賈 海
(上海申元巖土工程有限公司,上海 200040)
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大型植物園項目高堆土巖土工程評價實錄
賈 海
(上海申元巖土工程有限公司,上海 200040)
以上海辰山植物園項目工程為背景,結(jié)合場地的地質(zhì)條件,從綠環(huán)堆筑體區(qū)段劃分、綠環(huán)堆筑體Ⅰ,Ⅱ區(qū)段、綠環(huán)堆筑體Ⅰ,Ⅱ區(qū)段過渡區(qū)域等方面,對綠環(huán)堆筑區(qū)進行了巖土工程評價,得出了一些有價值的結(jié)論。
植物園,綠環(huán)堆筑區(qū),巖土工程,地基處理
擬建某大型植物園項目位于上海市松江區(qū)佘山山系中的辰山地帶,總規(guī)劃面積約201.655 hm2。擬建建(構(gòu))筑物包括建筑工程、橋梁工程、人工地形堆筑(綠環(huán))、河道開挖及整治工程、人工湖等景觀項目。該植物園最大的特色之一是圍繞整個公園布置的高約12 m的綠環(huán),如此大規(guī)模的綠環(huán)對巖土工程勘察提出了很高的要求,綠環(huán)對相鄰建筑的影響、對基礎(chǔ)的影響成為了勘察的重點。
擬建場區(qū)內(nèi)辰山位于上海西南部青浦、松江一帶的北干(竿)山—鳳凰山—薛山—東佘山—西佘山的山丘帶上,該山丘帶近乎平行于近側(cè)北東約50°方向的楓涇—川沙大斷裂帶,屬沿大斷裂噴發(fā)的沿北東方向展布的火山錐。根據(jù)本工程地質(zhì)調(diào)查成果,擬建場區(qū)內(nèi)辰山坡面平緩(坡度約20°~30°),巖性為火山熔巖,地質(zhì)構(gòu)造簡單,有柱狀節(jié)理(傾角約80°),節(jié)理、裂隙發(fā)育程度較弱(不足2%),裂隙面間距小且無連通性,巖體較完整。經(jīng)本次勘察表明,擬建場區(qū)地層結(jié)構(gòu)主要由第四紀(jì)松散堆積物和其下隱伏的侏羅系上統(tǒng)的火山熔巖(主要為酸性流紋巖,局部夾凝灰?guī)r及火山碎屑巖等)構(gòu)成;在山區(qū)及沿山區(qū)域基巖直接出露。根據(jù)本次揭露,擬建場區(qū)主要為全新統(tǒng)(Q4)、上更新統(tǒng)(Q3)及侏羅系上統(tǒng)基巖(J3j)地層。綠環(huán)區(qū)域為全新統(tǒng)地層,主要由沖海積的粘性土組成,上部為褐黃~灰黃色粘土層;中部自上而下為灰色淤泥質(zhì)土層、灰色粘土層及暗綠~草黃色硬土層;下部為海積的灰色粘土層,局部區(qū)域還沉積灰色砂質(zhì)粉土及粉砂層。
3.1 綠環(huán)堆筑體區(qū)段劃分
根據(jù)堆土對建筑的影響把綠環(huán)堆筑體劃分為兩個區(qū)段:
Ⅰ區(qū)段:鄰近擬建各主要(建)構(gòu)筑物的堆筑體,若處理不當(dāng),該區(qū)堆土易引起擬建主入口建筑較大的附加沉降,使其樁基產(chǎn)生負摩阻力和水平推力作用,并使擬建物基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不均勻沉降,是本工程地基處理的重點和難點,下文均簡稱為Ⅰ區(qū);
Ⅱ區(qū)段:遠離擬建各主要(建)構(gòu)筑物的綠環(huán)堆筑區(qū),該區(qū)堆土?xí)茐脑械鼗恋钠胶鉅顟B(tài),產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力和工后沉降,但對擬建建筑無明顯影響,下文均簡稱為Ⅱ區(qū)。
3.2 綠環(huán)堆筑體Ⅰ區(qū)段的主要巖土工程問題及解決方案
根據(jù)設(shè)計方案,堆土與建筑物兩側(cè)緊密銜接,兩側(cè)土體將對擬建各主要(建)構(gòu)筑物產(chǎn)生較大的水平荷載,同時兩側(cè)土體產(chǎn)生的超載也會引起擬建各主要(建)構(gòu)筑物兩側(cè)較大的附加沉降,從而引起樁側(cè)負摩阻力等一系列的巖土工程問題:
