板和超载预压施工方案；(3)水泥搅拌桩和等载预压施工方案；(5)塑料排水板、超载预压和水泥搅拌桩施工方案；(6)塑料排水板和真空堆载联合预压地基处理施工方案。
9.通过采用上述技术方案，经由方案预选过程设计，可以提高后期评选方案时的准确性，且简化了大量的评估工作，大大提高了工作效率。
10.优选的，所述施工效果c的评价效果主要依据的是施工期沉降量、施工后沉降、原状土剪切强度、重塑土剪切强度、地基承载力、水泥搅拌桩单桩承载力以及水泥搅拌桩复合地基承载力中的至少三项数据。
11.优选的，要求所述施工效果c的分数在26分以上为合格。
12.通过采用上述技术方案，对施工效果c进行评价的过程通过结合实施勘测的数据进行总结和分析，对其分等级进行评估，方便了操作者对后期优选施工工艺的选择上进行综合性判断。
13.优选的，所述费用a所占的权重为r，工期时长b所占的权重为s以及施工效果c所占的权重比例为t，其中r s t＝1。
14.优选的，r≥t，s≥t。
15.通过采用上述技术方案，对费用a、工期时长b和施工效果c增加权重占比，并通过限定不同权重的相对应关系，有助于提高最终评选数值的准确性。
16.优选的，施工方案的选择标准为评选数值的总分越高，选择顺序越靠前。
17.通过采用上述技术方案，对测算得到的评选数值进行实际选择时，通过具体评选数值可直接判断出最适合的方案选择顺序和最合适的方案，十分的方便和快捷，大大提高了效率。
18.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术在施工前快速分析并得到了冲积平原高塑流动软基而言最为经济和适用的处理方式。
19.2、本技术在施工时本技术人对南沙地区冲积平原高塑性流动软基软塑状及流塑状软土层流动性大、沉降量大等特点，结合本项目地基处理方式，分析实验数据，观察最终沉降量，对比软基处理效果。总结出不同地质条件下最优软土处理工艺，对今后软基处理方案提供指导和建议，为现场施工提供合理参数。
具体实施方式
20.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
21.实施例1：一种冲击平原高塑性流动软基处理不同施工工艺的评选方法，包括以下步骤：1)勘查土地土质情况，针对地质特点，结合工程实际情况，对软基处理采取对同一区域、不同使用要求、不同的处理方式进行预筛选。
22.2)预选出2
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10种可处理的施工方案。
23.3)施工效果评价标准根据总分为100分计，具体评价标准如下表1。表1施工效果评价标准表1施工效果评价标准
24.4)评估测算预选方案的费用a、工期时长b和施工效果c作为核算要素，根据项目的实际周边环境和工期要求，判定费用a、工期时长b和施工效果c所占的权重比例分别为r、s和t，且r s t＝1。
25.5)建立测算公式为：评选数值评选数值的总分越高，选择顺序越靠前。
26.6)通过测算数据快速评选出最适合的施工方案选择顺序和最适合的选择方案。
27.项目应用例1：一种冲击平原高塑性流动软基处理不同施工工艺的评选方法，广州南沙新区大岗先进制造业基地区块综合开发项目为区块综合开发项目，项目总占地面积820万平方米，项目内容包含配套道路、公共设施等。场址位于珠江三角洲冲积平原，属河口堆积地貌，根据地质勘探资料反映。该地层土质从上往下依次为杂填土、淤泥、淤泥质土、粉质黏土、砂层和基岩。其中，淤泥、淤泥质土平均厚度25m，呈灰色、灰黑色，饱和，软塑，局部
流塑，含少量粉细砂及有机质，具腥臭味；粉质黏土、黏土平均厚度7m，呈灰色，灰黄色、灰白色，软塑
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软可塑，含少量粉细砂，土质均匀，粘性一般；砂层为细沙、中粗砂、砂砾石等；基岩主要为花岗岩。
28.针对以上地质特点，结合工程实际情况，对软基处理采取对同一区域、不同使用要求、不同的处理方式。本技术预选出六种可处理的施工方案，具体处理方案为：(1)塑料排水板和超载预压施工方案，简称塑料排水板 超载预压；(2)塑料排水板和等载预压施工方案，简称塑料排水板 等载预压；(3)水泥搅拌桩和等载预压施工方案，简称水泥搅拌桩 等载预压；(4)水泥搅拌桩复合地基施工方案，简称水泥搅拌桩复合地基；(5)塑料排水板、超载预压和水泥搅拌桩施工方案，简称塑料排水板 超载预压 水泥搅拌桩；(6)塑料排水板和真空堆载联合预压地基处理施工方案，简称料排水板 真空堆载联合预压地基。
29.各施工方案的指标分析如下：试验一：施工效果c的评价本技术主要针对对冲击平原超厚淤泥层采取不同软基处理方式处理效果分析过程如下，并结合表1中的施工效果评价标准，随机选择6名中级建筑工程师对六种不同的施工方案进行统一评分，评分数据的平均值，四舍五入后记载在表3内。
