吹填沙土地基处理.doc

吹填沙土地基处理技术研讨真空动力固结施工技术在吹填沙土地基处理中的应用关键词：真空动力固结 工艺原理 吹填砂地基处理实例 施工技术参数在我国沿海地区，由清理航道吹填砂形成的滩涂和经过多年的潮涨潮落冲积而形成的沙岛，随着港口基础建设和临港工业园区的迅速发展，被充分地利用。这种粉沙层表面积大、孔隙率小，一般含水处于饱和状态，沙层的结构极不稳定，失去水后地基承载力显著增强，遇水后内部结构迅速破坏并使地基承载力减弱甚至消失。真空动力固结强夯法处理对由吹填沙形成的滩涂地基，可消除土体液化，提高地基承载力和压缩模量，也适用于地基加固处理深度不超过15m的湿陷性黄土地基（包括严寒地区湿陷性黄土地基）。此软土地基加固方法具有施工方便、工程成本低、显著缩短施工工期，对环境污染小等特点。1 工艺原理 真空动力固结法是将真空降排水技术和强夯技术有机结合起来，采用布设真空排水管，用真空泵抽真空法使地下水位在负压的情形下随真空泵的工作而强制排除，以降低表层地下水、加速超静孔隙水压力的消散，使土体的含水量逐步接近最优含水量并同时对土体进行有效预压，然后重锤强夯的一种地基加固方法，或称为动力固结方式或动力挤密法，就是当地下水下降到一定位置（根据要求加固的深度而定）后，拆除加固区真空管，利用起重机械将重锤（一般9t15t）吊至一定的高度（4m，根据需要的能量确定），使其自由下落，利用重锤下落时强大冲击能量来夯实地基浅层土体，经过重锤的反复夯击，迫使土体孔隙压缩，局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，使孔隙水和气体逸出，并使土粒重新排列，经时效压缩达到固结，从而达到提高地基表层土体强度和增加地基处理深度，扩散应力，减少地基差异沉降的目的，使地表面形成一层较为均匀的硬层。2 工艺流程 2.1 真空排水强夯施工流程 准备工作铺放总管埋设支管支管总管连接真空泵安装调试抽水水位观测拆除平整场地测放强夯点强夯推平测量夯后沉降量根据需要降水强夯遍数重复上述流程检测地基承载力 2.2 高真空动力固结施工工艺说明 准备工作:场地平整、测设井位、布置总管、安装真空泵抽水机组；成孔下管：水冲法成孔或机械成孔，外径约100mm150mm，井管外露地面约2030cm并在管井周围均匀回填土并振捣密实，以防漏气； 设备安装：井点管与总管、真空泵机组连接后，进行运行调试，检查是否有漏气及死管的情况，发现问题应及时采取措施进行补救； 抽水运行和水位测量：由专人昼夜巡查，检查真空度的变化、真空管是否正常、出水情况等，出水应先浊后清，并对降水水位进行勤监测，当水位降至要求后，报请现场监理、建设单位代表检查，符合降水水位要求后立即拆除降水管、保留外围封闭管准备强夯；测量降水后原场地地面标高并记录，布置强夯点；夯锤标定落距，将控制落距的脱钩器钢丝绳长度固定，保证强夯能量；夯机就位，夯锤中心对准夯点位置并测量夯前锤顶标高，做好夯前记录；将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由落下后，放下吊钩测量锤顶高程，测量并记录每一锤击后的下沉量；重复2.6 2.8 步骤，完成所有强夯；整理夯击记录，同时整平碾压进行夯后地基检测。3 特殊地质情况的真空排水强夯处理夯击时夯坑周围出现明显隆起，则要适当的降低夯击能量。夯击时相邻夯坑内出现明显的隆起，其的隆起量大于5cm时，则要适当的降低夯击能量。后一击夯沉量明显大于前一击夯沉量， 则要适当的调整夯击能量。以下两种情况需要进行开挖排水沟排除地表水并同时辅以推土机碾压挤出表层水通过排水沟排除加固区域以外范围。a混合土体，如沙层中夹杂一层薄薄的粉质粘土，致使粘土层孔隙水消散缓慢或其含水不能有效地被排除土体外。b地表水丰富或地下水位较高。4 质量检测检验项目：地基变形、土体含水量，静力触探等项目的检验；含水量分析：每遍都需进行取样，检验频率每10002000M一个检验点并做好记录；水位监测记录：高真空排水期间，每天实测水位下降情况并做好记录； 夯后检测：根据规程要求检测地基承载力特征值不小于设计，以达到消除地震液化的目的；大能量夯击时，最后两击贯入度之和不大于30cm； 每遍高真空抽水时间要根据土层含水量、水位监测情况确定，以确保强夯时的土体含水率为最佳状态； 工艺要求：每遍强夯之间的间隔时间为7天或孔隙水压力消散至85以上。 5 工程实例 华润电力（曹妃甸电厂）铁路专用线工程位于吹填砂形成的滩涂上，面积为150000，其中站场110600M，主要由粉质砂粘土、粉细砂组成，浅层含泥量较高，呈松散状态，地基承载力仅在42 kPa78 kPa间。设计要求采用真空动力固结法处理，加固深度6 m，加固后地基承载力不小于150kPa、含水量不大于28%。根据设计地质勘探资料及现场实际地质情况，铁路专用线路基范围吹填土质严重不均，以吹填沙为主，局部夹杂着粘土，其中DK3+330DK3+870段表层及地下2m左右有一层厚度为16cm54cm的粉质粘土，表层有积水，加固宽度42m，地下水位高程为3.4m，地面高程为3.95m4.35m，土体孔隙水处于超饱和状态。试验参照设计降水强夯布置图同时在两种土质条件下进行，沙层地质试验结果比较满意，施工技术参数也得到了设计、监理的认可；含粉质粘土的地质水位降到要求后，强夯出现了夯坑严重超标、越夯地质条件越差、使夯机无法正常行走作业的问题，经过再一次的降水过程，同样的问题再次出现。经钻孔取样分析，位于地表下2m左右的粉质粘土层孔隙水仍处于饱和状态，主要原因是粉质粘土渗透力没有沙土渗透力强，沙层中孔隙水很快被真空排除，这样检测到的降水水位反映的只是沙层地下水位高程，而粉质粘土中的饱和水没有有效排除。对此，我们采取在加固区外侧开挖排水沟2m深左右，重新分布排水管，纵向井管间距加密至2m，横向间距5m，在真空降水的同时，用推土机在两行排水管间来回碾压，使粉质粘土中的孔隙水在重压力的作用下逐渐渗出并同时对土体形成夯前预压，明显地改善了表层土的结构状况。按照三遍降水三遍强夯后地基承载力不小于150kPa的要求，通过试验对每一遍真空降水强夯过程检测的数据（水位达到要求时所需的时间、每遍夯击完成后的地基承载力、土体含水量、尤其是夯击能量和每点每次夯击数、夯击贯入度等）的综合分析，确定了本项目真空动力固结法施工参数。