- 相關(guān)推薦
珠三角區(qū)域堤壩工程軟基處理
珠三角區(qū)域堤壩工程軟基處理
摘 要：本文通過(guò)分析航道建設(shè)堤壩工程軟基處理個(gè)案，探討珠三角區(qū)域堤壩工程軟基處理的有效措施。
關(guān)鍵詞：堤壩 軟基 處理
珠江三角洲軟土廣泛分布，公路、鐵路、碼頭、航道等大型交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在軟基處理上經(jīng)常遇到一些困難，同時(shí)在不斷的摸索中總結(jié)出一些應(yīng)對(duì)方法。
通過(guò)案例比對(duì)，小結(jié)珠三角區(qū)域堤壩工程軟基處理的成功經(jīng)驗(yàn)。
1.塑料排水板加堆載預(yù)壓法
勞龍虎水道航道整治工程堤壩工程中，我們應(yīng)用了塑料排水板加堆載預(yù)壓方式進(jìn)行軟基處理，取得較好效果。
1.1地質(zhì)條件
在工程區(qū)域沿線，以水井角為界發(fā)育兩套地層，并呈不整合接觸，兩側(cè)采石場(chǎng)是燕山期侵入黑云母花崗巖，東側(cè)為泥盆系泥質(zhì)砂巖，大部分區(qū)域被第四紀(jì)地層覆蓋。
巖基以上覆蓋層主要由表層基土、海陸互相交結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土、局部砂土和殘積的粉質(zhì)粘土、粘土組成，覆蓋層是場(chǎng)地主要基土。
場(chǎng)地地基土應(yīng)力，歷史以正常固結(jié)為主，河灘和河床表層浮泥尚未完成自重固結(jié)，屬欠固結(jié)土，殘積土屬超固結(jié)土。
場(chǎng)地地下水以孔隙水為主，水量貧乏，深層地下水稍具承壓性。
淺層堤基地層中為無(wú)粘性土，不均勻系數(shù)Cu>10，一般不會(huì)發(fā)生流土、流沙、管涌等不利影響。
場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為6度，可不考慮液化和軟土的沉陷影響。
1.2處理方式
針對(duì)本工程地基土為廣泛分布的淤泥層的特點(diǎn)，我們采用排水固結(jié)法處理堤基，分兩級(jí)填筑土堤預(yù)壓，堤基固結(jié)度達(dá)到80%后安排陸上拆除舊堤及航道疏浚。
同時(shí)在新筑堤及航道疏浚對(duì)應(yīng)的岸坡平臺(tái)設(shè)置觀測(cè)斷面，埋設(shè)邊樁、沉降板、孔壓儀及測(cè)斜管等土力觀測(cè)儀器，輔以必要的施工期勘察，根據(jù)土體物理學(xué)指標(biāo)變化及土體的變形速率等數(shù)據(jù)控制好施工進(jìn)度。
完成場(chǎng)地平整并鋪墊50cm砂墊層后進(jìn)行塑料排水板的施工。
本工程塑料排水板采用梅花型布置，間距為1.04m，深度為入淤泥層15-20m。
1.2.1主要施工方法
采用PC-200(或功率相當(dāng)?shù)?履帶式挖掘機(jī)改裝的液壓插板機(jī)。
插板機(jī)套管采用菱形鋼導(dǎo)管，錨靴采用φ10鋼筋及塑料板兩種。
(1)放樣布樁：按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行。
(2)樁機(jī)就位：插板機(jī)就位后，檢查樁端處夾頭，通常情況是夾帶子的位置離帶端部15～20cm，以便拔導(dǎo)管時(shí)不易發(fā)生跟帶，樁尖對(duì)準(zhǔn)孔位，然后施震沉管，沉管到設(shè)計(jì)深度。
(3)沉管：沉管過(guò)程中注意導(dǎo)管的垂直度，傾斜度不得大于1.5%，導(dǎo)管下沉速度不宜過(guò)快，一般控制在每分鐘4～5m，沉管過(guò)程中絕不能上提。
(4)拔管：緩慢勻速拔管，以便讓軟土有一個(gè)縮孔的機(jī)會(huì)，使得排水板不易被鋼導(dǎo)管帶動(dòng)。
從裝排水板卷的鐵架至鋼管頂部之間的帶子宜稍為松馳。
鋼導(dǎo)管拔至砂墊層，并且尖端離砂墊層面約50cm后，將排水板在離砂墊層面大約20cm處剪斷，彎倒后用砂壓住。
打設(shè)時(shí)回帶長(zhǎng)度不得超過(guò)50cm。
如回帶長(zhǎng)度超過(guò)50cm以上，須在該位置45cm范圍內(nèi)補(bǔ)插。
插板宜為整板，一般不考慮接板，如確需接板則應(yīng)采用濾膜內(nèi)平搭接的方法，搭接長(zhǎng)度不少于20cm。
