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[摘要]随着现代化建筑工程技术的不断进步,在软基处理工程的施工技术上,更多的侧重于对整个工程的整体管理,因此,从整个工程的实际情况进行分析,突出实例工程的整体建设情况,能收到更好的效果。本文在选取实例工程的基础上,从软基工程处理的施工技术要点进行分析,将有着很大的现实意义。
[关键词]软基 工程 施工处理 技术
[中图分类号] TU447 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-6-325-2
1工程概况
1.1工程概述
格力海岸S3、S4地块位于珠海市情侣北路南段唐家湾填海区,场地原始地貌类型属滨海滩涂地貌,目前经人工吹填造地平整而成,地形较平坦,地表标高约2.0-3.0m,场地设计地坪标高为5.9m,本次软基处理工程不含地坪覆土部分。鉴于本场地地层分布深厚的欠固结软弱土层,且地表填土厚度大,为防止日后软弱土层的固结沉降给本项目带来的不利影响,拟对本场地软土层采用排水固结法进行加固处理。
2软基处理加固方法对比及选择
2.1填土堆载预压排水法
该软基处理加固方法需在现状场地填筑大量填土,通过填土荷载将软土层中的超孔隙水沿塑料排水板排出,其缺点有:(1)预压期需大量填土,但本场地均设有大面积地下室,地下室范围内的预压土又需挖除,来回倒运土方造价高;(2)固结速率缓慢,预压期长,如需达到理想的加固效果恒载预压期需达180d以上,影响本场地后期的建设周期。其优点有:施工工艺简单,如工期宽裕可采用,并可将本期地下室范围内挖除的土方作为附近场地地基预压处理的土源。
2.2蓄水堆载预压排水法
沿场地周边修筑蓄水围堰,通过场地上部蓄水荷载将软土层中的超孔隙水沿塑料排水板排出;根据本工程的特点,其缺点有:蓄水高度有限,固结速率相当缓慢,预压期长,如需达到理想的加固效果恒载预压期往往需达300d以上,影响本场地后期的建设周期。其优点有:填方量少,施工工艺较简单,造价节省,如工期足够宽裕可采用。
2.3抽真空排水固结法
通过真空泵和抽真空管路,在真空膜以下地层中形成负压力,将软土层中的超孔隙水沿塑料排水板排出;根据本工程的特点,其缺点有:施工工艺较复杂,对密封帷幕、密封膜等施工要求严格;地基加固完成后场地下陷明显,常呈平锅底状。其优点有:填方量少(一般仅铺设砂垫层),加固造价较低,工期快,往往90~120d即可完成一个加固周期。
3施工技术要点
3.1塑料排水板材料要求
排水板采用SPB-B型排水板,板宽为100mm,板厚为4.0mm。塑料排水板应具有足够的抗拉强度,抗老化能力应在一年以上,并具有耐酸碱抗腐蚀性,其沟槽表面应平滑,且能保证一定的过水面积。塑料排水板施工前应进行质量检验,合格产品方可用于施工。施工及运输过程中应加强对塑料排水板的保护,严禁破坏塑料排水板的滤膜,并宜室内保存,防止日照,避免芯板老化。需注意的是,本场地填土层局部混少量碎石、块石,如对排水板带施工影响较大,需清挖换填或引孔施工。
3.2围堰填筑及土工布
(1)围堰填筑材料必须透水性较差的粉质粘土,且不含以下成分:碎块、废弃物、冻结物质、植物、膨胀土及其它有害物质等,有机质含量不大于5%。
(2)围堰填土应分层进行,压实后密实度应达到90%以上,最大干密度≥18.5kN/m3。
(3)土工布要求
本场地使用土工布的各项物理力学性能指标应满足下表要求:
3.3真空联合蓄水堆载预压设计
