大型植物园项目高堆土岩土工程评价实录

贾 海

(上海申元岩土工程有限公司，上海 200040)



大型植物园项目高堆土岩土工程评价实录

贾 海

(上海申元岩土工程有限公司，上海 200040)

以上海辰山植物园项目工程为背景，结合场地的地质条件，从绿环堆筑体区段划分、绿环堆筑体Ⅰ，Ⅱ区段、绿环堆筑体Ⅰ，Ⅱ区段过渡区域等方面，对绿环堆筑区进行了岩土工程评价，得出了一些有价值的结论。

植物园，绿环堆筑区，岩土工程，地基处理

1 工程概况

拟建某大型植物园项目位于上海市松江区佘山山系中的辰山地带，总规划面积约201.655 hm2。拟建建(构)筑物包括建筑工程、桥梁工程、人工地形堆筑(绿环)、河道开挖及整治工程、人工湖等景观项目。该植物园最大的特色之一是围绕整个公园布置的高约12 m的绿环，如此大规模的绿环对岩土工程勘察提出了很高的要求，绿环对相邻建筑的影响、对基础的影响成为了勘察的重点。

2 地质条件概述

拟建场区内辰山位于上海西南部青浦、松江一带的北干(竿)山—凤凰山—薛山—东佘山—西佘山的山丘带上，该山丘带近乎平行于近侧北东约50°方向的枫泾—川沙大断裂带，属沿大断裂喷发的沿北东方向展布的火山锥。根据本工程地质调查成果，拟建场区内辰山坡面平缓(坡度约20°～30°)，岩性为火山熔岩，地质构造简单，有柱状节理(倾角约80°)，节理、裂隙发育程度较弱(不足2%)，裂隙面间距小且无连通性，岩体较完整。经本次勘察表明，拟建场区地层结构主要由第四纪松散堆积物和其下隐伏的侏罗系上统的火山熔岩(主要为酸性流纹岩，局部夹凝灰岩及火山碎屑岩等)构成；在山区及沿山区域基岩直接出露。根据本次揭露，拟建场区主要为全新统(Q4)、上更新统(Q3)及侏罗系上统基岩(J3j)地层。绿环区域为全新统地层，主要由冲海积的粘性土组成，上部为褐黄～灰黄色粘土层；中部自上而下为灰色淤泥质土层、灰色粘土层及暗绿～草黄色硬土层；下部为海积的灰色粘土层，局部区域还沉积灰色砂质粉土及粉砂层。

3 绿环堆筑区岩土工程评价

3.1 绿环堆筑体区段划分

根据堆土对建筑的影响把绿环堆筑体划分为两个区段：

Ⅰ区段：邻近拟建各主要(建)构筑物的堆筑体，若处理不当，该区堆土易引起拟建主入口建筑较大的附加沉降，使其桩基产生负摩阻力和水平推力作用，并使拟建物基础产生较大的不均匀沉降，是本工程地基处理的重点和难点，下文均简称为Ⅰ区；

Ⅱ区段：远离拟建各主要(建)构筑物的绿环堆筑区，该区堆土会破坏原有地基土的平衡状态，产生较大的附加应力和工后沉降，但对拟建建筑无明显影响，下文均简称为Ⅱ区。

3.2 绿环堆筑体Ⅰ区段的主要岩土工程问题及解决方案

根据设计方案，堆土与建筑物两侧紧密衔接，两侧土体将对拟建各主要(建)构筑物产生较大的水平荷载，同时两侧土体产生的超载也会引起拟建各主要(建)构筑物两侧较大的附加沉降，从而引起桩侧负摩阻力等一系列的岩土工程问题：

1)高填土对建筑上部结构的水平应力问题；2)高填土引起的地基土水平附加应力问题；3)高填土引起的地基土附加沉降及拟建物桩基负摩阻力问题；4)高填土引起的地基土体差异沉降问题。

防治及处理方案：由于以上岩土工程问题主要由堆土体自重产生的荷载引起，因此其解决方案从根本上可采用以下原则进行处理：1)加强整体刚度(即进行整体加固，包括绿环堆筑体坡体加固、拟建科研中心桩基加固、堆筑区地基土加固等)；2)减小堆筑体荷载(即减轻堆筑体自重，为堆筑区采用适当的轻质堆填材料)，一般可综合采用以上两个原则进行治理；3)合理安排施工顺序，即先进行Ⅰ区段的绿环堆土，待变形稳定后再进行科研中心的施工。

对本工程而言，Ⅰ区段的岩土工程问题可以采用多种方案进行解决：

1)局部轻质EPS材料+表层覆土方案。2)地基处理+分级堆土方案：塑料排水板+分级堆载加固方案；水泥搅拌桩方案；路堤桩(沉降控制复合桩基)方案。

本工程地基处理问题较为复杂，具体的地基处理方案，设计方可综合考虑处理效果、经济、工期等各方面因素进行比较后选用，或者选用其他有设计经验的地基处理方案。为减小绿环堆筑对拟建温室主体部分桩基的影响，宜先进行绿环堆筑体和挡土墙的施工，在固结稳定后再进行建筑部分的施工。

