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        真空預(yù)壓法在某軟基處理工程中的應(yīng)用

        2019-05-18 02:25:16■杜
        福建交通科技 2019年2期
        關(guān)鍵詞:淤泥監(jiān)測(cè)點(diǎn)真空

        ■杜 虎

        (福建省港航勘察設(shè)計(jì)院有限公司,福州 350002)

        1 引言

        真空預(yù)壓法作為一種常用軟基加固方法,以其工期短、施工安全、無污染環(huán)境、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于碼頭、港口、機(jī)場(chǎng)、工業(yè)與民用建筑等工程建設(shè),且在開山石、砂等堆載料越發(fā)難以獲得的實(shí)際市場(chǎng)條件下,建設(shè)者們的目光更多的從堆載預(yù)壓轉(zhuǎn)到了真空預(yù)壓的處理方法上。

        2 工程概況

        廣東某軟基處理工程,軟基處理區(qū)為碼頭后方吹填形成的陸域,港區(qū)原為圍海灘涂地基,由港池挖出的泥吹填至碼頭后方堆場(chǎng)造地,其上進(jìn)行地基加固,總處理面積為530085m2,劃分為兩個(gè)標(biāo)段,其中一標(biāo)段16個(gè)真空預(yù)壓加固區(qū),處理面積為375547m2,二標(biāo)段8個(gè)真空預(yù)壓加固區(qū),處理面積為124538m2。卸載標(biāo)準(zhǔn):(1)按照實(shí)測(cè)沉降曲線推算真空預(yù)壓期間的固結(jié)度大于85%;(2)連續(xù)5天實(shí)測(cè)地表平均沉降速率不大于2.5mm/d。

        3 地質(zhì)概況

        本工程的地基土為第四系沉積土和近期人工吹填土,主要土層有淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土等,本土層中的淤泥及淤泥質(zhì)土,具有含水率高、壓縮性大、強(qiáng)度低、透水性差的特點(diǎn),為欠固結(jié)土,是本項(xiàng)目的主要加固土層,且各加固區(qū)淤泥質(zhì)土分布厚度不均,個(gè)別區(qū)粉土層較厚。

        4 施工工藝

        4.1 鋪設(shè)土工布及竹筋

        在原地面鋪設(shè)編制土工布一層,主要起兜砂作用,防止上部排水砂墊層被擠入淤泥,減小橫向排水通道。土工布上鋪設(shè)人工編排毛竹架,橫、縱向間距500mm,提高地基承載能力。

        4.2 鋪設(shè)排水砂墊層

        本工程中粗砂墊層厚度為1m,中粗砂墊層的鋪設(shè)質(zhì)量是影響真空預(yù)壓水平排水的關(guān)鍵,為保證真空預(yù)壓的施工質(zhì)量,施工中嚴(yán)格控制吹填中粗砂的含泥量<5%。

        4.3 打設(shè)塑料排水板

        本工程打設(shè)塑料排水板呈正方形布置,間距為1m,打設(shè)深度根據(jù)插板前對(duì)打設(shè)區(qū)加密探摸確定,最大深度為22m,采用由挖掘機(jī)改造的插板機(jī)進(jìn)行施打,施工時(shí)嚴(yán)格按照位置點(diǎn)、打設(shè)深度等控制施打位置偏差、回帶長(zhǎng)度、外露長(zhǎng)度等,對(duì)于超過回帶長(zhǎng)度的及時(shí)補(bǔ)打。

        4.4 泥漿攪拌樁施工

        密封墻采用深層淤泥攪拌樁,泥漿摻入比為25%,比重1.3~1.35,樁徑為 Φ70cm,密封墻寬 1.2m,搭接寬度為20cm。打設(shè)方式采用四噴四攪方式。根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)每個(gè)區(qū)四邊以50m間隔鉆取土樣,確保深度超過吹填砂層進(jìn)入淤泥層1m,從而保證真空預(yù)壓施工中密封的可靠性。

        4.5 真空預(yù)壓施工

        以下為真空預(yù)壓的操作過程:

        (1)按照工藝要求,將真空泵、真空管、出膜口按密封要求連接好。

        (2)接好泵、真空管及膜內(nèi)真空傳感器,并讀記初讀數(shù)。

        (3)在射流箱處,接好進(jìn)水管,并在箱內(nèi)注滿水。

        (4)在加固范圍內(nèi)按要求設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。

        (5)開動(dòng)離心泵進(jìn)行真空抽氣,在真空過程中要觀測(cè)泵、真空管、膜內(nèi)土體的真空度、地表的總沉降等。

        5 加固效果分析

        5.1 分層沉降監(jiān)測(cè)

        本工程A-17區(qū)設(shè)置分層沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)1組,位于加固區(qū)中間,沿深度共設(shè)置7個(gè)分層沉降測(cè)點(diǎn),具體測(cè)試曲線如圖1,其中FC(*)代表分層沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的編號(hào),*表示分層沉降磁環(huán)埋設(shè)標(biāo)高。

