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      淺談堆載預(yù)壓地基加固法施工控制要點

      2013-04-29 21:18:58張榮喜
      關(guān)鍵詞:整平排水板石料

      張榮喜

      【摘要】近年來,堆載預(yù)壓加固地基法作為一項新技術(shù)已廣泛應(yīng)用于填海造地、港口堆場等工程中,相對而言,此方法較為經(jīng)濟適用,技術(shù)上也趨于成熟。對于填海造地面臨的軟土地基問題,通常的處理辦法有堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、淺層置換法等。本文以工程實例來重點論述堆載預(yù)壓處理地基的施工控制要點,以求于大家共同學習、探討。

      【關(guān)鍵詞 】 地基加固 堆載預(yù)壓

      1 工程概況、特點

      連云港西大堤作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)陸域形成吹填土為粘土、砂以及淤泥,陸域吹填標高為5.4~9.38m,堆載預(yù)壓區(qū)灘面標高為5.40~9.38m。本工程地基加固面積為66.83萬m2,地基加固采用堆載預(yù)壓法對基礎(chǔ)進行加固。

      本工程范圍內(nèi)陸域是通過吹填航道疏浚淤泥而形成,該陸域為新吹填陸域。吹填后晾曬時間約有兩年,場地東側(cè)及南側(cè)大量吹填料堆積,標高高出四周圍堤1.5~2m,該地段承載力較高,吹填料多為砂、礫石和淤泥的混合物。場地北側(cè)及西側(cè)灘面標高較低,表層有約0.5~1m深的覆水,地基承載力極低,該地段吹填料具有強度低,壓縮性高等特征,物理力學指標極差。

      2.施工條件分析

      本工程施工區(qū)域位于連云港西大堤東南側(cè)海灘上。本期處理陸域內(nèi)高差變化較大,有相當一部分地段表層有覆水且地基強度極低,施工時場地表層需做排水、整平和部分軟弱地段加固處理,形成作業(yè)面,以保證現(xiàn)場施工人員及機械設(shè)備的安全。

      3堆載預(yù)壓總體方案

      先對加固區(qū)進行整平至6.8m,其后鋪設(shè)一層荊芭,再鋪設(shè)0.8m中粗砂墊層,插打B型塑料排水板至-10.86~-9.4m標高,插打排水板長度為進入粘性土1.5m,間距為1m,待插板完成后在砂墊層中鋪設(shè)盲溝、集水井以及在砂墊層上鋪設(shè)土工格柵,最后對地基加固區(qū)進行堆載,堆載石料容重≥17KN/m3,在砂墊層上分三級進行堆載,要求插板及鋪設(shè)土工格柵完成后,待預(yù)壓時間30天后,第一級堆載厚度為1.5m石料,預(yù)壓時間為30天,第二級堆載厚度為2m石料,預(yù)壓時間為30天,第三級堆載厚度為2.0m石料,預(yù)壓時間為300天,要求完成總固結(jié)度在85%以上方能卸載。待地基沉降排水固結(jié)后,經(jīng)強夯及振動碾壓加固整平至陸域形成設(shè)計標高6.6m。

      4.施工工藝流程

      測量放線→表層處理(包括排水、初平場地)→鋪設(shè)一層荊笆→鋪設(shè)80cm厚中粗砂墊層→打設(shè)塑料排水板→埋塑料排水板板頭、平整砂面→鋪設(shè)盲溝、集水井→鋪設(shè)土工格柵→分級堆載混合石料→實測沉降曲線推算的固結(jié)度大于85%、卸載并清理現(xiàn)場→邊界區(qū)淺層換填→加固后檢驗→強夯→振動碾壓整平至設(shè)計標高→竣工驗收。

      5 主要工序的施工方法

      5.1測量放線

      5.2場地整平

      5.2.1表層處理

      分為場地排水、部分極軟弱地段處理和場地初部整平三個大項。

      5.2.1.1場地排水

      根據(jù)現(xiàn)場勘查情況,本工程范圍內(nèi)陸域是通過吹填航道疏浚淤泥而形成。場地內(nèi)靠近南堤有大量吹填料堆積,標高高出四周圍堤1.5~2m。該地段承載力較高,吹填料多為砂、礫石和淤泥的混合物。而場地北側(cè)及西側(cè)灘面標高較低,表層有約0.5~1m深的覆水,該地段地基承載力極低,吹填料強度低,壓縮性高。

