馬文秀+葛玉祥+李森林+焦永偉
摘要:文章以吹填場地進(jìn)行場地預(yù)處理為例,針對該場地特點(diǎn),通過多種可行方案的優(yōu)選最終采用了挖溝+翻曬+強(qiáng)夯的綜合施工工藝,經(jīng)第三方工后檢測表明,達(dá)到了預(yù)處理的目的,效果良好。通過該項(xiàng)目的成功實(shí)施,此種綜合施工工藝在大部分吹填場地進(jìn)行淺層預(yù)處理是可行的,它不僅節(jié)約了工期,還能節(jié)省工程造價(jià),場地適宜時(shí)值得引薦并推廣。
關(guān)鍵詞:吹填區(qū)預(yù)處理;挖溝;翻曬;強(qiáng)夯;軟基處理 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
中圖分類號:U213 文章編號:1009-2374(2016)32-0109-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.054
目前關(guān)于軟土地基處理的方法主要有換填法、拋石擠淤法、爆破擠淤法、堆載預(yù)壓法、化學(xué)加固法等,每種方法均有各自的使用條件及優(yōu)缺點(diǎn);而針對新近吹填的圍海造地場地的預(yù)處理而言,結(jié)合吹填場地的特點(diǎn)又可采用強(qiáng)夯法、真空排水固結(jié)法、動靜力排水固結(jié)法及排水聯(lián)合振沖法等多種方法?;谲浕幚淼姆椒ǘ喾N多樣,達(dá)到同樣的地基處理目的可能同時(shí)有多種方法,但不同的方法所用的工期和產(chǎn)生的費(fèi)用差異巨大。鑒于此,針對某一特定場地而言,確定選擇最佳的地基處理方案尤為關(guān)鍵,尤其是工程量較大時(shí),最佳方案不僅能節(jié)約時(shí)間,而且還能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文以“京冀曹妃甸協(xié)同發(fā)展示范區(qū)某項(xiàng)目”的場地的淺層預(yù)處理為例,通過方案對比,確定了適合該場地的最優(yōu)預(yù)處理方案為挖溝+翻曬+強(qiáng)夯的綜合施工工藝,為本項(xiàng)目節(jié)約投資近三千萬元,節(jié)約工期三個(gè)月以上。
1 工程概況
京冀曹妃甸協(xié)同發(fā)展示范區(qū)(產(chǎn)業(yè)先行啟動區(qū))位于曹妃店工業(yè)區(qū)北區(qū),實(shí)際土地整理面積為189.14萬m2,根據(jù)地勘資料將本工程劃分為A、B、C三個(gè)區(qū)域,其中A區(qū)淺層土質(zhì)以淤泥為主,含少量砂質(zhì),厚度0.7~4m,含水量高,面積為33.04萬m2;B區(qū)土質(zhì)差異性較大,吹填土、淤泥質(zhì)土和粉土在區(qū)域內(nèi)呈不規(guī)則分布,面積約62.97萬m2(其中B1區(qū)淺層為淤泥,層厚1~5m,面積約20.99萬m2,其他區(qū)域?yàn)锽2區(qū));C區(qū)淺層主要為吹填土,土質(zhì)較好,但地下水位較高,面積約為93.13萬m2。
按業(yè)主要求,場地預(yù)處理后平均標(biāo)高為4.5m,地基承載力特征值fak≥60kPa,設(shè)計(jì)單位對不滿足該要求的區(qū)域擬采用真空預(yù)壓或明排聯(lián)合振沖法來處理。
2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
2.1 工程地質(zhì)條件
根據(jù)勘察資料,場地地基土主要由第四紀(jì)全新世海相沉積和第四紀(jì)上更新世海陸交互沉積的黏性土、粉土、砂類土和人工吹填土所組成,其中淺部地層巖性如下:
人工吹填土①層:主要為場區(qū)內(nèi)圍海造地吹填形成的,灰褐~褐色,成分以粉土、細(xì)砂為主,含貝殼碎片,松散-稍密,普遍分布,層厚1.0~5.0m,地基承載力特征值為70kPa。
淤泥②層:灰-灰黑色,流塑,飽和,含有機(jī)質(zhì),貝殼碎片,有腥臭味,局部可見灰綠色的條紋,普遍分布,層厚0.9~6.0m,地基承載力特征值為30kPa。
粉土②1層:灰-灰黑色,飽和,含有機(jī)質(zhì),貝殼碎片,有腥臭味,局部可見灰綠色的條紋。松散,普遍分布,層厚1.0~5.0m,地基承載力特征值為90kPa。
2.2 水文地質(zhì)條件
本場地在吹填之前被海水淹沒,經(jīng)吹填使地面抬高,地下水位埋深為0.5~1.3m,標(biāo)高為2.25~6.21m。
