周伏萍 王際良 楊 璐
(江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司,江西 南昌 330030)
軟土地基處理在我國(guó)是近20年開(kāi)始工程實(shí)踐的,我國(guó)沿江、沿湖、沿海等地區(qū)廣泛分布著軟土層和在土地資源日益緊張的情況下大量的吹填土形成的陸域都需要對(duì)其進(jìn)行處理。
以前多采用單一軟土地基處理方法其效果不是十分理想,所以本文將通過(guò)京唐港首鋼碼頭軟地基處理項(xiàng)目中的技術(shù)攻關(guān),以解決其在該特殊地層的施工難題。
京唐港首鋼碼頭有限公司礦石、原輔料及成品泊位地基處理工程(第二標(biāo)段)的施工總工程量約為26.29萬(wàn)m2,場(chǎng)地-6 m~-15 m之間存在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層,承載力不足80 kPa,有些區(qū)域處于回水通道范圍,一部分區(qū)域處于深坑區(qū)(深度達(dá)24 m),吹填存在大量淤泥,吹填厚度深淺差異大,下臥地層為粉細(xì)砂層(鐵板砂)。為搶抓工期采取了吹填后馬上就開(kāi)始地基處理,有些區(qū)域是邊吹填、邊進(jìn)行地基處理,地基處理的難度非常大。
我公司承擔(dān)的京唐港首鋼碼頭有限公司礦石、原輔料及成品泊位地基處理工程完工后,經(jīng)工程質(zhì)量檢測(cè)中心檢測(cè):動(dòng)力觸探(深度8 m)20個(gè)測(cè)點(diǎn),地基承載力特征值fak=196 kPa;荷載板檢測(cè)20個(gè)測(cè)點(diǎn),地基承載力特征值fak=192 kPa,達(dá)到了地基土固結(jié)和提高地基土承載力的目的,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
典型施工試驗(yàn):由于在7 m~11 m地層為粉細(xì)沙層(鐵板沙),通過(guò)勘察標(biāo)貫擊數(shù)在30擊以上,典型試驗(yàn)施工中普遍采用的30 kW振動(dòng)錘型排水板打設(shè)困難,出現(xiàn)打不動(dòng)、斷帶和不留帶等一系列問(wèn)題。面對(duì)困難我們積極采取了一系列措施,由原來(lái)的30 kW振動(dòng)錘改用40 kW振動(dòng)錘型,同時(shí)根據(jù)不同場(chǎng)地采取改鉆頭、做引孔、換卡子,并邀請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行研討、論證,最后采用引孔,排水板下系袋裝砂的辦法來(lái)進(jìn)行排水板施工。
通過(guò)典型試驗(yàn)施工總結(jié)以下結(jié)論:
1)功率30 kW以下的振動(dòng)錘對(duì)于標(biāo)貫擊數(shù)在20擊以上的厚粉細(xì)砂層施工難度過(guò)大,難以滿(mǎn)足施工質(zhì)量和進(jìn)度要求,但是40 kW振動(dòng)錘可以較順利的在此地層中應(yīng)用。
2)確定回帶長(zhǎng)度不大于50 cm。
3)排水間距為1.4 m×1.4 m網(wǎng)形布置。
塑料排水板施工工藝流程:地坪平整→全工地鋪設(shè)厚度25 cm砂墊層→測(cè)量控制整個(gè)工地→設(shè)備就位→塑料排水板施工→下沉導(dǎo)管→拔出導(dǎo)管→截?cái)嗯潘濉貜?fù)上述步驟。
1)地坪平整。
利用挖機(jī)等設(shè)備平整場(chǎng)地,測(cè)量員及施工員用水準(zhǔn)儀對(duì)原地坪進(jìn)行高程測(cè)量同時(shí)檢查復(fù)測(cè)。
2)全工地鋪設(shè)厚度25 cm砂墊層。
施工前在施工區(qū)域范圍內(nèi)用明顯標(biāo)識(shí)物標(biāo)出厚度控制格,用自卸車(chē)將砂運(yùn)至施工區(qū)域內(nèi),由遠(yuǎn)及近堆放,采用平地機(jī)攤鋪整平,并用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí),檢查鋪設(shè)厚度是否滿(mǎn)足要求,同時(shí)排水砂墊層施工中避免混入和清除泥塊及雜物。
3)測(cè)量放樣。
用GPS或全站儀對(duì)施工區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)測(cè)量,定出基線(xiàn)和基準(zhǔn)點(diǎn),并用明顯標(biāo)識(shí)物標(biāo)出施工紅線(xiàn),按試驗(yàn)段施工后設(shè)計(jì)給定的板間距確定板位布置圖,在每個(gè)樁位上標(biāo)出排列序號(hào)和塑料排水板施工深度。為避免遺漏,每施工完一處后,及時(shí)在圖上對(duì)應(yīng)位置標(biāo)出已施工樁位,對(duì)已施工標(biāo)志,施工時(shí)注意保護(hù),施工過(guò)程中經(jīng)常復(fù)核樁位,如發(fā)現(xiàn)遺漏丟失應(yīng)及時(shí)補(bǔ)上。