(1)竖向排水系统:本场地采取在软土层中插设塑料排水板作为预压过程中软土层孔隙水排出的竖向排水通道。排水板施工深度应穿透淤泥层并深入进入下卧粘土(砾砂)层不少于0.5m,排水板上端应外露砂垫层不少于0.2m。
(2)水平排水系统:包括排水砂垫层和抽真空管系(包括主管和支滤管)。场地铺设砂垫层采用中粗砂,厚度为0.5m(最薄处不小于0.4m);真空主管采用PVC管,管径90mm,支滤管采用软式透水管,管径50mm,真空主管与真空泵连接。抽真空预压过程中从淤泥层排出的孔隙水通过排水砂墊层导入真空支管,再通过真空主管从射流泵中排出。
(3)密封系统
密封系统包括粘土密封帷幕、真空膜及密封沟,粘土密封帷幕采用双排粘土搅拌桩沿各分区单元边界设置,粘土搅拌桩桩径φ600mm,竖向排距与横向间距均为@400mm,施工深度至嵌入淤泥层不少于2.0m;为确保抽真空效果,真空膜应铺设两层,中间不允许搭接,末端压入密封沟内;密封沟应深入密封帷幕后侧至少1m,上部回填软粘土反压密封。
(4)蓄水围堰及蓄水堆载
当膜下真空度达到80kPa,且稳定真空约10天后方可进行场地周边蓄水围堰的填土施工,围堰高度3.5m,围堰填筑时不得破坏真空膜,应在围堰部位真空膜上预铺一层土工布,围堰填土应进行分层碾压密实,每层填土虚铺厚度不宜大于0.4m,压实厚度不宜大于0.3m,填筑时严格控制其分层填土厚度;围堰填筑完成后,需于真空膜表及围堰内侧铺设一层防渗土工布,防止预压水渗漏;围堰内蓄水高度为2.5m,蓄水来源不限。
3.4监测仪器埋设与观测方法
(1)地表沉降:在沉降标埋设位置的膜上铺设两层土工布以防止沉降标底板戳破密封膜,然后安放沉降标,底板四周用砂袋压住,确保沉降标牢固。地表沉降采用水准测量,在处理区域影响范围外设置基准点。
(2)孔压:采用钢弦式孔压计,其性能满足负压条件的需要,钻孔埋设,一孔一只,钻孔至埋设深度以上50cm时利用钻杆将孔压计静压入淤泥预定深度,随后用现场淤泥封孔。埋设过程中注意保护仪器和连接电缆,并及时观测,确保埋设过程中仪器工作正常。
(3)膜下真空度:膜下真空度测头应于密封膜铺设前埋设,注意保护好测头和连接管,防止损坏和淤堵。
(4)监测频率:①真空度观测:抽真空初期,观测频率宜稍密,为2小时/次。待压力持续稳定后,为4小时/次。②地表沉降观测:抽真空应力1.03×σcon=1437MPa。
(5)根据施工安排,分别采用二端张拉和一端张拉的施工方法,张拉采用应力控制和伸长校核双重控制,以保证预应力的有效建立。其张拉过程为:上锚具→装千斤顶,开始张拉→当油压达10MPa,测千斤顶伸长初始值△L1→张拉到1.03σcon→测千斤顶伸长值△L2→实测伸长值与计算值比较→伸长值满足要求(±6%)后,顶紧锚具→退出千斤顶。
4结语
综合考虑上述各处理方法的优缺点及本工程工期较紧、场地设大面积地下室及距离水源较近的特点,拟采用真空联合蓄水堆载预压法对本场地软土层进行加固处理。同时,软土地基不能简单地只按地基条件确定,因填方形状及施工状况而异,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上,判断是否应按软土地基处理。
参考文献
[1]罗斌.路基施工技术现状分析及改进措施[J].黑龙江交通科技;2012年09期.
[2]刘丰.公路软土地基处理综合方法及应用[J].物流工程与管理;2010年05期.
[3]王光勇.武广客运专线路基沉降监测系统与沉降预测[J].铁道工程学报.2009年05期.
