趙鵬飛,吳 沙
(華北水利水電工程集團(tuán)有限公司,天津 300170)
臺(tái)州東部新區(qū)涂面整理工程主要建設(shè)內(nèi)容為吹填和軟基處理,其中軟基處理區(qū)域?yàn)樵摴こ讨形鲄^(qū),面積約147 萬m2。中西區(qū)內(nèi)地塊區(qū)進(jìn)行淺層一次處理,道路區(qū)在淺層處理后上砂墊層再進(jìn)行深層處理。河道區(qū)和星湖區(qū)在進(jìn)行淺層一次處理后,再進(jìn)行無砂墊層深層處理,總面積約8 萬m2,如圖1所示。
圖1 河道區(qū)和星湖區(qū)示意
圖中填充陰影處為河道區(qū)及星湖區(qū)無砂墊層二次處理軟基處理區(qū)域,空白處為河道及星湖,在后期施工中將對(duì)未處理區(qū)域進(jìn)行水力沖挖。
相較于上砂墊層后的深層軟基處理,無砂墊層深層軟基處理省去了砂墊層,使得成本大大降低,且無需等待砂資源供應(yīng),使工程不會(huì)因砂資源緊缺而影響施工推進(jìn)。但由于缺少了砂墊層,一次處理后區(qū)塊承載力較差,所以增加了后續(xù)工藝性施工難度。
工藝性施工是軟基處理的關(guān)鍵,直接影響到后期真空維護(hù)的難度及處理后的結(jié)果,施工步驟如圖2所示。
圖2 無砂墊層深層軟基處理工藝性施工步驟
由于缺少砂墊層,一次處理后區(qū)塊的地基承載力較弱,區(qū)塊內(nèi)變得高低起伏,非常不平整,且區(qū)塊表面較為濕滑,因此對(duì)機(jī)械插板施工提出了較高的安全要求。本項(xiàng)目采用軌道式插板機(jī)和履帶式插板機(jī)2種插板機(jī)械,如圖3所示。
圖3 軌道式插板機(jī)(左)和履帶式插板機(jī)(右)
軌道式插板機(jī)機(jī)身輕便,組裝簡單,插板效率較高,振動(dòng)錘能有效穿透硬層,底座面積較大,穩(wěn)定性高。根據(jù)機(jī)械主架類型不同,又分為井字架式和門架式插板機(jī)。井字架式插板機(jī)采用矩形主架,機(jī)身較門架式輕便。門架式插板機(jī)機(jī)身相對(duì)較重,機(jī)械結(jié)構(gòu)較井字架式復(fù)雜,該施工區(qū)域采用井字架式插板機(jī)。
履帶式插板機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)為柴油機(jī),插板采用液壓驅(qū)動(dòng),行動(dòng)較為靈活,但插板傾斜度不易控制,在軟弱地基上穩(wěn)定性不高,需鋪設(shè)鋼板,以減小對(duì)區(qū)塊的壓強(qiáng)。在鋪設(shè)鋼板之后,履帶式插板機(jī)在軟土地基上的穩(wěn)定性要優(yōu)于軌道式插板機(jī)。
現(xiàn)場施工由2 種機(jī)械配合進(jìn)行,較軟區(qū)域及靠近密封溝的區(qū)域采用履帶式插板機(jī)施工,其余施工條件較好的區(qū)域采用軌道式插板機(jī)施工。在施工過程中,需注意以下幾點(diǎn)。
(1)由于沒有砂墊層,區(qū)塊表面較為濕滑且不平整,軌道式插板機(jī)往前推進(jìn)更換軌道時(shí),在行走過程中,作業(yè)人員一定要注意安全。
