吹填沙土地基處理.doc

吹填沙土地基處理技術(shù)研討真空動(dòng)力固結(jié)施工技術(shù)在吹填沙土地基處理中的應(yīng)用關(guān)鍵詞：真空動(dòng)力固結(jié) 工藝原理 吹填砂地基處理實(shí)例 施工技術(shù)參數(shù)在我國(guó)沿海地區(qū)，由清理航道吹填砂形成的灘涂和經(jīng)過(guò)多年的潮漲潮落沖積而形成的沙島，隨著港口基礎(chǔ)建設(shè)和臨港工業(yè)園區(qū)的迅速發(fā)展，被充分地利用。這種粉沙層表面積大、孔隙率小，一般含水處于飽和狀態(tài)，沙層的結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定，失去水后地基承載力顯著增強(qiáng)，遇水后內(nèi)部結(jié)構(gòu)迅速破壞并使地基承載力減弱甚至消失。真空動(dòng)力固結(jié)強(qiáng)夯法處理對(duì)由吹填沙形成的灘涂地基，可消除土體液化，提高地基承載力和壓縮模量，也適用于地基加固處理深度不超過(guò)15m的濕陷性黃土地基（包括嚴(yán)寒地區(qū)濕陷性黃土地基）。此軟土地基加固方法具有施工方便、工程成本低、顯著縮短施工工期，對(duì)環(huán)境污染小等特點(diǎn)。1 工藝原理 真空動(dòng)力固結(jié)法是將真空降排水技術(shù)和強(qiáng)夯技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，采用布設(shè)真空排水管，用真空泵抽真空法使地下水位在負(fù)壓的情形下隨真空泵的工作而強(qiáng)制排除，以降低表層地下水、加速超靜孔隙水壓力的消散，使土體的含水量逐步接近最優(yōu)含水量并同時(shí)對(duì)土體進(jìn)行有效預(yù)壓，然后重錘強(qiáng)夯的一種地基加固方法，或稱為動(dòng)力固結(jié)方式或動(dòng)力擠密法，就是當(dāng)?shù)叵滤陆档揭欢ㄎ恢茫ǜ鶕?jù)要求加固的深度而定）后，拆除加固區(qū)真空管，利用起重機(jī)械將重錘（一般9t15t）吊至一定的高度（4m，根據(jù)需要的能量確定），使其自由下落，利用重錘下落時(shí)強(qiáng)大沖擊能量來(lái)夯實(shí)地基淺層土體，經(jīng)過(guò)重錘的反復(fù)夯擊，迫使土體孔隙壓縮，局部液化，在夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好的排水通道，使孔隙水和氣體逸出，并使土粒重新排列，經(jīng)時(shí)效壓縮達(dá)到固結(jié)，從而達(dá)到提高地基表層土體強(qiáng)度和增加地基處理深度，擴(kuò)散應(yīng)力，減少地基差異沉降的目的，使地表面形成一層較為均勻的硬層。2 工藝流程 2.1 真空排水強(qiáng)夯施工流程 準(zhǔn)備工作鋪放總管埋設(shè)支管支管總管連接真空泵安裝調(diào)試抽水水位觀測(cè)拆除平整場(chǎng)地測(cè)放強(qiáng)夯點(diǎn)強(qiáng)夯推平測(cè)量夯后沉降量根據(jù)需要降水強(qiáng)夯遍數(shù)重復(fù)上述流程檢測(cè)地基承載力 2.2 高真空動(dòng)力固結(jié)施工工藝說(shuō)明 準(zhǔn)備工作:場(chǎng)地平整、測(cè)設(shè)井位、布置總管、安裝真空泵抽水機(jī)組；成孔下管：水沖法成孔或機(jī)械成孔，外徑約100mm150mm，井管外露地面約2030cm并在管井周圍均勻回填土并振搗密實(shí)，以防漏氣； 設(shè)備安裝：井點(diǎn)管與總管、真空泵機(jī)組連接后，進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，檢查是否有漏氣及死管的情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救； 抽水運(yùn)行和水位測(cè)量：由專人晝夜巡查，檢查真空度的變化、真空管是否正常、出水情況等，出水應(yīng)先濁后清，并對(duì)降水水位進(jìn)行勤監(jiān)測(cè)，當(dāng)水位降至要求后，報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理、建設(shè)單位代表檢查，符合降水水位要求后立即拆除降水管、保留外圍封閉管準(zhǔn)備強(qiáng)夯；測(cè)量降水后原場(chǎng)地地面標(biāo)高并記錄，布置強(qiáng)夯點(diǎn)；夯錘標(biāo)定落距，將控制落距的脫鉤器鋼絲繩長(zhǎng)度固定，保證強(qiáng)夯能量；夯機(jī)就位，夯錘中心對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置并測(cè)量夯前錘頂標(biāo)高，做好夯前記錄；將夯錘起吊到預(yù)定高度，開(kāi)啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由落下后，放下吊鉤測(cè)量錘頂高程，測(cè)量并記錄每一錘擊后的下沉量；重復(fù)2.6 2.8 步驟，完成所有強(qiáng)夯；整理夯擊記錄，同時(shí)整平碾壓進(jìn)行夯后地基檢測(cè)。