[4]刘辉,王正英.浅谈强夯置换法在地基处理中的施工技术[J].科技信息.2009年04期.
[5]李秀峰.真空-堆载预压法在公路软基中的应用[J].低温建筑技术.2010年01期.
[关键词]软基 工程 施工处理 技术
[中图分类号] TU447 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-6-325-2
1工程概况
1.1工程概述
格力海岸S3、S4地块位于珠海市情侣北路南段唐家湾填海区,场地原始地貌类型属滨海滩涂地貌,目前经人工吹填造地平整而成,地形较平坦,地表标高约2.0-3.0m,场地设计地坪标高为5.9m,本次软基处理工程不含地坪覆土部分。鉴于本场地地层分布深厚的欠固结软弱土层,且地表填土厚度大,为防止日后软弱土层的固结沉降给本项目带来的不利影响,拟对本场地软土层采用排水固结法进行加固处理。
2软基处理加固方法对比及选择
2.1填土堆载预压排水法
该软基处理加固方法需在现状场地填筑大量填土,通过填土荷载将软土层中的超孔隙水沿塑料排水板排出,其缺点有:(1)预压期需大量填土,但本场地均设有大面积地下室,地下室范围内的预压土又需挖除,来回倒运土方造价高;(2)固结速率缓慢,预压期长,如需达到理想的加固效果恒载预压期需达180d以上,影响本场地后期的建设周期。其优点有:施工工艺简单,如工期宽裕可采用,并可将本期地下室范围内挖除的土方作为附近场地地基预压处理的土源。
2.2蓄水堆载预压排水法
沿场地周边修筑蓄水围堰,通过场地上部蓄水荷载将软土层中的超孔隙水沿塑料排水板排出;根据本工程的特点,其缺点有:蓄水高度有限,固结速率相当缓慢,预压期长,如需达到理想的加固效果恒载预压期往往需达300d以上,影响本场地后期的建设周期。其优点有:填方量少,施工工艺较简单,造价节省,如工期足够宽裕可采用。
2.3抽真空排水固结法
通过真空泵和抽真空管路,在真空膜以下地层中形成负压力,将软土层中的超孔隙水沿塑料排水板排出;根据本工程的特点,其缺点有:施工工艺较复杂,对密封帷幕、密封膜等施工要求严格;地基加固完成后场地下陷明显,常呈平锅底状。其优点有:填方量少(一般仅铺设砂垫层),加固造价较低,工期快,往往90~120d即可完成一个加固周期。
3施工技术要点
3.1塑料排水板材料要求
排水板采用SPB-B型排水板,板宽为100mm,板厚为4.0mm。塑料排水板应具有足够的抗拉强度,抗老化能力应在一年以上,并具有耐酸碱抗腐蚀性,其沟槽表面应平滑,且能保证一定的过水面积。塑料排水板施工前应进行质量检验,合格产品方可用于施工。施工及运输过程中应加强对塑料排水板的保护,严禁破坏塑料排水板的滤膜,并宜室内保存,防止日照,避免芯板老化。需注意的是,本场地填土层局部混少量碎石、块石,如对排水板带施工影响较大,需清挖换填或引孔施工。
3.2围堰填筑及土工布
(1)围堰填筑材料必须透水性较差的粉质粘土,且不含以下成分:碎块、废弃物、冻结物质、植物、膨胀土及其它有害物质等,有机质含量不大于5%。
(2)围堰填土应分层进行,压实后密实度应达到90%以上,最大干密度≥18.5kN/m3。
(3)土工布要求
本场地使用土工布的各项物理力学性能指标应满足下表要求:
3.3真空联合蓄水堆载预压设计
(1)竖向排水系统:本场地采取在软土层中插设塑料排水板作为预压过程中软土层孔隙水排出的竖向排水通道。排水板施工深度应穿透淤泥层并深入进入下卧粘土(砾砂)层不少于0.5m,排水板上端应外露砂垫层不少于0.2m。