(2)插板機(jī)在施工前需先進(jìn)行放樣,但因區(qū)塊表面有泥層,插板板芯在下雨后會(huì)被沖走或者滑移,導(dǎo)致放樣工作重復(fù)進(jìn)行,施工效率較低。經(jīng)研究,在軌道式插板機(jī)的橫梁兩端系一根繩子,再在繩子上按設(shè)計(jì)插板距離做好標(biāo)記,如圖4 所示。只需在軌道式插板機(jī)施工區(qū)域最邊上一側(cè)進(jìn)行垂直推進(jìn)方向的放樣,橫向插板便可按繩子上所做標(biāo)記施工,效率明顯提高。
圖4 軌道式插板機(jī)放樣方法
(3)插板機(jī)在經(jīng)過密封溝時(shí),需在密封溝內(nèi)墊足量的泡沫板及竹芭,防止因其自重過大而壓彎甚至壓斷鋼軌,發(fā)生事故。
(4)由于河道和星湖區(qū)域未進(jìn)行處理,插板施工需從遠(yuǎn)離未處理區(qū)域的一側(cè)開始,防止區(qū)塊向未處理側(cè)擠壓。
黏土密封墻施工一般在區(qū)塊插板完成后進(jìn)行,以免造成已施工好的密封墻擾動(dòng)和擠淤,影響密封效果。由于缺少砂墊層,該施工區(qū)域承載力較弱,密封墻攪拌樁機(jī)需在底部墊鋼板才能施工。由于樁機(jī)本身無法挪移鋼板,需配合挖機(jī)施工,施工效率較低。插板后表層地基吸水回軟,即使墊上鋼板,挖機(jī)在表層行走對(duì)表層地基破壞仍較嚴(yán)重,甚至破壞已插好的排水板,對(duì)后期綁管乃至真空維護(hù)的影響都非常大,如圖5所示。
圖5 挖機(jī)行走后的區(qū)塊
為保證施工質(zhì)量和提高施工效率,經(jīng)研究后,決定使用長臂挖機(jī)代替密封墻攪拌樁機(jī)施工。長臂挖機(jī)有較長的施工距離,挖深能滿足施工要求,充分?jǐn)嚢韬蟮拿芊鈮ν瑯泳哂辛己玫闹顾?、隔氣效果。挖機(jī)在密封墻邊施工,不會(huì)對(duì)已插好排水板的區(qū)域造成影響,如圖6所示。
圖6 長臂挖機(jī)密封墻施工
由于沒有砂子,淺層處理時(shí)的密封溝在養(yǎng)水補(bǔ)泥處理后,仍可作為深層處理時(shí)的密封溝。但由于一次處理后區(qū)塊內(nèi)縮,淺層處理時(shí)沿邊的排水板和濾管暴露在密封溝內(nèi),在鋪設(shè)無紡布時(shí),需在四側(cè)拓寬鋪設(shè)范圍。具體拓寬長度以能夠包裹住密封溝內(nèi)排水板和濾管為準(zhǔn),防止后續(xù)鋪設(shè)的密封膜被密封溝內(nèi)裸露的排水板和濾管破壞。
將排水板綁扎至濾管時(shí),由于排水板與支管方向垂直,并在插板時(shí)預(yù)留了足夠的板頭長度,可先將排水板扭轉(zhuǎn)至與濾管平行,再綁扎到濾管上(在保證施工質(zhì)量的前提下,若施工難度較大,可考慮更換主管和支管方向,即主管按長邊布置,支管按短邊布置,這樣則不需要扭轉(zhuǎn)排水板)。然后,用包頭布密實(shí)包扎排水板與濾管連接處,再用扎帶將包頭布綁扎,綁扎后排水板不能在濾管上滑動(dòng)。繩結(jié)要求在排水板側(cè)面,并為死結(jié)。在綁扎的過程中,需注意以下事項(xiàng):由于缺少砂墊層,一次處理結(jié)束揭膜后,濾管暴露在表面,深層插板施工過程中,勢必會(huì)打斷濾管,濾管打斷后,部分?jǐn)嗫谌舨惶幚韺⒂锌赡軙?huì)在后續(xù)抽真空時(shí)將膜戳穿。因此,在二次處理綁管時(shí),若發(fā)現(xiàn)有斷口朝上的破碎濾管,必須將斷口朝下,并埋入土內(nèi)。