30.(1)塑料排水板 超载预压：在带状道路工程中采用了塑料排水板和超载预压施工方法，施工时对场地平整后铺设30cm中粗砂垫层，然后按照间距为1.2m打设25m深塑料排水板，然后在铺设20cm中粗砂垫层，并加铺2层单向土工格栅，然后每层填筑厚度约25cm，每填筑一层应观测一次，每昼夜不得大于10～15mm,边桩位移量每昼夜不得大于5mm。路基填筑完成后,第一个月每3d观测一次，第二、三个月每7d观测一次，从第四个月起每15d观测一次，直至预压期结束，连续2个月观测的沉降量每月不超过5mm视为稳定。总填筑高度为永久荷载 动荷载换算值，即超载预压。本项目的超载值为20kn/
㎡
，实际施工按照路基超填1m控制。
31.本方法适用于填土高度大的软弱地基处理方式，施工期沉降量大，沉降量一般为1
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2m，根据地层和填土高度变化而变化，工后沉降相对较小，一般不大于10cm。
32.经沉降观测，本工程在施工过程中，在场地平整后布设监测点，每填筑一层应观测一次，填筑期每天沉降约12.5mm，路堤中心沉降量每昼夜沉降量不得大于15mm。路基填筑完成后，沉降量逐渐递减，直至后2个月的沉降量为1mm、0.5mm，不超过5mm为稳定，预压期共为6个月。施工期累计沉降量约1.6m，固结度91.85％。完工后的工后沉降约13.6cm。
33.经检测分析，原状土剪切强度由原来的10.3kpa提高到44.54kpa，重塑土剪切强度由原来的11.2kpa提高到12.75kpa，灵敏度为3.6。地基承载力达到160kpa，各项指标均满足设计要求。
34.(2)塑料排水板 等载预压：上述施工工艺等同于超载预压，但堆载高度为永久荷载换算值，不加后期动荷载换算值。等载预压相比于超载预压，填土高度降低，施工期沉降减少，工后沉降增大，可用于等级不高道路、场地地基处理，工后沉降一般为20
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30cm。
35.(3)水泥搅拌桩 等载预压：在带状道路工程为了减少对周边构筑物沉降影响的，
采用了水泥搅拌桩和等载预压施工方法，对场地平整后铺按照间距1.4m打设水泥搅拌桩，处理深度约15m，然后铺设30cm厚碎石垫层，在加铺2层双向土工格栅，然后按照等载预压路进行分层填筑预压。总填筑高度为永久荷载，即等载预压。
36.本方法适用于减小沉降的地区，施工期沉降量小，沉降量一般为10
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30cm，根据地层和填土高度变化而变化，工后沉降相对较小，一般不大于10cm。
37.经沉降观测，本工程在施工过程中，在场地平整后布设监测点，每填筑一层应观测一次，填筑期每天沉降约1.6mm，路基填筑完成后,预压期为3个月，后2个月的沉降量为0.5mm/月，不超过5mm为稳定。施工期累计沉降量约0.15m，固结度92.8％。完工后的工后沉降约1.08cm。
38.经检测分析，水泥搅拌桩单桩承载力达到77kn，水泥搅拌桩复合地基承载力达到100kn，各项指标均满足设计要求。
39.(4)水泥搅拌桩复合地基：该方法处理后地基直接在其上修筑构筑物，但在该地区使用后发现，地基出现下沉导致构筑物开裂现象。
40.(5)塑料排水板 超载预压 水泥搅拌桩：在带状道路工程为了减少对周边构筑物沉降影响的，或者作为道路与结构物的过渡段，采用了水泥搅拌桩 塑料排水板和超载预压(长板短桩)处理方法，对场地平整后铺按照间距1.6m打设水泥搅拌桩，处理深度约10m，施工时对场地平整后铺设30cm中粗砂垫层，然后按照间距为1.6m打设25m深塑料排水板，塑料排水板布置在水泥搅拌桩的空隙处，然后在铺设20cm中粗砂垫层，并加铺2层单向土工格栅，然后分层进行填筑，总填筑高度为永久荷载 动荷载换算值，即超载预压。本项目的超载值为20kn/
㎡
，实际施工按照路基超填1m控制。
41.本施工方法适用于道路或场地范围内构筑物基础经过地基处理后二次处理，二次处理后即消除了工后沉降，有大大提高了地基承载力，使用与道路范围内雨污水管道、涵洞等地基处理方式。
42.经沉降观测，本工程在施工过程中，在场地平整后布设监测点，每填筑一层应观测一次,填筑期每天沉降约14.2mm，路堤中心沉降量每昼夜沉降量不得大于15mm。路基填筑完成后，沉降量逐渐递减，直至后2个月的沉降量为1.02mm/月，不超过5mm为稳定，预压期共为6个月。施工期累计沉降量约0.95m，固结度97.88％。完工后的工后沉降约2cm。