(2)水平排水系统:包括排水砂垫层和抽真空管系(包括主管和支滤管)。场地铺设砂垫层采用中粗砂,厚度为0.5m(最薄处不小于0.4m);真空主管采用PVC管,管径90mm,支滤管采用软式透水管,管径50mm,真空主管与真空泵连接。抽真空预压过程中从淤泥层排出的孔隙水通过排水砂墊层导入真空支管,再通过真空主管从射流泵中排出。
(3)密封系统
密封系统包括粘土密封帷幕、真空膜及密封沟,粘土密封帷幕采用双排粘土搅拌桩沿各分区单元边界设置,粘土搅拌桩桩径φ600mm,竖向排距与横向间距均为@400mm,施工深度至嵌入淤泥层不少于2.0m;为确保抽真空效果,真空膜应铺设两层,中间不允许搭接,末端压入密封沟内;密封沟应深入密封帷幕后侧至少1m,上部回填软粘土反压密封。
(4)蓄水围堰及蓄水堆载
当膜下真空度达到80kPa,且稳定真空约10天后方可进行场地周边蓄水围堰的填土施工,围堰高度3.5m,围堰填筑时不得破坏真空膜,应在围堰部位真空膜上预铺一层土工布,围堰填土应进行分层碾压密实,每层填土虚铺厚度不宜大于0.4m,压实厚度不宜大于0.3m,填筑时严格控制其分层填土厚度;围堰填筑完成后,需于真空膜表及围堰内侧铺设一层防渗土工布,防止预压水渗漏;围堰内蓄水高度为2.5m,蓄水来源不限。
3.4监测仪器埋设与观测方法
(1)地表沉降:在沉降标埋设位置的膜上铺设两层土工布以防止沉降标底板戳破密封膜,然后安放沉降标,底板四周用砂袋压住,确保沉降标牢固。地表沉降采用水准测量,在处理区域影响范围外设置基准点。
(2)孔压:采用钢弦式孔压计,其性能满足负压条件的需要,钻孔埋设,一孔一只,钻孔至埋设深度以上50cm时利用钻杆将孔压计静压入淤泥预定深度,随后用现场淤泥封孔。埋设过程中注意保护仪器和连接电缆,并及时观测,确保埋设过程中仪器工作正常。
(3)膜下真空度:膜下真空度测头应于密封膜铺设前埋设,注意保护好测头和连接管,防止损坏和淤堵。
(4)监测频率:①真空度观测:抽真空初期,观测频率宜稍密,为2小时/次。待压力持续稳定后,为4小时/次。②地表沉降观测:抽真空应力1.03×σcon=1437MPa。
(5)根据施工安排,分别采用二端张拉和一端张拉的施工方法,张拉采用应力控制和伸长校核双重控制,以保证预应力的有效建立。其张拉过程为:上锚具→装千斤顶,开始张拉→当油压达10MPa,测千斤顶伸长初始值△L1→张拉到1.03σcon→测千斤顶伸长值△L2→实测伸长值与计算值比较→伸长值满足要求(±6%)后,顶紧锚具→退出千斤顶。
4结语
综合考虑上述各处理方法的优缺点及本工程工期较紧、场地设大面积地下室及距离水源较近的特点,拟采用真空联合蓄水堆载预压法对本场地软土层进行加固处理。同时,软土地基不能简单地只按地基条件确定,因填方形状及施工状况而异,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上,判断是否应按软土地基处理。
参考文献
[1]罗斌.路基施工技术现状分析及改进措施[J].黑龙江交通科技;2012年09期.
[2]刘丰.公路软土地基处理综合方法及应用[J].物流工程与管理;2010年05期.
[3]王光勇.武广客运专线路基沉降监测系统与沉降预测[J].铁道工程学报.2009年05期.
[4]刘辉,王正英.浅谈强夯置换法在地基处理中的施工技术[J].科技信息.2009年04期.
[5]李秀峰.真空-堆载预压法在公路软基中的应用[J].低温建筑技术.2010年01期.