楊曉華,洪小毛
(1.江西省水利科學(xué)研究院,江西 南昌 330029;2.江西省都昌縣水務(wù)局,江西 都昌 332600)
舍埠排灌站是江西省新建縣松湖鎮(zhèn)藥湖聯(lián)圩樁號(hào)28+550處的一座泵站。承擔(dān)著該圩區(qū)范圍內(nèi)的灌溉和排澇功能。由于當(dāng)時(shí)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低,歷年來的洪水期間,藥湖聯(lián)圩險(xiǎn)情時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重威脅圩區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。舍埠排灌站經(jīng)過三、四十年的運(yùn)行,隨著灌溉和排澇標(biāo)準(zhǔn)的普遍提高,泵站已不能滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。2008年,當(dāng)?shù)卣疀Q定對(duì)舍埠排灌站進(jìn)行拆除重建。施工方在拆除重建過程中,發(fā)現(xiàn)開挖后地基為軟弱地基,強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求,通過論證采取了一定的措施,進(jìn)行地基處理,保證了基礎(chǔ)的穩(wěn)定[1]。
工程區(qū)內(nèi)地層情況主要為現(xiàn)代人工填工、第四系沖積層及第三系粉砂巖系。
(1)人工填土:黃色、黃褐色,主要由粘土、壤土、砂壤土組成,局部為少量亞粘土,土層稍緊,粘塑性較好,可搓成粗條,厚度為9.00 m,主要分布于堤身。
(2)第四系沖積層
壤土:黃色、黃褐色,土層較緊密,粘性中,可塑,可搓成條,含水量中等,有較多的粉粒,局部地段含有粉細(xì)砂夾層,主要分布于堤基及堤內(nèi)階地上,厚度較穩(wěn)定,一般為 2.15~3.00 m。
粉細(xì)砂:黃色,中密,松散,粘粒含量少,無粘性,主要由粉細(xì)砂組成,分選性及磨圓度較好,成份以石英為主,次為白云母,分布較均一,厚度 2.50~3.00 m。
砂礫石:黃色,局部為灰色,中密,主要由中粗砂及礫石組成,中粗砂占50%~65%以上,礫石占35%~45%,直徑2~3 cm,成份以石英為主,呈滾圓狀,分布穩(wěn)定,層厚 5.15~7.30 m。
(3)第三系粉砂巖系:泥質(zhì)粉砂巖,灰色,厚層狀泥質(zhì)膠結(jié),巖石質(zhì)地為弱風(fēng)化。
舍埠排灌站地面設(shè)計(jì)高程27.86 m,穿堤箱涵底板高程 16.10 m,防洪閘、消力池底板高程 15.60 m,泵房底板高程 15.30 m。 資料表明,該地段在高程 15.61 m~18.86 m 的范圍內(nèi)為壤土,高程 12.60 m~15.61 m 范圍內(nèi)為粉細(xì)砂層,且該地基地下水具有承壓性,承壓水位為19.50 m。
開挖時(shí),首先按照設(shè)計(jì)交底時(shí)布設(shè)的控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量放樣,定出開挖邊線,再按1∶1的邊坡比例進(jìn)行開挖,挖到高程16.60 m時(shí),兩邊各設(shè)置一個(gè)寬度為1.50 m的平臺(tái),平臺(tái)以下開挖邊坡放緩至1∶2,這樣既有利于邊坡的穩(wěn)定,也可兼作施工平臺(tái)。
穿堤箱涵、防洪閘、消力池的基坑在實(shí)際開挖過程中,因承壓水位比底板高程高出3~4 m,建基面上的壤土覆蓋層不能滿足壓重要求,從而出現(xiàn)流砂,地下水沿坑底冒出,邊坡塌方嚴(yán)重,需進(jìn)行基礎(chǔ)處理。
基礎(chǔ)在高程15.60 m以下約有3.00 m的粉細(xì)砂層,屬軟弱地基,必須采取相應(yīng)的加固措施,以提高基礎(chǔ)的承載力。參建各方在綜合分析以后,提出了采用松木樁結(jié)合拋石擠淤的方法來處理軟弱地基。實(shí)踐證明,該方法不僅施工速度快,而且費(fèi)用也較為經(jīng)濟(jì)合理。
粉砂層以下為砂礫層,可做為持力層使用。設(shè)計(jì)松木樁作擠密時(shí),運(yùn)用以下公式計(jì)算:
其中:Pa—單樁承載力,kN;
ψ—縱向彎曲系數(shù),與樁間土質(zhì)有關(guān),一般可取1;
φ—樁材料的應(yīng)力折減系數(shù),木樁取0.5;
[σ]—樁材料的容許壓力,kPa;
A—樁材料的截面積,m2。
通過計(jì)算,選用樁徑Φ14 cm,長3.00 m的松木樁,梅花型布置,間距為0.80 m。
首先保護(hù)好樁頭,將松木樁尾部削成尖錐狀;打入松木樁前,先開挖至溝槽底面標(biāo)高,人工整平;采用液壓挖掘機(jī)壓入松木樁;壓樁時(shí),一般是由基坑兩邊往內(nèi)圈施壓,這樣可以使擠密效果更好;壓樁完畢后,按設(shè)計(jì)高程鋸平樁頭,使每根樁的樁頂高程基本保持在同一水平面,然后進(jìn)行塊石擠淤施工。
測(cè)量放樣,繪制出拋石擠淤處理范圍的地形平面圖,報(bào)監(jiān)理工程師核定。
(1)拋石前,清理表層的一些雜物,經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)后進(jìn)行下一步的施工。
(2)拋石采用小松PC220-8挖掘機(jī)進(jìn)行,施工方法為進(jìn)占法,塊石大小需搭配合理。
(3)由挖掘機(jī)在作業(yè)半徑范圍內(nèi)均勻拋投第一層塊石后,挖掘機(jī)來回走動(dòng)進(jìn)行碾壓。
(4)第一層塊石沉入后不再下沉,可進(jìn)行第二層塊石拋投,完成后用同樣的方法進(jìn)行碾壓,若塊石無明顯沉降,再向前延伸進(jìn)行下一段施工。
(5)以上工序反復(fù)進(jìn)行,至塊石面達(dá)到設(shè)計(jì)高程,塊石夯填寬度兩邊各比建筑物建基面寬1.0 m。
基礎(chǔ)經(jīng)過松木樁和拋石擠淤加固處理,確認(rèn)無沉降,達(dá)到了設(shè)計(jì)承載力要求后,再在塊石面層鋪20 cm砂礫石,碾壓達(dá)到要求后,報(bào)監(jiān)理工程師同意,然后澆筑砼墊層,至此,基礎(chǔ)處理完畢。
穿堤建筑物在新建或重建時(shí),軟弱地基和砂礫石透水地基較為常見,如何處理這些軟弱地基,減少基礎(chǔ)內(nèi)的沉降和不均勻沉降,是必須重視的問題。舍埠排灌站基礎(chǔ)采用松木樁結(jié)合拋石擠淤的方法來處理,方案可靠,施工進(jìn)度快,經(jīng)濟(jì)合理。
[1]章國珍,黃淑芳.中小型穿堤建筑物基礎(chǔ)處理方法[J].江西水利科技,2009(4).
[2]龍洪亮.松木樁處理軟弱地基的方法[J].內(nèi)江科技,2007(6).
[3]江西省水利水電基礎(chǔ)工程有限公司.江西省鄱陽湖區(qū)二期防洪工程第五個(gè)單項(xiàng)藥湖聯(lián)圩藥新3標(biāo)施工管理報(bào)告[R].2011.