      5.2.1.2部分軟弱地段處理

      對于場地內(nèi)部分極軟弱地段,采取人工鋪設(shè)編織布、荊笆的方法提高地基承載力。根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定單塊編織布面積,人工鋪設(shè)好后在編織布上鋪設(shè)荊笆,既起到將編織布壓住的作用,又能夠提高承載力。荊笆之間用細鉛絲綁扎牢固。

      5.2.1.3場地初步整平

      場地內(nèi)承載力較高的地段,采用寬履帶輕型推土機進行初步找平。對于部分軟弱地段,由人工開挖周邊標高較高的吹填料,用獨輪車運輸至低洼軟弱地段進行找平。人工作業(yè)時,用荊笆、艞板鋪設(shè)成作業(yè)通道。在人員作業(yè)時,通道周邊設(shè)立明顯警示標志,確保施工人員安全。

      5.2.2鋪設(shè)荊笆

      人工鋪設(shè)兩層荊笆,每一層單塊荊笆水平搭接20cm,用鉛絲綁扎牢固,鉛絲每間隔50cm作一次綁扎,上下兩層荊笆呈“十”字形鋪設(shè)。

      5.2.3鋪設(shè)山皮土工作墊層

      采用山皮土作為工作墊層填料,回填厚度50cm。山皮土為山場不規(guī)則下腳料,含石料為25~35%,石料粒徑D<200mm,黃泥含量65~75%,大小料均勻。鋪填時用人工分層鋪設(shè),第一厚度為20CM,第二層厚度為30CM,施工中控制各層厚度,防止局部荷載過大引起地基不均勻沉降。

      5.3排水工程

      5.3.1鋪設(shè)中粗砂墊層

      鋪設(shè)中粗砂作為排水砂墊層,中粗砂墊層厚度為80cm,砂墊層采用含泥量<5%,干密度>1.5t/m3,滲透系數(shù)>5×10-3cm/s,無雜質(zhì)和有機物的中粗砂鋪設(shè)。中粗砂墊層采用人工鋪設(shè)。鋪設(shè)時仔細檢查,確保砂中無貝殼和帶尖角石子等尖銳物體,如若砂中有貝殼和帶尖角石子等尖銳物體,則用篩子進行篩除;砂墊層厚度每100m2挖坑用鋼尺檢查一處,允許偏差控制在±50mm。中粗砂墊層鋪設(shè)完成后及時測量砂面標高。

      5.3.2打設(shè)塑料排水板

      5.3.2.1打設(shè)設(shè)備

      塑料排水板打設(shè)深度約為16m~18m,采用16~18T(擊力)的獨臂式插板機進行塑料排水板打設(shè)施工。該種插板機具有重量輕、施打效率高等優(yōu)點,完全可以滿足施工需要。

      5.3.2.2 塑料排水板打設(shè)工藝

      根據(jù)打設(shè)板位標記進行打設(shè)機定位→安裝管靴→沉沒套管→開機打設(shè)至設(shè)計標高→提開套管→剪斷塑料排水板→檢查并記錄板位等打設(shè)情況→移動打設(shè)機至下一板位。

      5.3.2.3施工方法

      在中粗砂墊層頂面打設(shè)塑料排水板,采用正方形布置,排水板間距為1米,排水板板頭打設(shè)深度為進入粘土或亞粘土層1.5m。塑料排水板在砂墊層頂面外露不超過25cm,打設(shè)過程中及時填平打設(shè)排水板時留下的孔洞。,先用木樁按10m×10m布置控制點(用水準儀測出各點高程),然后用石灰粉按1×1m間距確定板位,同時根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料劃分不同區(qū)段排水板打設(shè)深度,在現(xiàn)場設(shè)立明顯分區(qū)標志,據(jù)此確定樁架和導(dǎo)桿高度。

      5.3.2.4 施工中應(yīng)注意的問題

      5.3.2.4.1回帶長度的控制主要有兩個方面:一方面要做好樁靴與套管出口的密封,防止淤泥等進入套管引起回帶;另一方面觀測套管上口與塑料排水板之間有沒有相對位移。施工振動錘頭插到底向上提拔套管時,如果回帶,則排水板帶在套管頂口不移動,等到排水板帶移動,量一下套管上提的高度,此高度就是回帶長度;如果回帶超過500mm,則在板位旁補打一根。回帶的總根數(shù)不得大于插設(shè)總根數(shù)的5%,如果超過標準,則進行補打。

