“高真空排水+强夯”的地基处理方法.doc

a.真空井点降水1） 施工准备。场地清表，确保将施工范围内原地表层的植被、耕植土、淤泥、树根、草根等彻底清理干净。平整场地，测量场地标高和地下水位初始值。在道路两侧外开挖排水沟，排水沟内水应及时排出。2）安装真空排水系统。将井点管与集水管、真空泵机组等连接后，进行运行调试，检查是否有漏气及死管的情况。3）抽真空排水。当地下水位稳定在地表4m以下时方可进行路基压实、填筑等，当地下水位难以下降时，应根据具体情况采取相应措施，如增设井点管，延长抽水时间等。4）施工期间应持续进行地下水位观测；在进行路基压实填筑期间，外围井点管应持续进行抽水，防止路基范围内地下水回升。“高真空排水+强夯”的地基处理方法在上海浦东国际机场二期工程中的应用福州分局陈心引摘要：对于有较丰富地下水的粘性土、粉土软弱地基的处理，若单采用强夯，由于土体中地下水的渗透性小，难以及时排除，造成了土体内存在有较大的水阴压力，致使强夯效果不明显。因此，在强夯之前首先必须采取适当措施以降低地下水位，但由于粘性土及粉土的渗透系数小，若采用塑料排水板或轻型井点等，一般无法达到很好的降水效果，而且排水的时间较长，最佳的方法就是采用高真空排水(排水时间一般为45天)。高真空排水的施工工艺与轻型井点降水相差不多，但是工作原理却不尽相同，它对真空度的要求更高。本文以上海浦东机场二期工程为例，对高真空排水及强夯的施工工艺作简要说明。关键词：强夯、高真空排水、渗透系数、真空泵、夯锤1、工程概况1.1地理位置及地质地貌本工程拟建场区位于浦东国际机场的东部，濒临东海，其东北部原来主要是围涂筑塘而形成的滩地，地势较为平坦，地面标高一般为3.034.Olm之间。在场地85.Om深度范围内的地基土主要由粘性土、粉土和粉细砂组成，属晚更新世Q3时期以来的河口滨海砂嘴相沉积层。1.2地基处理设计方案针对场区工程地质条件及存在的主要工程地质问题，采用“堆载预压+卸载+高真空排水+强夯+垫层+冲击碾压(代替满夯)”的方法对道面和道肩区进行地基处理。本文主要论述高真空排水及强夯的施工方法。2施工工艺介绍2.1高真空排水施工根据土层的含水量、渗透系数和赋存状态。分深层排水井点和浅层排水井点。深层排水井管布设网度为3.5m4.Om，深度为8m浅层排水井管布设网度为3.5m6.Om，深度35m。排水井点布置如下图。高真空排水分两遍进行，第一遍排水时间为7l0天。孔点滤头最大入土深度68m，软土中可另增设孔点。第一遍排水后进行第一遍强夯；第二遍排水时间为57天，与第一遍呈梅花形布置，有软土时高真空排水时间为8天。第二遍高真空排水后进行第二遍的强夯施工。2.1.1施工方案的确定高真空排水时，每台机组拟同时连接70l00个井点管。排水井点的滤头采用DN75的钢管，长度O8m，支管采用DN40的钢管，总管采用DN75钢管。总管与支管之间采用软管连接，连接的接头应严密。第一遍高真空排水时，采用高压水泵水冲成孔。射水成孔后，再埋高滤管及井点管进行真空抽水。孔内按设计要求回填砂及粘土。第二遍高真空排水时，采用振动沉桩机将带有通气桩尖的钢制桩管沉入土中的设计深度，然后慢慢拔出桩管，在土中形成桩孔。桩孔成形后，再埋设滤管及井点管，并在管的四周按设计要求回填砂及粘土。后再进行高真空排水。2.I.2降水井点布置示意图降水井点布置示意图见下图。l-过滤箱；2-平衡器；3-真空调节阀； 4-副水气分离器：5-射流泵：6-真空泵；7-进水管； 8-出水管2.1.3施工机械设备配置(1)降水设备为带平衡装置的可调真空系统，系统包含高真空泵、平衡器、射流泵等。高真空泵的真空度(750mmHg，排气量)100Ls。(2)高真空排水井管包括外围封管和施工区内真空降水管两部分组成。2.1.4高真空排水的施工工艺流程高真空排水施工工艺流程如下图。2.2强夯施工强夯分两遍进行，第一遍夯点间距为5m5m，810击；第二遍夯点间距亦为5m5m，与第一遍夯点成梅花形布置，810击。道面区强夯的点夯夯击能量为2500KNm，道肩区强夯的点夯夯击能量为2000KNm。具体的夯点布置如下图。2.2.1施工参数强夯参数下表所示，同时要求：(1)锤底静压力：2035KPa。