水坠砂法施工方案.docx

1 水坠砂施工方案 1 引言 水坠砂法是一种沙漠地带自然条件的地基处理技术。它能有效地利用当地资源，具有就地取材、低成本、快速高效、操作简单、受天气影响相对较小等特点。水坠沙法在中国的西北沙漠地区，如毛乌素沙漠地区得到了广泛应用，效果较好。 2 项目概况 2.1 项目工程气候、地质条件 2.1.1 气候条件 工程场地位于榆神工业园区，地处中温带半干旱气候区，冬、春受蒙古寒流影响，雨水稀少，气候干燥寒冷，年平均降水量为399.8mm，日最大降水量141.7mm，年积雪厚度160mm，年最大风速为23米/秒，年平均风速2.2米/秒。年平均风暴日数29天，最多风暴日数50天，年平均气温为810度，冬季(11月次年3月)平均气温负15度，极端最高气温为38.60度，极端最低气温负32.7度。最大冻土深度为148cm。 2.1.2 地质条件 地貌类型为平原微丘，以砂性粘土为主，土质为粉砂层，可用作地基填土；地下水位低，对施工不造成影响。勘察期间，拟建场地及其附近发现随着季节风影响砂流动性比较大，且钻探发现地下水位比较低。2.1.3 项目拟建建筑物的设计要求 本项目包括地街小吃城、娱乐城、主喷泉、广场铺装等项目，其中水坠沙基础上为主喷泉及喷泉水车（钢筋混凝土结构）项目。 3 地基处理方法的选择 3.1 水坠砂法的适用范围 水坠砂法适用于对松散的天然砂基进行浅层处理，国内西北沙漠地区大量工程实践表明，其对粒度较大的中粗砂处理效果最好，其次为细砂，若为粉砂则需掺入一定量的中粗砂或细砂水坠，才能取得较好的工程效果。经水坠砂法处理后的地基承载力特征值可达160200kPa，能满足广场铺装、主喷泉（钢筋砼结构）、喷泉水车的承载力要求。 3.2 水坠砂法处理地基的机理 风力磨蚀使得砂土颗粒具有较好的磨圆度，分选搬运使得砂土具有良好的分选性和较差的级配特征。在外界条件作用下堆积的过程中颗粒与颗粒之间的接触关系都带有很大的随机性，导致砂土的结构松散。其具有粘粒含量低、分选性好、级配差、结构松散、堆积密度较小、力学性质较差的特点。 1）结构松散的砂土在水坠的作用下趋于密实的现象归根结底是砂土微观结构重新的调整，即在水渗流作用下砂土由之前疏松的微结构状态变成相对紧密的微结构状态，这一过程宏观上表现为在水坠过程中砂颗粒间气体排出使总体积或总厚度减少，在物理力学性质上表现为砂土密实度的提高，在工程性质上表现为地层强度的明显增强。 2）水坠沙法是在砂层浸水并保持一定的水头或饱和状态下，待砂层1/3深度处含水量处于最佳含水量附近时，用碾压机进行振动碾压，达到要求的密实程度。砂土吸附水的能力较差，当地下水位较低时，砂土上部的水由于压力差自上而下渗透时，渗透水对砂土产生动水压力。当砂土浸水呈饱和状态时，在振碾的作用下，砂土颗粒可以克服砂土间的阻力而重新进行排列分布，最终由疏松变成密实（见图1）。 图1 水坠沙法机理示意简图 3.3 水坠沙法处理地基的必要条件 使用水坠沙法处理砂土地基时，必须满足以下条件，否则不能达到预期效果。 1）地下水位必须低于需加固的土层 地下水位较低时，才能产生自上而下的压力差，使砂土颗粒趋于密实；否则不能产生足够的压力差或水反向渗透、砂土上浮（本回填满足此要求）。 2）下部地基土要有良好的透水性 当下部地基透水性很差时，水无法往下渗透，不能使砂土密实。特别当下层为黄土时，反而会破坏下层黄土的原状，产生湿陷或降低其承载力。 3）必须使砂土地基保持可靠的稳定性 砂土地基具有潜在的流动性，对砂土地基四周必须做好可靠的围护，严防在基础施工完后再开挖地基，尤其对边坡地带和高差较大的地基更应该特别注意。 3.4地基处理方法的选定 1）由于该项目拟建建筑物为广场项目，基底荷载较小，基础形式为条形基础，埋深按3 0.51.0m考虑，经宽度和深度修正后，中细砂及以下地层的地基承载力满足设计要求，因此可考虑采用天然地基。基础持力层可选择中细砂层、中粗砂层。当选择中细砂层作为基础持力层时，为了提高场地地基的均匀性，防止拟建建筑物的不均匀性沉降，建议采用垫层处理。 2）该项目建设场地位于沙漠地区，该地区的砂土建设面积大，且周边区域未发现有粘土，如果外购粘土作为垫层填料，则施工成本将非常大。考虑到建设场地细砂层砂质纯净、分选性好、工程性质较好，可选择细砂层作为垫层填料，且采用水坠沙法处理地基。 3）水坠沙法地基处理施工工艺可最大限度的利用基坑内开挖出的土方，施工工艺较简单，材料和机具设备的需求都比较容易满足，从工程技术和工程经济的角度上都是比较理想的施工方法。 4 作业条件、工艺流程及操作要点 4.1现场作业条件 4.1.1现场取样试验，确定最大干密度和最优含水量 施工前，现场取土样，确定最大干容重和最优含水量。 4.1.2 土方调配 结合土方工程施工，计算各区块挖、填方量，综合考虑土方运距最短，运程合理和合理施工程序等，做好土方平衡调配，减少重复挖运。 4.1.3 清理表层垃圾 土方开挖前，清理基础表面上的杂物垃圾（厚度为30cm），然后将干净优良的砂子挖运至距回填部位运距最短的地方堆放，为合理适时地均匀回填水坠砂做好准备。 对于不符合回填要求的表层砂土，运出场区，集中堆放。 4.1.4 试验段 选择最大干密度，进行试验段测试，通过试验确定铺土厚度、碾压遍数、含水量的区间范围，指导后续施工。 4.1.5 准备水源 确保水坠砂施工过程中水不中断，水量充足。 4.2 地基处理工艺流程（主喷泉、喷泉水车） 机械开挖 验槽 洒水碾压 基底检测 下步工序施工 4.2.1 验槽 由工甲方代表、监理单位、地质勘测单位、施工单位共同验槽, 确认基坑的位置、平面尺寸、坑底标高及基底土质。 4.2.2 基底清理、洒水碾压、检测 人工清除基底杂物，均匀洒水，待基底无明水，可组织压路机碾压，一般静压2至3遍，可进行环刀取样检测，若地基压实系数达到设计要求，可进行下一步工序。否则，增加碾压遍数，直到取样检测合格。 4.3 水坠回填工艺流程 测量放线 拉运土方分层回填 装载机摊土粗平 分格浇水 压路机碾压 边角砂土处理 质量检测 下步工序施工 4.3.1 测量放线