      5.3.2.4.2塑料排水板搭接:塑料排水板需要接長時,為減少板與導(dǎo)管阻力,采用濾水膜內(nèi)平搭接的連接方法,搭接長度20cm以上,保證表面平整;搭接時先將兩端剝開濾膜使板芯順槽搭接,然后包好濾膜再用釘板機釘牢。保持搭接處不進淤泥,板芯搭接不堵塞通道。

      5.3.2.4.3樁機定位時,管靴與板位標記的偏差控制在70mm內(nèi);套管的垂直度必須調(diào)整合格后才能進行打設(shè)施工。施工過程中,隨時調(diào)整樁機垂直度,要求垂直度誤差≤1.5%,達不到要求時進行調(diào)整直到滿足要求后才能施工。調(diào)整的方法為通過在道木下墊袋裝砂調(diào)整軌道高差來調(diào)整垂直度。

      5.3.2.4.4為防止塑料排水板打設(shè)過程中出現(xiàn)扭結(jié)現(xiàn)象,在套管下沉時,用人工拉緊塑料排水板。出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象時,則在板位附近補插。

      5.3.2.4.5打設(shè)過程中逐根做好施工原始記錄。

      5.3.2.4.6塑料排水板濾水膜,在搬運、連接和打設(shè)的過程中避免損壞,防止淤泥進入帶芯堵塞輸水孔,影響塑料排水板的排水效果。

      5.3.2.4.7 塑料排水板與樁尖連接牢固,避免提套管時脫開將塑料排水板帶出。

      5.3.2.4.8 樁尖平端與套管靴配合適當,避免錯縫,防止淤泥在打設(shè)過程中進入套管,增大對塑料排水板的阻力。

      5.4 埋塑料排水板板頭、平整砂面

      人工將已打設(shè)好的塑料排水板板頭埋入中粗砂墊層中,然后人工將砂面刮平;在打設(shè)塑料排水板過程中套管帶出的淤泥,用人工清理出施工現(xiàn)場。仔細檢查場地內(nèi)是否有荊笆、貝殼和石子等尖銳物體,若有及時清理出現(xiàn)場,保證砂面平整干凈。

      5.5 鋪設(shè)盲溝

      在中粗砂墊層上人工開挖盲溝深度為50cm, 盲溝按50×50m網(wǎng)格布置,采用級配均勻,粒徑為30~50mm 碎石,含泥量小于3%,用一層150g/m2無紡?fù)凉げ及?。盲溝鋪設(shè)完畢后,人工整平砂墊層。

      5.6 設(shè)置集水井

      集水井按1個/10000m2布置,井底部為1.5m半徑為35cm,16Ф16長鋼筋籠制濾水管,上接水泥管,水泥管與濾水管搭接長度為200mm左右,水泥管落于砂墊層上。井底濾管內(nèi)填200mm厚碎石;濾水管外包裹鋼絲網(wǎng)(見濾水管結(jié)構(gòu)圖),鋼絲網(wǎng)網(wǎng)格邊長為5~15mm,搭接長度不小于200mm;鋼筋籠采用焊接,井底由Ф14@14×14布置成格狀(具體情況見井底結(jié)構(gòu)圖),底部格狀鋼筋與主筋采用綁扎搭接;集水井外通長(含井底)包裹無紡?fù)凉げ迹罱娱L度不小于500mm。集水井避開地基軟弱處埋設(shè)。

      5.7 預(yù)壓工程

      堆載預(yù)壓區(qū)在土工格柵鋪設(shè)完成后,開始分級堆載混合石料。在砂墊層上分三級進行堆載,要求插板及鋪設(shè)土工格柵完成后,待預(yù)壓時間30天后,第一級堆載厚度為1.5m石料,預(yù)壓時間為30天,第二級堆載厚度為2m石料,預(yù)壓時間為30天,第三級堆載厚度為2.0m石料,預(yù)壓時間為300天。堆載時翻斗車和推土機始終在堆料上行駛和作業(yè),翻斗車確保卸下的石料堆放于已平整出的石料場地上,石料粒徑確保不超出設(shè)計要求。

      5.8 卸載

      堆載預(yù)壓區(qū)據(jù)實測資料推算的剩余沉降量及差異沉降滿足設(shè)計要求,且在壓縮層的平均總固結(jié)度大于85%,并地面沉降速率連續(xù)10天小于2.0 mm/d,可以卸載。卸載分期分級進行,并在卸載過程中觀測地基的沉降和回彈情況。

      卸載后的場地經(jīng)過強夯、整平、碾壓再整平基本就可以達到設(shè)計承載要求了。

      6、結(jié)束語

      以上是本人在施工中的經(jīng)驗總結(jié),僅供參考。

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