43.经检测分析，原状土剪切强度由原来的10.3kpa提高到58.4kpa，重塑土剪切强度由原来的11.2kpa提高到14.75kpa，灵敏度为4.2。水泥搅拌桩单桩承载力达到77kn，水泥搅拌桩复合地基承载力达到100kn，各项指标均满足设计要求。
44.(6)塑料排水板 真空堆载联合预压：在厂区建设等矩形区域为了减少大量土石方的挖运弃产生，采用了塑料排水板和真空堆载联合预压施工方法，对场地平整后铺设土工格栅及30cm中粗砂垫层，然后按照间距为1.2m打设塑料排水板，塑料排水板处理深度25m，最后在铺设20cm中粗砂垫层，并按照要求埋设滤水管，然后铺设密封膜，四周采用泥浆密封墙密封，然后将射流泵安装在滤水管上，进行抽真空。真空压力不应小于96kpa。在抽真空2个月后再真空膜表面堆载1m厚回填砂加载补偿。
45.本方法适用于土方量资源紧缺的大面积场地平整地区，施工期沉降量大，沉降量一般为1.5
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2.0m，根据地层和填土高度变化而变化，工后沉降相对较小，一般不大于10cm。
46.经沉降观测，本工程在施工过程中，在场地平整后布设监测点，抽真空后进行观
测，预压期每天不少于一次观测，预压期每天沉降量约25.2mm。当实测地面沉降速率5d～10d平均沉降量小于2mm/d，满载预压时间不少于90d后视为稳定。施工期累计沉降量约1.7m，固结度90.79％。完工后的工后沉降约15.6cm。
47.经检测分析，原状土剪切强度由原来的10.3kpa提高到34.28kpa，重塑土剪切强度由原来的11.2kpa提高到12.35kpa，灵敏度为2.8。地基承载力达到160kpa，各项指标均满足设计要求。
48.试验二：工期时长b的评价本技术主要针对对冲击平原超厚淤泥层采取不同软基处理方式施工工期进行研究，根据以下六种处理方式以5000
㎡
为计算单元，从施工准备、施工过程、施工结束全过程进行研究以下几种地基处理的施工周期，从而选择合理的处理方案，将六种施工方案的工期时长记录在表3中。
49.(1)塑料排水板 超载预压：中粗砂下垫层施工1天，插打塑料排水板1天，中粗砂上垫层施工1天，路基堆载根据施工监测数据所得一般为3天一层，按照每层填筑厚度25cm，总填土高度4m，沉降量为1.8m，超载1m计算。总需要填筑28层，填筑期需要84天，等载期为180天，卸载约为2天，总施工周期为269天。
50.(2)塑料排水板 等载预压：中粗砂下垫层施工1天，插打塑料排水板1天，中粗砂上垫层施工1天，路基堆载根据施工监测数据所得一般为3天一层，按照每层填筑厚度25cm，总填土高度4m，沉降量为1.5m，等载计算。总需要填筑28层，填筑期需要66天，等载期为180天，卸载约为2天，总施工周期为251天。
51.(3)水泥搅拌桩 等载预压：水泥搅拌桩施工10天，等强检测35天，碎石垫层施工1天，路基堆载根据施工监测数据所得一般为不受影响，按照每天三层计算，按照每层填筑厚度25cm，总填土高度4m，沉降量为0.5m，等载计算。总需要填筑18层，填筑期需要6天，等载期为90天，卸载约为2天，总施工周期为144天。
52.(4)水泥搅拌桩复合地基：水泥搅拌桩施工10天，等强检测35天。一般45天后可进行下到工序施工。
53.(5)塑料排水板 超载预压 水泥搅拌桩：该处理方式一般用于结构物二次处理处理工期为塑料排水板 超载预压工期 水泥搅拌桩复合地基工期，即314天。
54.(6)塑料排水板 真空堆载联合预压：中粗砂下垫层施工1天，插打塑料排水板1天，中粗砂上垫层施工1天，滤水管施工3天，密封膜铺设2天，密封沟可同步实施，不计算工期。试抽5天，正式抽真空90天，总工期103天。
55.试验三：费用a的评价本技术主要针对对冲击平原超厚淤泥层采取不同软基处理方式经济型进行研究，本次以5000
㎡
为计算单元，根据以下几种处理方式从人、机、料几个关键环节进行经济对比，从而进行研究以下几种地基处理的经济性，选择合理的处理方案。详见表2各处理方案费用对比表。表2
56.以广州南沙新区大岗先进制造业基地区块综合开发项目为例：由于本项目资金和工期要求相对紧张，为了加快建设工期，减少土方的填挖量，因此确定本项目的费用a所占的权重为40％，工期时长b所占的权重为40％和施工效果c所占的权重为20％。根据公式其计算的结果参见表3的内容。表3表3
57.根据表3可知，按照工程的适合度，上述六种施工方案的选择顺序(以序号表达)依次为：6＞3＞1＞5＞2＞4。即选择(6)塑料排水板和真空堆载联合的施工方法作为冲击平原高塑性流动软基处理的方式更为经济、适用和可靠。
58.具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。