4)設(shè)備就位。
將插板機(jī)就位,調(diào)整好插板機(jī)位置,使板靴正對(duì)板中,插板定位時(shí)保板錘中心與樁位在同一點(diǎn)上,用水平檢查插板底座水平,用經(jīng)緯或吊垂球等方法檢查垂直度。
5)塑料排水板施工。
豎向排水板經(jīng)導(dǎo)管傳出樁靴與排水板板尖連接后拉緊,且排水板尖貼緊管靴。
6)沉管。
在設(shè)計(jì)樁位下沉導(dǎo)管,校準(zhǔn)導(dǎo)管垂直度后下沉,再開(kāi)始振動(dòng)沉入至設(shè)計(jì)位置,通過(guò)檢查電子導(dǎo)線(xiàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)深度,確認(rèn)到達(dá)后方可拔管。否則繼續(xù)振動(dòng)沉入直到設(shè)計(jì)位置達(dá)到。
7)拔出導(dǎo)管。
首先將導(dǎo)管內(nèi)排水板放松,使排水板在導(dǎo)管內(nèi)處于自然下垂?fàn)顟B(tài),邊振動(dòng)邊拔出管,當(dāng)塑料排水板和地基土粘固一起后,無(wú)上拔可能時(shí),靜拔至地面。
8)截?cái)嗯潘濉?/p>
塑料排水板在砂墊層上預(yù)留長(zhǎng)度50 cm后剪斷,并檢查管靴內(nèi)是否進(jìn)入有淤泥、泥塊、砂等雜物,確認(rèn)無(wú)雜物后方可將排水板與樁尖連接,接緊移向下一樁位。否則需清除雜物才能進(jìn)行下步工序。
9)重復(fù)上述步驟。
10)塑料排水板打設(shè)完成后,用樁位圖檢查對(duì)照是否有遺漏,確認(rèn)無(wú)遺漏后清理干凈砂墊層內(nèi)塑料排水板周?chē)挠倌嗟入s物,保持排水通道通暢。同時(shí)認(rèn)真檢查塑料排水板導(dǎo)孔收縮恢復(fù)情況,用砂填滿(mǎn)搗實(shí)且完全收縮的塑料排水板導(dǎo)孔。然后將塑料排水板彎折埋入砂墊層中并填筑25 cm厚的砂墊層。
強(qiáng)夯施工工藝原理為:屬排水快速、固結(jié)快速的工法。
施工準(zhǔn)備→場(chǎng)地放線(xiàn)→平整場(chǎng)地→強(qiáng)夯控制點(diǎn)測(cè)定→布管→插管→首遍降水及碾壓(拔出中間淺管(2 m~4 m)后進(jìn)行碾壓)→低能量輕夯→首遍點(diǎn)第一次強(qiáng)夯→推平或填砂→首遍點(diǎn)第二次強(qiáng)夯→拔出7 m管→第二遍點(diǎn)第一次強(qiáng)夯→推平或填砂→第二遍點(diǎn)第二次強(qiáng)夯→推平或填砂→滿(mǎn)夯→碾壓。
1)進(jìn)帶口的改造:在插管進(jìn)帶口下端增設(shè)一組光滑的滾軸,以減小塑料排水板在進(jìn)帶口的阻力利于塑料排水板下沉。
2)樁靴改造工藝:在樁靴下部焊一塊鋼筋條或鋼板條增加樁靴的自重。
3)采用鉆機(jī)引孔,利用鉆頭鉆松并撓動(dòng)鐵板砂地層。
1)施工過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行塑料排水板和強(qiáng)夯施工規(guī)范。對(duì)工后土層進(jìn)行變形量、含水率、動(dòng)力觸探等項(xiàng)目的檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有不合格項(xiàng)應(yīng)上報(bào)并及時(shí)調(diào)整施工方案。
2)注意加強(qiáng)含水量測(cè)量檢測(cè)樣品取樣,平均1 500 m2一個(gè)。水位監(jiān)測(cè)記錄:排水期間,每天記錄。
3)經(jīng)塑料排水板+強(qiáng)夯綜合地基處理后設(shè)計(jì)除要求地基承載力特征值大于180 kPa外,還要沒(méi)有地震液化現(xiàn)象。當(dāng)用本工程的最大能量夯擊時(shí),最后兩擊貫入度差值不得大于15 cm。
4)每一遍抽水時(shí)間由施工單位根據(jù)土層含水量、水位監(jiān)測(cè)情況確定,以確保達(dá)到強(qiáng)夯質(zhì)量為準(zhǔn)。
本文通過(guò)排水板+強(qiáng)夯綜合地基處理施工工藝在京唐港首鋼碼頭軟地基處理工程實(shí)例,闡述了塑料排水板+強(qiáng)夯施工工藝流程及質(zhì)量控制點(diǎn)。說(shuō)明用塑料排水板+強(qiáng)夯綜合處理軟地基是可行的,它解決了單一的真空預(yù)壓或堆載預(yù)壓處理軟地基時(shí)地基含水量回彈和強(qiáng)夯工藝處理不到位的問(wèn)題,是對(duì)真空預(yù)壓或堆載預(yù)壓處理軟地基和強(qiáng)夯工藝的互補(bǔ),值得在軟地基處理中加以推廣應(yīng)用。