3.3 绿环堆筑体Ⅱ区段主要岩土工程问题及解决方案

经本次勘察发现，拟建场区地面下深部20.0 m范围内分布均为粘性土，浅部土层(埋深14 m以内)的土质软弱、含水量大、压缩性较高。Ⅱ区堆筑体堆土范围较大，堆土高度一般约5.5 m～16.0 m(绝对标高)，对地基土会产生较大的超载，易引起软弱土层的剪切破坏形成滑移面，从而造成地基土失稳现象。同时，在堆筑体堆筑过程中施工不当时，也有可能产生堆筑体自身坡体失稳现象。

针对以上问题，在绿环堆筑区施工时可采用如下解决方案：

1)分级加载方案。拟建场地浅部地基土土质差、地基承载力较低、压缩性较高，而本场地堆土范围较大，堆土高度较高(最高可达12.5 m左右)，一次性加载场地存在整体稳定问题，需要考虑分级加载，每级堆载的高度和加载时间由地基固结情况和高填土地基整体稳定情况来确定，下一级填土堆载必须在前一级填土堆载稳定后方可实施。2)地基处理方案。本工程绿环堆筑必然会引起地基土的沉降问题和稳定性问题，由于Ⅱ区堆筑体对沉降控制没有特殊要求，因此稳定性问题(即加强地基土固结度问题)成为地基处理的控制因素。本工程Ⅱ区堆筑体从工期、经济性角度出发，可尽量实现自然堆筑，如工期限制或有其他需要，可适当采取地基处理方案，并结合一定措施加快地基土固结。

3.4 绿环堆筑体Ⅰ，Ⅱ区段过渡区域的主要岩土工程问题及解决方案

Ⅰ区绿环堆筑与Ⅱ区堆筑由于离拟建各主要(建)构筑物的远近不同，采取的处理方式和控制标准可能有一定的差别，因此两区段过渡区域需根据施工工况采取相应的处理措施。

若Ⅰ区采用轻质材料进行填充，那么Ⅰ，Ⅱ区地面荷载将存在较大的差异，建议过渡区分区接触面采用台阶式缓坡处理，使堆载有一个渐变过程，从而使变形、沉降更加均匀；若Ⅰ区不采用轻质材料填充，而是以地基处理方式为主，则两区之间的差异主要在于处理后的地基土强度差异，此时两区过渡段宜采用相同的处理方法，在一些设计参数如排水板长度、间距等分区逐步过渡。

3.5 绿环堆筑区最终方案

通过勘察成果建议和设计计算比较，最终本工程实施针对性方案如下：

1)主体建筑物基础采用桩基；2)紧邻主体建筑的绿环实施减沉路堤的地基处理方法；3)远离主体建筑的绿环实施预排水固结地基处理方法；4)路堤桩范围外绿环尽可能先行堆筑，减少工后沉降；5)通过多种途径使得挡土墙水平力相互平衡，包括加筋土直立挡墙。

4 结语

1)近绿环的拟建各主要(建)构筑物基础采用桩基，根据拟建物周边环境，拟建物桩基础的桩型宜首选预制桩(方桩或PHC管桩)。在采用预制桩时，沉桩过程中应控制预制桩施工周围道路的影响，施工过程中可选用挤土效应相对较小的PHC管桩，或在沉桩流程中合理安排沉桩顺序，并对周围道路及管线采取一定的保护措施，对靠近河流的桩基施工时，尤其要注意对河岸进行防护。

2)本工程大面积的绿环堆筑体根据其对邻近建筑体的影响可分为两个区域，即对拟建物有明显影响的Ⅰ区和对拟建物无明显影响的Ⅱ区。Ⅰ区堆筑体由于堆土高、离建筑体较近，易使邻近建筑体桩基产生较大的附加沉降、明显的不均沉降及桩基负摩阻力等问题，相应的解决方案可考虑采用轻质局部EPS轻质材料+表层覆土方案，或采用塑料排水板+分期堆载加固方案、水泥搅拌桩方案及路堤桩方案等地基处理手段。最终确定紧邻主体建筑的绿环Ⅰ区实施减沉路堤的地基处理方法。

3)绿环Ⅱ区堆筑体由于堆土较高、堆土面积大，一次性堆筑易引发地基土地不稳定等问题，因此在施工时宜实行分级堆筑，尽量自然堆筑，也可考虑采用文中所提到的地基处理手段，同时还需注意对堆筑体坡体稳定性控制，加强坡体稳定性和坡面防护。在绿环施工时应注意施工监测，实行信息化施工，以保证施工安全。最终确定远离主体建筑的绿环Ⅱ区实施预排水固结地基处理方法。

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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

贾 海(1980- )，男，工程师

P642

A