摘要:介紹強夯法在長江下游漫灘張家港地區(qū)軟基處理的應(yīng)用。從加固前后原位測試等數(shù)據(jù)的變化來評價強夯法在本地區(qū)的加固效果及推廣意義。
關(guān)鍵詞:強夯 地基基礎(chǔ) 排水固結(jié)、高真空排水
長江河漫灘地層主要為水動力作用沖積、淤積而成,淺部土層以高含水率、大孔隙比、欠固結(jié),高壓縮性、中高靈敏度軟土為主,包括淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)粉土及松散的粉砂等。漫灘區(qū)域形成形成陸地時間較短,一般地勢較低,土層常處于飽水狀態(tài)。為了能滿足各項工程用地要求,常需要對表層地基土進行地基處理。這里結(jié)合本地區(qū)實際采用的方法來介紹強夯及高真空排水結(jié)合法,以為本地區(qū)該技術(shù)推廣做一典型范例。
一、工程地質(zhì)概況
某工程位于張家港市大新鎮(zhèn),總用地面積約20萬平左右,場地原為農(nóng)田、河塘,民宅,現(xiàn)在為拆遷后空地,場地表層被沖填砂覆蓋,地形平坦,場地地理位置優(yōu)越,交通便利。場地地貌上屬于長江河漫灘,成陸時間短,主要分布為第四紀全新世地層和新近沖填土,場地10米以上土層分布情況如下:
第1-1層 沖填土:灰黃色,松散,濕,主要沖填為粉砂,含有石英、長石、云母等碎屑物。層厚0.00~4.0米,層厚不穩(wěn)定,強度不均勻。
第1-2層 素填土:灰黃色,軟塑,主要由粘性土組成,含有植物根莖,局部見有石灰質(zhì),層厚0.00~1.3米,層厚、層位不穩(wěn)定,強度不均勻。
第2層 粉質(zhì)粘土:灰黃色,軟塑,飽和,夾有薄層的灰色松散粉土或者粉砂,水平層理發(fā)育,局部見有少量的氧化物結(jié)核。切面光滑,無搖震反應(yīng),韌性中等,干強度中等。中高壓縮性。
第3層 淤泥質(zhì)粉土 青灰色夾灰黃色,松散,飽水,夾有流塑的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土或者松散粉砂,水平層理發(fā)育,砂主要由石英、長石等碎屑物組成。搖振反應(yīng)快,切面較粗糙,低干強度,低韌性。高壓縮性。
第4層 粉細砂夾粉質(zhì)粘土:青灰色,飽和,松散,局部稍密,主要由石英、云母、長石等碎屑物組成,級配差,分選性好,粉質(zhì)粘土軟塑-流塑,二者組成良好的水平層理。
第5層 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土:灰黃色,流塑,飽和,夾有松散的粉土或粉砂,具有水平層理,高壓縮性,層厚0.80~7.1米。平均厚度3.4米左右,層厚不穩(wěn)定,強度不均勻。
二、地基處理方案的比較
由于擬建工程場地原始地面標高為黃海標高2.5米左右,周邊道路標高為黃海標高3.7-4.0米左右,地勢較低,后業(yè)主以粉砂沖填至黃海標高3.5米,土層處于未固結(jié)狀態(tài),強度較低,厚度較大,不能滿足今后道路和建筑物地坪使用要求,需采用地基處理措施。若選擇樁基礎(chǔ)處理,效果較好,但范圍大,造價高,施工工期長;若選擇換土處理,面積較大,土層開挖時容易坍塌,填料需要分層夯實,增加了造價,延長了工期。
三、強夯和高真空排水地基處理設(shè)計施工
(一)技術(shù)要求:地基處理后地面承載力達到120KPa。
(二)強夯設(shè)備及高真空抽水設(shè)備:強夯設(shè)備采用25T履帶式起重機作為提升機具。夯錘重100KN,底面積4.5m2,錘底到錘面埋有5根ф100MM的通氣管,以降低夯擊的氣墊作用,錘頂采剛性吊環(huán),使用吊鉤得以迅速而方便的掛上。自動脫鉤裝置由船用脫鉤裝置改變而來,開鉤拉繩一端系在脫鉤裝置的把柄上,另一端穿過焊在吊車大鉤側(cè)板上的轉(zhuǎn)向滑輪,然后固定在吊車起重臂底部的軸上,當夯錘起吊到預(yù)定高度時,開鉤拉繩即張緊而拉開脫鉤裝置的鎖卡,使夯錘脫鉤下落。