1)高填土對建筑上部結(jié)構(gòu)的水平應(yīng)力問題;2)高填土引起的地基土水平附加應(yīng)力問題;3)高填土引起的地基土附加沉降及擬建物樁基負摩阻力問題;4)高填土引起的地基土體差異沉降問題。
防治及處理方案:由于以上巖土工程問題主要由堆土體自重產(chǎn)生的荷載引起,因此其解決方案從根本上可采用以下原則進行處理:1)加強整體剛度(即進行整體加固,包括綠環(huán)堆筑體坡體加固、擬建科研中心樁基加固、堆筑區(qū)地基土加固等);2)減小堆筑體荷載(即減輕堆筑體自重,為堆筑區(qū)采用適當(dāng)?shù)妮p質(zhì)堆填材料),一般可綜合采用以上兩個原則進行治理;3)合理安排施工順序,即先進行Ⅰ區(qū)段的綠環(huán)堆土,待變形穩(wěn)定后再進行科研中心的施工。
對本工程而言,Ⅰ區(qū)段的巖土工程問題可以采用多種方案進行解決:
1)局部輕質(zhì)EPS材料+表層覆土方案。2)地基處理+分級堆土方案:塑料排水板+分級堆載加固方案;水泥攪拌樁方案;路堤樁(沉降控制復(fù)合樁基)方案。
本工程地基處理問題較為復(fù)雜,具體的地基處理方案,設(shè)計方可綜合考慮處理效果、經(jīng)濟、工期等各方面因素進行比較后選用,或者選用其他有設(shè)計經(jīng)驗的地基處理方案。為減小綠環(huán)堆筑對擬建溫室主體部分樁基的影響,宜先進行綠環(huán)堆筑體和擋土墻的施工,在固結(jié)穩(wěn)定后再進行建筑部分的施工。
3.3 綠環(huán)堆筑體Ⅱ區(qū)段主要巖土工程問題及解決方案
經(jīng)本次勘察發(fā)現(xiàn),擬建場區(qū)地面下深部20.0 m范圍內(nèi)分布均為粘性土,淺部土層(埋深14 m以內(nèi))的土質(zhì)軟弱、含水量大、壓縮性較高。Ⅱ區(qū)堆筑體堆土范圍較大,堆土高度一般約5.5 m~16.0 m(絕對標(biāo)高),對地基土?xí)a(chǎn)生較大的超載,易引起軟弱土層的剪切破壞形成滑移面,從而造成地基土失穩(wěn)現(xiàn)象。同時,在堆筑體堆筑過程中施工不當(dāng)時,也有可能產(chǎn)生堆筑體自身坡體失穩(wěn)現(xiàn)象。
針對以上問題,在綠環(huán)堆筑區(qū)施工時可采用如下解決方案:
1)分級加載方案。擬建場地淺部地基土土質(zhì)差、地基承載力較低、壓縮性較高,而本場地堆土范圍較大,堆土高度較高(最高可達12.5 m左右),一次性加載場地存在整體穩(wěn)定問題,需要考慮分級加載,每級堆載的高度和加載時間由地基固結(jié)情況和高填土地基整體穩(wěn)定情況來確定,下一級填土堆載必須在前一級填土堆載穩(wěn)定后方可實施。2)地基處理方案。本工程綠環(huán)堆筑必然會引起地基土的沉降問題和穩(wěn)定性問題,由于Ⅱ區(qū)堆筑體對沉降控制沒有特殊要求,因此穩(wěn)定性問題(即加強地基土固結(jié)度問題)成為地基處理的控制因素。本工程Ⅱ區(qū)堆筑體從工期、經(jīng)濟性角度出發(fā),可盡量實現(xiàn)自然堆筑,如工期限制或有其他需要,可適當(dāng)采取地基處理方案,并結(jié)合一定措施加快地基土固結(jié)。
3.4 綠環(huán)堆筑體Ⅰ,Ⅱ區(qū)段過渡區(qū)域的主要巖土工程問題及解決方案
Ⅰ區(qū)綠環(huán)堆筑與Ⅱ區(qū)堆筑由于離擬建各主要(建)構(gòu)筑物的遠近不同,采取的處理方式和控制標(biāo)準(zhǔn)可能有一定的差別,因此兩區(qū)段過渡區(qū)域需根據(jù)施工工況采取相應(yīng)的處理措施。
若Ⅰ區(qū)采用輕質(zhì)材料進行填充,那么Ⅰ,Ⅱ區(qū)地面荷載將存在較大的差異,建議過渡區(qū)分區(qū)接觸面采用臺階式緩坡處理,使堆載有一個漸變過程,從而使變形、沉降更加均勻;若Ⅰ區(qū)不采用輕質(zhì)材料填充,而是以地基處理方式為主,則兩區(qū)之間的差異主要在于處理后的地基土強度差異,此時兩區(qū)過渡段宜采用相同的處理方法,在一些設(shè)計參數(shù)如排水板長度、間距等分區(qū)逐步過渡。