        根據(jù)A-17區(qū)分層沉降曲線,截止2015年2月21日,打設(shè)塑料排水板期間的累計(jì)沉降量為886mm,預(yù)壓期沉降量為1233mm,最終累計(jì)總沉降量為2119mm。截至2015年2月21日,連續(xù)5天實(shí)測(cè)沉降速率為2.2mm/d,小于設(shè)計(jì)要求的2.5mm/d的控制指標(biāo),且根據(jù)實(shí)測(cè)沉降曲線推求固結(jié)度為85.3%,大于設(shè)計(jì)要求85%的固結(jié)度指標(biāo),滿足設(shè)計(jì)要求的卸載標(biāo)準(zhǔn)。

        圖1 A-17區(qū)分層沉降監(jiān)測(cè)曲線

        根據(jù)沉降曲線圖1分析,A-17區(qū)分層沉降量沿深度逐漸減小,在真空預(yù)壓法地基處理后,地基各主要壓縮土層,單位厚度沉降量平均為61.6mm/m,地基處理效果明顯。在整個(gè)施工過程中,地基沉降速率緩慢減小,沉降曲線圖斜率逐漸減小,趨于收斂,最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求的卸載固結(jié)度及沉降速率。

        5.2 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)

        本工程在A-17加固區(qū)中間設(shè)置孔隙水壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)1組,包含7個(gè)孔隙水壓力測(cè)點(diǎn),分別布置在加固區(qū)內(nèi)不同深度。具體測(cè)試曲線如圖2。其中U(*)代表孔隙水壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)的編號(hào),*表示孔隙水壓力探頭埋設(shè)標(biāo)高。

        根據(jù)圖2所示,從不同深度孔隙水壓力消散曲線可見,真空壓力是從膜面逐漸向下傳遞的,后期隨著真空預(yù)壓時(shí)間的延續(xù),真空壓力傳遞逐漸穩(wěn)定,孔隙水壓力曲線開始逐漸平緩,各測(cè)點(diǎn)孔壓消散較好,真空預(yù)壓效果明顯。

        圖2 A-17區(qū)孔隙水壓力監(jiān)測(cè)曲線

        5.3 深層水平位移監(jiān)測(cè)

        本工程在A-17區(qū)的南側(cè)布置了1組深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)布置在加固區(qū)壓膜溝外側(cè)中部。根據(jù)A-17區(qū)南側(cè)的深層水平位移監(jiān)測(cè)曲線(圖3)表明,在整個(gè)施工期,深層水平位移隨著真空預(yù)壓時(shí)間的增長(zhǎng),累計(jì)位移量逐漸增大,其中最大位移量位移為454.5mm,水平位移方向指向加固區(qū)內(nèi),其中位移速率表現(xiàn)為初期最大,后期變緩的變形特點(diǎn),初期最大水平位移變形速率為17.9mm/d。由水平位移曲線分析,17.0m深度范圍內(nèi)的上部土體累計(jì)水平位移量較大,說明真空預(yù)壓效果較好;在17.0m深度以下的土體,累計(jì)水平位移量?jī)H有26.4mm,結(jié)合分層沉降曲線及原位測(cè)試結(jié)果可知,17.0m以下土體強(qiáng)度較高,性質(zhì)相對(duì)較好。

        圖3 A-17區(qū)南側(cè)深層水平位移監(jiān)測(cè)曲線

        5.4 取土試驗(yàn)

        本工程在A-17區(qū)加固前后分別進(jìn)行了1組取土試驗(yàn),通過對(duì)表1加固前后土工參數(shù)對(duì)比表的分析可知,加固區(qū)地基加固后地基土含水量較加固前低10%~30%(其他區(qū)最大減小40%),孔隙比較加固前減小10%~40%,壓縮模量較加固前增大1.1~1.8倍,地基土力學(xué)性質(zhì)明顯改善。

        表1 A-17區(qū)加固前后土工參數(shù)對(duì)比表

        5.5 十字板剪切試驗(yàn)

        本工程A-17區(qū)在加固前后十字板試驗(yàn)曲線對(duì)比如圖4所示。

        圖4 A-17區(qū)加固前后十字板試驗(yàn)對(duì)比曲線

        根據(jù)圖4可知,加固區(qū)地基加固后,地基土十字板抗剪強(qiáng)度較加固前增大1.2~7.1倍,地基土力學(xué)性質(zhì)明顯改善。

        6 結(jié)論

        (1)真空預(yù)壓法作為一種技術(shù)比較成熟的軟基處理施工工藝,適用于面積大、淤泥深、工期緊的地基處理工程,加荷速度快、加載時(shí)不會(huì)出現(xiàn)地基失穩(wěn)、加固效果明顯。

        (2)施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)過程管控,尤其橫向、豎向排水通道的順暢以及密封系統(tǒng)的可靠性,是確保軟基加固效果的重要保障。

        (3)應(yīng)加強(qiáng)軟基處理過程中的監(jiān)測(cè)工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象,從而對(duì)施工形成有效指導(dǎo),以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、節(jié)約工期、保證質(zhì)量。

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