(三)施工概況
利用成孔法安裝真空管,插管時應(yīng)保證真空管位置正確,插管間距為3.5m*4.0m,插管深度為6.0米左右,設(shè)置降水觀測孔,連續(xù)降水,定時測定出水流量,觀測水位降深,降水時間為4-5天,需保證地下水位最高處不小于自然地坪以下1.50米,然后進行第一次強夯,夯點間距為6m*4.0m,夯擊能為1000KN.m,當夯擊夯沉量后一次大于前一次的時候,可停夯,再進行真空管排水,以消散因強夯產(chǎn)生的超孔隙水,加速土體固結(jié)恢復(fù),待高真空排水3-6天后,即超孔隙水壓力消散70%后,進行下次強夯,連續(xù)兩次強夯的時間不宜低于5天,并適當增加夯擊能,每點擊數(shù)宜為4-6擊,夯擊間距和停夯標準可參照第一次夯擊標準執(zhí)行,停夯后進行高真空排水,排水結(jié)束后進行滿夯,對夯坑較深的部位進行填夯,夯平后以大功率壓路機進行機械碾壓壓實。
四、強夯效果
1、原位測試指標對比:
土層編號土層名稱原ps值平均值Mpa承載力估算kpa現(xiàn)ps值平均值Mpa承載力估算kpa提高幅度
1沖填土0.783653.80812693.8%
2粉質(zhì)粘土1.0121101.21612917.3%
3淤泥質(zhì)粉土0.792732.61211253.4%
4粉細砂夾粉質(zhì)粘土2.083912.108920.01%
5淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土0.9551000.9581000
注:根據(jù)Ps值確定承載力時,所用公式粘性土為:f0=0.075Ps+38(kPa);粉細砂為f0=0.02Ps+50(kPa),粉土為f0=0.036Ps+45(kPa)。
從靜力觸探數(shù)據(jù)可見,該地基處理方法效果顯著,尤其是滲透系數(shù)較大的沖填土和淤泥質(zhì)粉土,效果更加明顯,附典型靜探曲線對比圖,可見論文附圖。
2、淺層平板載荷試驗,對該試驗點共抽取了三個點進行試驗,載荷試驗承壓板邊長為0.8米,取s/b=0.0125,Q-S曲線可見附圖,承載力特征值分別為145kpa,170kpa,168kpa,均達到了不小于設(shè)計值120kpa的承載力要求??稍谌珡S區(qū)內(nèi)進行推廣采用該地基處理方法。
五、強夯和高真空排水相結(jié)合的方法的推廣
我市處于長江三角洲沖積平原上,有廣闊的長江沿線,在金港鎮(zhèn)、錦豐鎮(zhèn)、樂余鎮(zhèn)和常陰沙農(nóng)場大部分地段為長江河漫灘,成陸時間較短,自然地坪相對較低,而地下水位較高,為了提高場地自然地坪的高度,節(jié)約填筑的成本,我們可建議推廣使用以粉細砂沖(吹)填,并采用強夯和高真空排水相結(jié)合的方法提高表層土強度,以滿足建(構(gòu))筑物或地坪使用要求。
在該方法的使用過程中尚應(yīng)注意保護周圍的環(huán)境,比如管線、建筑物的穩(wěn)定性等,并應(yīng)注意施工中的安全。對場地進行選點試驗,經(jīng)相關(guān)檢驗檢測滿足設(shè)計要求,對全場地進行推廣后,對整場地仍應(yīng)進行檢驗、檢測,選點和檢測過程應(yīng)符合規(guī)范要求。
參考文獻:
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2010)
《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79-2012)