3 特殊地質(zhì)情況的真空排水強(qiáng)夯處理夯擊時(shí)夯坑周圍出現(xiàn)明顯隆起，則要適當(dāng)?shù)慕档秃粨裟芰俊：粨魰r(shí)相鄰夯坑內(nèi)出現(xiàn)明顯的隆起，其的隆起量大于5cm時(shí)，則要適當(dāng)?shù)慕档秃粨裟芰俊：笠粨艉怀亮棵黠@大于前一擊夯沉量， 則要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整夯擊能量。以下兩種情況需要進(jìn)行開(kāi)挖排水溝排除地表水并同時(shí)輔以推土機(jī)碾壓擠出表層水通過(guò)排水溝排除加固區(qū)域以外范圍。a混合土體，如沙層中夾雜一層薄薄的粉質(zhì)粘土，致使粘土層孔隙水消散緩慢或其含水不能有效地被排除土體外。b地表水豐富或地下水位較高。4 質(zhì)量檢測(cè)檢驗(yàn)項(xiàng)目：地基變形、土體含水量，靜力觸探等項(xiàng)目的檢驗(yàn)；含水量分析：每遍都需進(jìn)行取樣，檢驗(yàn)頻率每10002000M一個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)并做好記錄；水位監(jiān)測(cè)記錄：高真空排水期間，每天實(shí)測(cè)水位下降情況并做好記錄； 夯后檢測(cè)：根據(jù)規(guī)程要求檢測(cè)地基承載力特征值不小于設(shè)計(jì)，以達(dá)到消除地震液化的目的；大能量夯擊時(shí)，最后兩擊貫入度之和不大于30cm； 每遍高真空抽水時(shí)間要根據(jù)土層含水量、水位監(jiān)測(cè)情況確定，以確保強(qiáng)夯時(shí)的土體含水率為最佳狀態(tài)； 工藝要求：每遍強(qiáng)夯之間的間隔時(shí)間為7天或孔隙水壓力消散至85以上。 5 工程實(shí)例 華潤(rùn)電力（曹妃甸電廠）鐵路專用線工程位于吹填砂形成的灘涂上，面積為150000，其中站場(chǎng)110600M，主要由粉質(zhì)砂粘土、粉細(xì)砂組成，淺層含泥量較高，呈松散狀態(tài)，地基承載力僅在42 kPa78 kPa間。設(shè)計(jì)要求采用真空動(dòng)力固結(jié)法處理，加固深度6 m，加固后地基承載力不小于150kPa、含水量不大于28%。根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)勘探資料及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況，鐵路專用線路基范圍吹填土質(zhì)嚴(yán)重不均，以吹填沙為主，局部夾雜著粘土，其中DK3+330DK3+870段表層及地下2m左右有一層厚度為16cm54cm的粉質(zhì)粘土，表層有積水，加固寬度42m，地下水位高程為3.4m，地面高程為3.95m4.35m，土體孔隙水處于超飽和狀態(tài)。試驗(yàn)參照設(shè)計(jì)降水強(qiáng)夯布置圖同時(shí)在兩種土質(zhì)條件下進(jìn)行，沙層地質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果比較滿意，施工技術(shù)參數(shù)也得到了設(shè)計(jì)、監(jiān)理的認(rèn)可；含粉質(zhì)粘土的地質(zhì)水位降到要求后，強(qiáng)夯出現(xiàn)了夯坑嚴(yán)重超標(biāo)、越夯地質(zhì)條件越差、使夯機(jī)無(wú)法正常行走作業(yè)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)再一次的降水過(guò)程，同樣的問(wèn)題再次出現(xiàn)。經(jīng)鉆孔取樣分析，位于地表下2m左右的粉質(zhì)粘土層孔隙水仍處于飽和狀態(tài)，主要原因是粉質(zhì)粘土滲透力沒(méi)有沙土滲透力強(qiáng)，沙層中孔隙水很快被真空排除，這樣檢測(cè)到的降水水位反映的只是沙層地下水位高程，而粉質(zhì)粘土中的飽和水沒(méi)有有效排除。對(duì)此，我們采取在加固區(qū)外側(cè)開(kāi)挖排水溝2m深左右，重新分布排水管，縱向井管間距加密至2m，橫向間距5m，在真空降水的同時(shí)，用推土機(jī)在兩行排水管間來(lái)回碾壓，使粉質(zhì)粘土中的孔隙水在重壓力的作用下逐漸滲出并同時(shí)對(duì)土體形成夯前預(yù)壓，明顯地改善了表層土的結(jié)構(gòu)狀況。按照三遍降水三遍強(qiáng)夯后地基承載力不小于150kPa的要求，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)每一遍真空降水強(qiáng)夯過(guò)程檢測(cè)的數(shù)據(jù)（水位達(dá)到要求時(shí)所需的時(shí)間、每遍夯擊完成后的地基承載力、土體含水量、尤其是夯擊能量和每點(diǎn)每次夯擊數(shù)、夯擊貫入度等）的綜合分析，確定了本項(xiàng)目真空動(dòng)力固結(jié)法施工參數(shù)。