嚴(yán)禁排水板出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和濾膜撕破等現(xiàn)象發(fā)生。
(5)移機(jī)：移機(jī)后退打下一根。
1.2.2技術(shù)措施
(1)排水板質(zhì)量控制：塑料排水板必須具有產(chǎn)品出廠合格證的技術(shù)性能檢定書(shū)，塑料排水板的規(guī)格、質(zhì)量和排水性能必須符合塑料排水板技術(shù)參數(shù)與要求。
到場(chǎng)產(chǎn)品按20萬(wàn)m一批，在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下，隨機(jī)取樣進(jìn)行外觀質(zhì)量的檢測(cè)，每次抽檢5盤(pán);排水板的外包裝應(yīng)牢固，并確保在運(yùn)輸過(guò)程中不破損、不露板芯;將排水板展開(kāi)，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)均勻選取10個(gè)點(diǎn)分別測(cè)讀寬、厚的數(shù)據(jù)，寬度為100mm，允許偏差為±2mm，厚度要大于3.5mm，允許偏差為 +0.5mm;排水板板芯槽齒無(wú)倒伏現(xiàn)象、表面平滑、無(wú)接頭、無(wú)空洞和氣泡、齒槽分布均勻;每盤(pán)排水板濾膜接頭不多于1個(gè)，接頭長(zhǎng)度要大于20cm;外觀質(zhì)量檢測(cè)完畢以后，再取樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格才使用。
塑料排水板必須存放在工地材料倉(cāng)庫(kù)中，以防止日曬雨淋加速材料老化。
(2)接板控制：打入地基的塑料排水板應(yīng)為整板，需接長(zhǎng)時(shí)，必須滿足搭接要求，芯板平搭。
長(zhǎng)度不夠需要接長(zhǎng)時(shí)，按如下方式進(jìn)行：將板濾膜剝開(kāi)，使芯板對(duì)插塔接，并將濾膜重新包好，裹緊后用鐵絲或塑料繩穿扎牢固，或者用專用釘書(shū)機(jī)釘牢。
接長(zhǎng)時(shí)塑料板上扎穿的孔眼不應(yīng)在板芯的同一條排水槽中;每根接長(zhǎng)板只允許一個(gè)接頭，且搭接長(zhǎng)度不小于20cm。
接長(zhǎng)板要分散使用，相鄰板應(yīng)無(wú)接頭;接長(zhǎng)板的使用量不能超過(guò)打設(shè)總根數(shù)的10%。
(3)排水板測(cè)量定位：在每一施工機(jī)械打設(shè)范圍內(nèi)布撒灰點(diǎn)或插竹片，確定打設(shè)位置，測(cè)量定板位誤差不大于±100mm;移動(dòng)插板機(jī)，使樁管尖中心與灰點(diǎn)中心重合，即可下插排水板;插扳機(jī)定位時(shí)，管靴與板位的偏差控制在±50mm范圍以內(nèi)。
(4)垂直度控制：盡量確保插板機(jī)底盤(pán)水平接地或與水平面平行，在插板機(jī)上安裝施工記錄儀，嚴(yán)格控制垂直度，保證插板機(jī)樁管在插板時(shí)與地面垂直，偏差不大于1.5%。
(5)深度控制：按允許偏差±50mm來(lái)嚴(yán)格控制排水板打設(shè)高程。
施工時(shí)以施工至中粗砂層頂面為原則，并將排水板末端0.5m的濾膜剪除，保證與中粗砂墊層形成暢通的排水通道。
(6)回帶控制：在施打排水板時(shí)，當(dāng)套管打到預(yù)定深度后，宜稍加停留，然后均勻提升，以減少回帶，切不可拔管過(guò)快。
套管上撥時(shí)應(yīng)垂直起吊，以防止帶出和頂壞芯板，若有超過(guò)5%的塑料排水板在打設(shè)時(shí)產(chǎn)生回帶，且回帶長(zhǎng)度超過(guò)50cm，應(yīng)立即停止施工檢查原因，可采取調(diào)整樁靴形狀等措施來(lái)減少回帶，并且按要求采取補(bǔ)打措施。
另可據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況測(cè)定代表性的回帶量，實(shí)施超設(shè)計(jì)深度打設(shè)，從而保證排水板進(jìn)入設(shè)計(jì)深度的土中。
(7)數(shù)量控制：施工時(shí)要防止漏插的現(xiàn)象，檢查并記錄每根排水板的施工情況，符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)無(wú)誤后，方可打設(shè)下一根，否則，需在鄰近板位處補(bǔ)打。