無紡布宜順風(fēng)鋪設(shè),縫合方向與濾管方向宜交叉成“井”字形。將縫制好的無紡布人工抬入?yún)^(qū)塊后平整展開,鋪布時(shí)嚴(yán)禁踩踏濾管。無紡布之間連接采用工業(yè)縫紉機(jī)縫合或綁扎繩綁扎,工業(yè)縫紉機(jī)縫合搭接寬度5 cm 左右;綁扎繩綁扎搭接寬度不大于20 cm,綁扎間距20 cm 左右。區(qū)塊邊緣處無紡布與濾管用綁扎繩綁扎牢固,如圖7所示。
圖7 無紡布鋪設(shè)
工藝性施工進(jìn)入后期,須進(jìn)行鋪膜、抽真空的準(zhǔn)備工作。鋪膜和抽真空是緊密聯(lián)系的兩道工序,鋪膜之后必須馬上開泵抽真空,避免真空膜被風(fēng)吹起。
鋪膜之前,需先將真空膜抬入?yún)^(qū)塊內(nèi),根據(jù)膜的尺寸和重量組織足夠工人,嚴(yán)禁拖地、損壞;同時(shí),先由施工隊(duì)進(jìn)行自檢巡查,清理區(qū)塊表面硬物以及三通、四通處的鐵絲頭。若迎著微風(fēng)鋪膜,可將膜口適當(dāng)放低,以防被風(fēng)吹起撕裂。若無風(fēng)或者順風(fēng)鋪膜,則宜將膜拉到齊肩高以鼓入適量空氣方便真空膜拉開。
鋪設(shè)真空膜之后,要求當(dāng)天鋪膜當(dāng)天出水,必須馬上布泵并通電抽真空。
將合格的真空泵、水箱、配電箱等抬入?yún)^(qū)塊,將真空泵與預(yù)先安裝的出膜裝置連接,真空膜與出膜裝置必須包扎密實(shí)。水箱、電箱等不能直接接觸膜面,必須用無紡布等做好隔離保護(hù)工作。電路經(jīng)過電工檢驗(yàn)后通電,開泵抽真空,要求所用電纜線全部用毛竹三腳架架空(若泥漿較稀無法架空,可等土體初步固結(jié)后再架空)。
由于施工區(qū)域?yàn)樾麓堤钔粒?jīng)過一次處理后,土地承載力仍然不高。如果深層插板機(jī)不借助輔助性工作墊層,受限于自重荷載,那么必然產(chǎn)生下陷現(xiàn)象,這對(duì)施工安全與場地平整度都是不利的。在不鋪設(shè)砂墊層的情況下,有效解決措施是增大插板機(jī)與工作面的接觸面積。
軌道式插板機(jī)行進(jìn)借助于人工移動(dòng)鋼軌,考慮到施工效率問題,宜采用比較輕型的輔助工作墊層,如硬質(zhì)泡沫板與枕木相結(jié)合的工作墊層。
履帶式插板機(jī)與工作面的受力面積相對(duì)于軌道式插板機(jī)要大,但在其行進(jìn)過程中,履帶對(duì)工作面表面的破壞比較嚴(yán)重,宜采用剛度較大的輔助工作墊層,如鋼板作為工作墊層。
在施工過程中,應(yīng)當(dāng)著重記錄好使用不同尺寸、不同材料的輔助施工墊層時(shí)插板機(jī)的施工效率與工作場地的平整度狀況,以得出最佳的輔助性工作墊層。同時(shí),合理安排好插板的施工路線,避免對(duì)施工場地的二次擾動(dòng),是保證施工場地平整度的另一舉措。