(2)每遍点夯之间、点夯和冲击碾压之间的间隔时间应根据超静孔隙水压力消散7080的时间确定，施工时应注意降雨对强夯的影响，及时排出夯坑中的积水。2.2.2施工顺序强夯应分段进行，顺序从边缘夯向中央，从一边向另一边进行，起重机应直线行走。每夯完一遍，用推土机整平场地，放线定位即可接着进行下一道工序的施工。2.2.3施工机械(1)起重机械及夯锤：起重机械为强夯的主要机械，其额定起重能力为夯锤重量的1.53.O倍，根据本工程的特点，拟采用SC350型履带式起重机。同时加钢铺助桅杆，以加大起重机的稳定性。(2)夯锤：采用钢板作外壳，内部焊接骨架后灌筑砼的圆形扁锤，锤重15.Ot(可满足点夯2500KNm及点夯2000KNm的要求)，锤底直径中=2.52m，锤底面积为5m2。(3)脱钩装置：起锤吊采用自动脱钩装置，当夯锤起吊至规定高度时，通过滑轮组与脱钩器相连接的钢丝绳拉紧脱钩套杆，使夯锤脱离吊钩，自由下落。(4)强夯落距确定施夯前，准确测量吊高度H，示意图如下图。其值为：H=MT+h+a其中：M一设计夯能；T一锤重；h一夯锤起吊点至置锤面的高度；a一富余参数，取O.5。2.2.5施工控制(1)在夯区四周设控制桩，要求控制桩距离强夯边界线15m，P、H向每隔40m设一控制桩。同时，在夯点位置用钢钎打眼，白灰灌实。夯点测放要准确，放线误差不超过5cm。(2)在正式强夯施工前，先作试验段施工，以确定强夯施工的具体参数。(3)强夯施工前，应在整平的施工场区按10m方格网布点，测量开夯面以下5m深度以内(O5m、lm、2m、3m、4m、5m深)土的含水量。(4)在施工现场周围应预先设置足够数量的P、H坐标桩，并妥善保护。在施夯的场地上，依据夯点布置图准确放线，第一、二遍夯位以5m5m的方格网定位，每个5m5m方框为一个夯位。(5)由于本工程场地地质条件特殊，为将土体中的孔隙水迅速排出加固现场，在加固区内设置碎石盲沟，盲沟间距为2030m，盲沟宽50cm，盲沟深40cm，并与施工区外布设排水沟相连，以利于在夯击过程中的场地排水，防止坑内积水影响施工。(6)在强夯施工前，应认真查明强夯周边范围的地下构筑物及各种地下管线的位置及标高，并采取必要的防护措施(如开挖隔震沟等)，以免因强夯施工而造成损坏。2.2.6施工要点(1)按设计要求，锤底静压力应为20一35KPa。拟采用夯锤重量为15t，底面积为5m2，锤底静压力约为29.4KPa c、施夯时，夯锤底面中心应对准方框中心，保证夯点的夯击准确。要保证每点的夯击能量，测量记录每击的夯沉量及每个夯点的夯击次数。(2)详细记录施工过程中的各项参数及特殊情况，如夯沉量过大出现异常，应及时分析原因进行处理。(3)点夯停夯标准：控制夯坑深度1.5m；单点累计夯沉量小于1.5m时打足建议的击数，最后两击的平均夯沉量不大于lOOmm；夯坑深度超过1.5m时停止夯击。(4)控制每遍夯击、推平及碾压等工序间的间歇时间。夯坑周围地面不应发生过大的隆起；不因夯坑过深而发生起锤困难。施工中如发生偏锤应重新对点。夯击过程中如出现歪锤，应分析原因并及时调整，坑底垫平后才能继续施工。在夯击的过程中及时排除夯坑及场地的积水。每遍点夯施工结束时，地面推平后按20m20m方格网测量地面高程。(5)起锤高度预先在夯机的起重臂上设置醒目标志，标志距地面的高度按照试验段施工确定的施工参数，当夯锤提升到底面与标志同位置时方可脱钩。(6)每击夯沉量通过测量锤顶面高度的变化计算。由专人用水准仪测量，逐击测量记录并随即算出单击夯沉量，并作详细记录。直到满足停夯标准方可转入下一点施工。(7)在强夯施工的过程中需继续进行高真空排水，在强夯施工时只保留外围管，防止在点夯过程中，外围水流入施工区域。(8)第一遍点夯结束后，由推土机将场地推平(对当天夯完的夯坑，应及时推平回填，以防止土中水分过快消散或雨水、生产用水流人坑内)。接着进行第二遍高真空排水，高真空排水的时间为5、7天。之后再进行第二遍强夯施工。第二遍强夯夯点布置与第一遍强夯夯点成梅花型布置。(9)每更换一次脱钩绳，都应用钢尺测量脱钩高度，使其满足设计要求。锤击数和最后两击夯沉量的测控，需测量工和起重工共同配合进行，以确保其准确性，测量工必须每夯一击记录一击，不准有隔击、隔点、隔日补记记录的现象。3结束语高真空排水法加固地基的机理是采用高真空排水法调整土层中的含