(8)質(zhì)檢：監(jiān)理單位人員須全程旁站，施工單位在每臺(tái)插扳機(jī)配備一名質(zhì)檢員檢查、記錄每根排水板的施工情況，打設(shè)完畢剪板后全面檢查板位誤差、垂直度、打設(shè)深度、外露長(zhǎng)度、回帶等情況，確保符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)并記錄后方可移機(jī)打設(shè)下一根，發(fā)現(xiàn)打設(shè)不合格時(shí)及時(shí)在該板位45cm內(nèi)補(bǔ)打。
完成排水板施工后，工程進(jìn)入堤基的預(yù)壓沉降固結(jié)階段，采用兩級(jí)加荷，中間間歇一個(gè)月，通過(guò)沉降穩(wěn)定觀測(cè)及固結(jié)強(qiáng)度和沉降量的檢測(cè)計(jì)算，分析確定堤圍的安全穩(wěn)定系數(shù)和極限填筑高度。
經(jīng)過(guò)7個(gè)月固結(jié)度達(dá)到50%，經(jīng)1年固結(jié)度為60%，經(jīng)2年的固結(jié)度已達(dá)80.5%，固結(jié)效果較為理想，堤壩沉降量控制在設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)范圍內(nèi)。
2.碎石樁工藝試樁和效果檢驗(yàn)
西江下游航道整治工程橫坑裁彎切咀工程中，我們?cè)谏蠌澏沃坦こ踢M(jìn)行82根碎石樁工藝試樁和效果檢驗(yàn)。
本工程與勞龍虎水道航道整治工程地域相距不到20km,地質(zhì)條件基本相同，試驗(yàn)中采用多種粒徑碎石進(jìn)行對(duì)比，按正三角形布置，樁徑為1m和1.5m，樁距為2m 和1.5m兩種，樁長(zhǎng)為13～15m，并進(jìn)入粘土層0.5m。
通過(guò)工藝試樁檢測(cè)，我們確定碎石樁施工控制參數(shù)：a.碎石粒徑以φ5～10cm為主，應(yīng)大于50%;b.水壓550～600kpa,水量20～30m3/h;c.造孔速度1～2m/min;d.清孔次數(shù)2～3次;e.每次填料量0.5 m3;f.每次提升高度0.3～0.5m;g.留振時(shí)間10～20s;h.密實(shí)電流45～60a;i.充盈系數(shù)1.7～1.8等。
我們?cè)谠嚇都皺z測(cè)中發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題較難控制，且造價(jià)偏高，導(dǎo)致放棄該項(xiàng)軟基處理方案。
(1)碎石樁施工是一種質(zhì)量控制要求較嚴(yán)格的地基處理方法，尤其是采用懸吊式施工，對(duì)樁的垂直度、偏位都沒(méi)有保證。
其質(zhì)量不僅由施工參數(shù)控制，還需要施工隊(duì)伍有良好的責(zé)任心及質(zhì)量意識(shí)。
(2)在試驗(yàn)中，1.5m間距碎石樁施工塌孔現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
主要原因是樁不偏位、不斜孔的前提下，樁土間距有40～50cm，在施工過(guò)程中很難保證振動(dòng)器一直在同一位置，且斜孔現(xiàn)象也普遍，原本比較軟弱的樁間土在水沖擾動(dòng)下更軟弱，塌孔現(xiàn)象難以避免，從而造成樁體碎石松散，樁體強(qiáng)度降低。
從直剪試驗(yàn)結(jié)果表明，φ1500mm復(fù)合地基抗剪強(qiáng)度偏低，數(shù)據(jù)離散性較大。
(3)軟土強(qiáng)度低，對(duì)碎石樁的約束力較小，成樁較困難，且樁對(duì)土體不僅沒(méi)有擠密作用，反而使土體受到擾動(dòng)，強(qiáng)度降低，短期內(nèi)實(shí)際上只起置換作用，因此必需選擇較大的置換率。
3.攪拌樁試驗(yàn)、檢測(cè)和應(yīng)用
我們?cè)谖鹘掠魏降勒喂こ滔聫澏沃讨羞M(jìn)行攪拌樁試驗(yàn)、檢測(cè)和應(yīng)用。
3.1攪拌樁試驗(yàn)和檢測(cè)
攪拌樁直徑0.5m，樁距0.8m，呈等邊三角形布置，試驗(yàn)分5組，每組3根,固化劑為C25號(hào)普通硅酸水泥，施工水泥用量分別為43kg/m、50kg/m、60kg/m。
由于攪拌樁工藝較成熟，本節(jié)不作描述，主要介紹檢測(cè)和結(jié)論。
樁體七天齡期與原狀土N10輕型動(dòng)力觸探及標(biāo)準(zhǔn)貫入對(duì)比試驗(yàn)，原狀土試驗(yàn)位置于每組樁旁。