3 施工方案的確定
根據(jù)勘察資料及處理目的,該場地進(jìn)行預(yù)處理主要是提高②層淤泥層的力學(xué)性能,以滿足項(xiàng)目的進(jìn)場條件?;诖?,設(shè)計(jì)院提出了真空預(yù)壓、固化及明溝排水聯(lián)合振沖等方案,這些方案雖工藝可行,但工期長、造價(jià)高。我公司借鑒曹妃甸類似場地的成功經(jīng)驗(yàn),依靠對吹填區(qū)域淤泥層處理技巧的掌握,提出該場地條件下進(jìn)行預(yù)處理的最佳方案應(yīng)為“挖溝+翻曬+強(qiáng)夯”的綜合施工工藝。經(jīng)多次論證,由于該方案造價(jià)低、工期短、優(yōu)勢明顯,且有成功案例,最終被采納并實(shí)施。以下針對A區(qū)進(jìn)行詳述施工過程,其他區(qū)略。
4 施工工藝及有關(guān)技術(shù)要求
4.1 施工工藝
“挖溝+翻曬+強(qiáng)夯”聯(lián)合工藝的主要施工順序?yàn)椋洪_挖明溝降排水→開挖堆堆翻曬→根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,場地標(biāo)高較低或淤泥含量較高時(shí)需局部回填砂→平整場地(回填次溝、主溝不回填)→強(qiáng)夯點(diǎn)夯兩遍,滿夯一遍→場區(qū)內(nèi)主溝回填并強(qiáng)夯,平整場地、碾壓。
4.2 有關(guān)技術(shù)要求
4.2.1 明溝開挖、降水。
第一,水溝開挖的技術(shù)參數(shù):主溝:間距40m,深度2.5m,坡度1∶1.5,底寬1.5m;次溝:間距20m,深度2.0m,坡度1∶10,底寬1.0m。
第二,降水、翻曬:(1)在場地四周開挖的主排水溝與河道連接,并向河道方向形成一定的坡度,以便于地基土中排出的地下水順坡自流;(2)在場地內(nèi)主溝之間開挖次溝,使之與主溝相互貫通,形成引水通道,通過引水通道流入主排水溝,同時(shí)加強(qiáng)排水溝及引水通道的及時(shí)清淤工作;(3)積水嚴(yán)重區(qū)域可采用人工和機(jī)械組合方法,開挖深集水坑,使用抽水泵持續(xù)將集水坑中的積水通過排水溝強(qiáng)排出場區(qū),避免積水因地勢原因回流或浸泡四周地基土;(4)主次溝開挖后,為節(jié)約工期,提高地下水的排水效果,淤泥區(qū)域的溝間土采取挖土晾曬以加強(qiáng)場地表層土的水分蒸發(fā),翻曬3遍,每遍翻曬一周以上。
4.2.2 局部回填砂。場地內(nèi)局部淤泥含量較高時(shí),需回填粉砂、粉細(xì)砂,厚度不應(yīng)小于0.5m,不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)且含泥量不得超過5%。
4.2.3 地基強(qiáng)夯。
第一,施工參數(shù)。
點(diǎn)夯:間距:6m×6m;四個(gè)點(diǎn)夾一個(gè)點(diǎn)形成梅花型布置;夯擊遍數(shù):點(diǎn)夯兩遍,夯擊能:2000kN·m;夯擊擊數(shù):第一遍點(diǎn)夯3~5擊,第二遍點(diǎn)夯5~8擊。
滿夯:夯擊能1000kN·m,一遍一擊,錘印搭接1/4錘底面積;每遍間隔時(shí)間暫定為3天(視孔隙水消散情況調(diào)整)。
第二,強(qiáng)夯工藝流程。①清理并平整場地→②標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置并測量場地高程→③起重機(jī)就位,夯錘置于夯點(diǎn)位置→④測量夯前錘頂高程→⑤起吊夯錘到預(yù)定高度,開啟脫鉤裝置,待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤,測量錘頂高程→⑥重復(fù)第⑤步驟,按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及收錘標(biāo)準(zhǔn),完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊→⑦換夯點(diǎn),重復(fù)第③~⑥步驟→⑧用推土機(jī)將夯坑填平,并測量場地高程→⑨在滿足遍夯間歇時(shí)間后,按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù),并測量夯后場地高程。
