高真空擊密法在飽和黏土地基處理中的應(yīng)用

高真空擊密法在飽和黏土地基處理中的應(yīng)用

所謂加固法，是一種低成本、簡單的技術(shù)，在基礎(chǔ)處理中得到廣泛應(yīng)用。然而,單用該法處理飽和軟黏土地基時極易產(chǎn)生“橡皮土”現(xiàn)象,難以達到預(yù)期效果。高真空擊密法是通過高真空強排水、擊密這兩道工序的有機結(jié)合、相互作用(擊密產(chǎn)生的超孔隙水壓力為“正壓”,高真空產(chǎn)生“負壓”,利用“壓差”來快速消散超孔隙水壓力、快速排水),在加固土體淺部形成剛度非常好的超固結(jié)的“硬殼層”的地基處理方法,是對在飽和、黏土含量高的土層中應(yīng)用強夯和強夯置換法的改進與完善,是一種真正意義上的“動力排水固結(jié)法”。1基地厚層設(shè)計蘭河大橋造地工程位于原水產(chǎn)養(yǎng)殖、蝦池場地上,其原始地貌為港灣潮間帶與淺海區(qū),原地面平均標高-0.2m左右,面積約2.5萬m2。根據(jù)勘察報告,場地淺部第四系土層主要有①淤泥、②殘積砂質(zhì)黏性土共兩層,①淤泥層一般厚0.5m～3.4m,局部厚為5.6m～9.8m,平均厚2.6m。原地面以上吹填、回填土層,自下而上按設(shè)計圖紙依次為:1)60cm厚的中粗砂墊層;2)吹填的疏浚淤泥土,吹填標高3.9m,厚3.5m～4.0m;3)90cm厚中細砂墊層;4)1.2m厚開山土。疏浚吹填土和軟弱下臥層主要由淤泥組成,為含水量高、結(jié)構(gòu)疏松、承載力低、壓縮性大的欠固結(jié)軟土,屬不良地基土。吹填淤泥層及軟弱下臥層總厚度達到5.3m～7.4m。2高真空固密法的施工參數(shù)設(shè)計2.1回填砂墊層、砂墊層施工準備、測量定位、場地分區(qū)→填筑圍堰、埋設(shè)集水井→鋪設(shè)砂墊層、淤泥深溝處插打排水板→吹填造地、低位排水固結(jié)→鋪設(shè)砂墊層、回填開山土→安設(shè)高真空排水系統(tǒng)→第一遍高真空擊密施工→第一遍地基處理后現(xiàn)場自檢→調(diào)整施工參數(shù),第二遍高真空擊密施工→第二遍地基處理后現(xiàn)場自檢→滿夯、整平碾壓→竣工驗收。2.2高真空固態(tài)法的軟基層處理參數(shù)的設(shè)計2.2.1試驗參數(shù)的范圍設(shè)計試驗參數(shù)見表1。2.2.2現(xiàn)場施工的試驗參數(shù)場地施工擬定試驗參數(shù)見表2。3試驗區(qū)的具體建設(shè)情況如下3.1真空和高真空系統(tǒng)高真空管包括水平臥管和豎向真空管兩部分。豎向真空管根據(jù)土層分布情況分層設(shè)置,管距2.5m～4.0m,淺層管長3m～4m,插入吹填土層降水;深層管長6m～8m,插入①層淤泥降水。豎向真空管采用?32mm的鋼管,下部進水孔包裹尼龍濾膜兩層形成真空管,采用專用插管機械施工方法埋設(shè)真空降水管,并在真空管的四周按設(shè)計要求回填砂及黏土。水平臥管采用?63mmPVC管,考慮到強夯機械行走的施工空間,排距按6.0m布置,水平臥管與豎向真空管之間采用內(nèi)纏鋼絲軟膠管連接,連接的接頭應(yīng)嚴密。真空設(shè)備為帶平衡裝置的可調(diào)真空系統(tǒng),每臺機組根據(jù)以往的經(jīng)驗連接100個～120個真空管,盡量做到一臺泵有效影響面積為1200m2～1500m2。為確保施工不受潮水及地下水位影響,在施工場地外側(cè)設(shè)置了高真空外圍封閉系統(tǒng)。高真空降水共降水兩遍,歷時15d。其中在第一遍與第二遍降水間隙,為防止因強夯擊密而產(chǎn)生的超孔壓水上升浸濕表層土體,在一遍強夯擊密期間繼續(xù)進行高真空降水,以盡快消散擊密后的超孔隙水壓力,加快施工進度。試驗區(qū)高真空降水水位與降水時間關(guān)系圖見圖1。3.2強夯實施工參數(shù)現(xiàn)場強夯擊密施工時對土體進行跳打夯擊,以提高土體的密實度。為確定施工參數(shù)的可行性,試驗施工前在現(xiàn)場選取有代表性的兩點進行試夯,試夯過程中,同步測定每擊夯沉量、地表隆起程度(距夯坑邊0m,0.5m,1m,1.5m,2m)、采用的夯擊能量等。從試夯的兩個點的情況來看,采用2000kN·m7擊的2號點比采用1500kN·m5擊的1號點在夯沉量上有較明顯的變化,且1號點最后兩擊沉降量過大,2號點能量較大,影響深度也較深;在夯坑周邊隆起的程度方面,2號與1號兩點相差不大。綜合現(xiàn)場試夯的結(jié)果選取試驗強夯施工工藝參數(shù)如下:1)點夯:兩遍采用點夯,每遍夯點間距為4.0m×6.0m,前后兩遍夯點呈梅花形布置。第二遍點布置在第一遍點中間。2)夯能:第一遍夯擊能量為2000kN·m,第二遍夯擊能量為2500kN·m,擊數(shù)為每點5擊～7擊,并根據(jù)現(xiàn)場施工監(jiān)測情況調(diào)整。3)錘底直徑2.3m～2.5m,最后滿夯一遍結(jié)束,滿夯單點擊數(shù)兩擊,搭接1/4圓。4)兩遍點夯擊密之間的間隔時間根據(jù)超孔隙水壓力消散70%～80%的時間確定在5d～7d。4試驗區(qū)基本處理結(jié)論4.1場地基地基承載體①層淤泥及吹填土經(jīng)高真空擊密處理后的效果見表3。根據(jù)上述資料分析,試驗區(qū)的高真空擊密地基處理試驗結(jié)論如下:1)吹填土經(jīng)高真空擊密處理,其性狀得到了根本性改變,其壓實度達96.58%,形成了超固結(jié)硬殼層。2)場地地基土承載力特征值大于110kPa,可完全滿足60kPa的設(shè)計使用荷載。3)場地平均交工標高+5.02m,滿足設(shè)計要求。4)在60kPa的使用荷載下,場地的工后沉降小于15cm,滿足工后沉降不大于20cm的設(shè)計要求。5)綜合各項原位測試結(jié)果及監(jiān)測資料,試驗區(qū)采用高真空擊密取得了較好的處理效果,表明所設(shè)計的各項施工參數(shù)合理、方案可行,可用于本場地的大面積軟地基處理施工。4.2降低土層含水量的目1