(1)N10輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)采用25mm鉆桿、10kg穿心錘，落距50cm，連續(xù)進(jìn)行觸探索，記錄每打入土層30cm的錘擊數(shù)。
4M清孔，以下每觸探2m后清孔試驗(yàn)(成果見(jiàn)表1)。
(2)N63.5標(biāo)準(zhǔn)貫入采用42mm鉆桿、63.5kg穿心錘和標(biāo)準(zhǔn)貫入器。
貫入時(shí)穿心錘落距76cm，使其自由下落，將貫入器豎直打入土層15cm后記錄30cm擊數(shù)(成果見(jiàn)表2)。
樁體與淤泥膠結(jié)的水泥土(7天齡期)與原狀土N10輕型動(dòng)力觸探表明，水泥用量50 kg/m的水泥土強(qiáng)度及強(qiáng)度增長(zhǎng)率略低于43kg/m和60 kg/m的水泥土，60 kg/m的水泥土強(qiáng)度增長(zhǎng)率最大。
樁體與淤泥膠結(jié)的水泥土與原狀土N63.5標(biāo)準(zhǔn)貫入表明，水泥用量50 kg/m的水泥土強(qiáng)度及強(qiáng)度增長(zhǎng)略高于其他兩種。
3.2樁體(28天齡期)抽芯檢測(cè)成果
表3數(shù)據(jù)表明:對(duì)于與淤泥膠結(jié)的水泥土(28天齡期后)，水泥用量低的水泥土物理指標(biāo)略優(yōu)于水泥用量高的水泥土，不同水泥用量的水泥土力學(xué)指標(biāo)平均值差異不大。
3.3單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)(28天齡期后)
我們運(yùn)用相對(duì)變形法測(cè)定50 kg/m和60 kg/m水泥用量復(fù)合地基承載力基本值為130kpa和140kpa，數(shù)據(jù)顯示兩組不同水泥用量的復(fù)合地基承載力基本值差異不大。
通過(guò)試驗(yàn)，我們制定水泥攪拌樁施工相關(guān)指數(shù)指導(dǎo)施工，實(shí)踐證明采用攪拌樁處理軟基后，地基強(qiáng)度在短期內(nèi)得到大幅提高，對(duì)完工2年的觀測(cè)反映堤壩沉降控制在設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)值的下線內(nèi)，堤壩穩(wěn)定、安全，滿足使用要求。
因此，該項(xiàng)工藝是快速有效的軟基處理方式，但造價(jià)偏高，在后續(xù)的工程中我們只作后備應(yīng)急使用考慮。
4.結(jié)語(yǔ)
軟基處理方法宏觀上劃分為強(qiáng)夯法、復(fù)合地基和排水固結(jié)三種形式，至今未有一種方法能一勞永逸解決軟基問(wèn)題，每種方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，須根據(jù)工程荷載、工況條件、工期、造價(jià)等因素選定最合適的方案。
我們?cè)谥槿堑貐^(qū)的堤壩工程中選用排水板固結(jié)法，主要是考慮其經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，符合低碳、綠色航道的發(fā)展目標(biāo)，實(shí)踐證明該方法能達(dá)到使用目的，效果良好。
但排水固結(jié)軟基處理方法的發(fā)展，依然需進(jìn)一步解決加快固結(jié)速度及減少工后沉降等問(wèn)題，并深入研究軟基固結(jié)變形機(jī)理規(guī)律，軟土由深部到淺部固結(jié)度的變化，不斷提高排水固結(jié)法的應(yīng)用研究水平。
【珠三角區(qū)域堤壩工程軟基處理】相關(guān)文章：
區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與軟要素作用探析10-06
珠三角區(qū)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作合同10-08
工程事故處理決定05-01
最新泛珠三角區(qū)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作協(xié)議范本10-12
最新泛珠三角區(qū)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作合同范本10-08
水利工程巖基灌漿施工論述10-26
拾地軟10-26