3.5 綠環(huán)堆筑區(qū)最終方案
通過勘察成果建議和設(shè)計計算比較,最終本工程實施針對性方案如下:
1)主體建筑物基礎(chǔ)采用樁基;2)緊鄰主體建筑的綠環(huán)實施減沉路堤的地基處理方法;3)遠離主體建筑的綠環(huán)實施預(yù)排水固結(jié)地基處理方法;4)路堤樁范圍外綠環(huán)盡可能先行堆筑,減少工后沉降;5)通過多種途徑使得擋土墻水平力相互平衡,包括加筋土直立擋墻。
1)近綠環(huán)的擬建各主要(建)構(gòu)筑物基礎(chǔ)采用樁基,根據(jù)擬建物周邊環(huán)境,擬建物樁基礎(chǔ)的樁型宜首選預(yù)制樁(方樁或PHC管樁)。在采用預(yù)制樁時,沉樁過程中應(yīng)控制預(yù)制樁施工周圍道路的影響,施工過程中可選用擠土效應(yīng)相對較小的PHC管樁,或在沉樁流程中合理安排沉樁順序,并對周圍道路及管線采取一定的保護措施,對靠近河流的樁基施工時,尤其要注意對河岸進行防護。
2)本工程大面積的綠環(huán)堆筑體根據(jù)其對鄰近建筑體的影響可分為兩個區(qū)域,即對擬建物有明顯影響的Ⅰ區(qū)和對擬建物無明顯影響的Ⅱ區(qū)。Ⅰ區(qū)堆筑體由于堆土高、離建筑體較近,易使鄰近建筑體樁基產(chǎn)生較大的附加沉降、明顯的不均沉降及樁基負摩阻力等問題,相應(yīng)的解決方案可考慮采用輕質(zhì)局部EPS輕質(zhì)材料+表層覆土方案,或采用塑料排水板+分期堆載加固方案、水泥攪拌樁方案及路堤樁方案等地基處理手段。最終確定緊鄰主體建筑的綠環(huán)Ⅰ區(qū)實施減沉路堤的地基處理方法。
3)綠環(huán)Ⅱ區(qū)堆筑體由于堆土較高、堆土面積大,一次性堆筑易引發(fā)地基土地不穩(wěn)定等問題,因此在施工時宜實行分級堆筑,盡量自然堆筑,也可考慮采用文中所提到的地基處理手段,同時還需注意對堆筑體坡體穩(wěn)定性控制,加強坡體穩(wěn)定性和坡面防護。在綠環(huán)施工時應(yīng)注意施工監(jiān)測,實行信息化施工,以保證施工安全。最終確定遠離主體建筑的綠環(huán)Ⅱ區(qū)實施預(yù)排水固結(jié)地基處理方法。
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On evaluation record of tall mound geotechnical engineering of some large-scale botanic garden
Jia Hai
(ShanghaiShenyuanGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200040,China)
Taking Chenshan botanic garden project in Shanghai as the background, the paper combines the geological conditions of the sites, undertakes the geotechnical engineering evaluation from the classification of green-ring mound, green-ring mound Ⅰ, green-ring mound Ⅱ, and transitional section of Ⅰ District and Ⅱ District, so as to provide some valuable conclusion.
botanic garden, green-ring mound , geotechnical project, foundation treatment
1009-6825(2016)16-0087-02
2016-03-28
賈 海(1980- ),男,工程師
P642
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