4.2.4 振動碾壓。振動壓路機(jī)穩(wěn)壓1遍,振動碾壓3~4遍,壓路機(jī)一個(gè)來回為一遍,每遍碾壓間隔時(shí)間不小于4小時(shí),碾壓搭接寬度不小于30cm,相鄰碾壓遍間采用正交行駛方向交錯(cuò)碾壓。采用振動壓路機(jī)最大激振力不小于340kN,振動頻率為28~35Hz。
5 完成的主要工作量
本工程施工范圍包括溝槽開挖、機(jī)械翻曬、強(qiáng)夯、機(jī)械碾壓、排水、降水、挖一般土方、回填方、場地移交、施工現(xiàn)場清理等。包括為完成上述工作所采取的一切措施。本工程工作量如表1所示:
6 質(zhì)量控制要點(diǎn)
(1)施工前,首先對甲方提供的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,同時(shí)平整場地并測量地面標(biāo)高,然后定位放線;(2)所有施工設(shè)備進(jìn)場前先進(jìn)行檢驗(yàn)、檢測,確保設(shè)備進(jìn)場后能馬上投入施工,以免影響后續(xù)施工計(jì)劃;(3)及時(shí)掌握現(xiàn)場施工進(jìn)度,按業(yè)主要求及時(shí)增減施工設(shè)備;(4)溝槽開挖嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的尺寸,有坍塌、堵塞情況出現(xiàn)時(shí)及時(shí)進(jìn)行清理,保證溝槽的貫通及時(shí)排出積水;(5)翻曬的深度和遍數(shù)要達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,多方面搜集氣象資料并做好預(yù)報(bào),避開雨天施工;(6)配備充足的備用排水設(shè)備,以保證達(dá)到場地的排水、降水要求,將場地內(nèi)的水及時(shí)排出。設(shè)備出現(xiàn)故障及時(shí)維修并安置備用設(shè)備,保證正常施工;(7)碾壓設(shè)備型號及碾壓次數(shù)要達(dá)到設(shè)計(jì)要求,保證碾壓后場地平整;(8)回填方施工時(shí),保證將淤泥全部挖除,確保回填料的質(zhì)量達(dá)到要求;(9)強(qiáng)夯時(shí)將夯錘起吊至預(yù)定高度后脫錘,夯擊地面,測量錘頂面標(biāo)高,計(jì)算單擊夯沉量,如此反復(fù),當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)夯擊數(shù)及最后兩擊平均夯沉量滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后,方可移機(jī);(10)滿夯施工時(shí),嚴(yán)格控制夯擊數(shù)、保證夯錘落距和夯印搭接≥1/4錘底面積。
7 工程檢測
施工結(jié)束以后,建設(shè)單位委托具備檢測資質(zhì)的第三方對項(xiàng)目進(jìn)行了工后檢測,測試方法包括靜載荷試驗(yàn)、重型動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等手段,試驗(yàn)數(shù)量滿足規(guī)范要求,試驗(yàn)結(jié)果均滿足了設(shè)計(jì)要求,達(dá)到了預(yù)處理目的。
8 結(jié)語
本項(xiàng)目進(jìn)行的場地預(yù)處理,主要是針對吹填造陸時(shí)產(chǎn)生的淤泥特性,采用了挖溝+翻曬+強(qiáng)夯的綜合施工工藝,處理后地基承載力大于60kPa,滿足了進(jìn)場需要。由于該工藝的核心是排水,即采取各種措施擠出淤泥里面的水,無論明排、晾曬還是強(qiáng)夯均以此為目的,只要水能出來,問題就能解決。因此,該工藝的唯一缺陷就是受天氣影響很大,施工期應(yīng)盡量避開雨季,除此之外較其他方法具明顯優(yōu)勢,操作簡單、工期短、造價(jià)低是其典型特征。
作者簡介:馬文秀(1985-),男,河北保定人,中勘冶金勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司助理工程師,研究方向:巖土工程方面的地基處理施工;葛玉祥(1979-),男,河北保定人,中勘冶金勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司高級工程師,注冊巖土工程師,一級建造師,研究方向:巖土工程方面的勘察、設(shè)計(jì)、施工。
(責(zé)任編輯:小 燕)