降水联合低能级强夯法在地基预处理中的应用

降水联合低能级强夯法在地基预处理中的应用

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摘要:场地形成时间短、含水量高、松散、严重欠固结、严重液化的特征。吹填土厚度、成份不均,呈南薄北厚势,有些区域能存在淤泥包。施工期间主要关注孔隙水压力变化、地面沉量、夯沉量及对江堤道路的影响。施工场地分为A型、B型、C型三种类型处理区域。地基土经强夯处理后得到有效加固,承载力均不低于80kpa,满足人员、机械进场施工条件。

关键词:地基;方案比选;沉降;静探、标贯检测;

1.工程概述

本工程位于江苏省启东市启隆镇,为崇明岛长江口北支新村沙筹建的住宅工程,本项目启动区北侧紧邻长江堤岸,南侧为启隆乡闸港村。项目启动区的总占地面积约40万平方米。本项目地基需处理范围共为7个启动区(1-7号地块),分为一、二两个标段。一标段包含7号地块,二标段包含1-6号地块。

2.地质水文概况

1.地形及地貌

本场地属长江三角洲前缘,其地貌应属于冲积平原河口相。根据现场踏勘和建设单位提供资料可知,现场地主要为吹填形成,吹填时间约为5年,吹填厚度约4m,且现场地为空地,表层有大量的芦苇等植物,多处地势低洼处有积水,地形有一定起伏。场地标高在3.52~1.14m之间,高差2.38m,据初步勘察资料中钻孔孔口标高统计,场地平均标高约1.9m。

2.场地地下水文条件:

本拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型,其水位动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发等,地下水位丰水期较高,枯水期较低。勘察期间,实测取土孔内的地下水稳定水位埋深0.30~2.40m之间。根据区域水位地质资料,常年最高水位埋深为0.50m,

3.工程地质条件:

3.方案比选

由于场地形成时间短、含水量高、松散、严重欠固结、严重液化的特征。且表层淤泥分布范围广、厚度变化大,前期施工人员、机械无法进场。

通过与设计人员、地基处理专家的论证,结合参与过具有相同地质条件的绿地**项目、恒大**项目实践过的地基处理方法:降水联合低能级强夯法、砂井预压、挤密砂桩、钢筋砼桩复合地基、沉管灌注桩复合地基、堆载预压、真空预压、振冲、注浆、化学拌合法等,选用降水联合低能级强夯法进行地基处理。强夯三遍后的有效加固深深度不小于6m。处理后地基承载力特征值大于80kPa。以满足施工人员、施工机械进场施工。

4.施工技术要求

1)场地清表可简化。低洼积水处系新近道路修填方取土所致应无清淤问题,。可采用排水后直接分层填实处理。

2)吹填土厚度、成份不均,呈南薄北厚势,有些区域能存在淤泥包。

3)应根据吹填土厚度及淤泥分布情况,选择两处典型区域进行。试夯,,以便合理确定不同区域的单位夯击能、夯点间距、每个夯点击数及前后两遍夯击的间歇时间等施工技术参数。对于淤泥较厚区域,必要时可打设砂井或塑料排水板等措施,加速土体固结,防止夯击时发生橡皮土现象。

4)强夯前采用轻型井点降水可行,当强夯分区确定后,每个分区的外围封闭井点支管间距宜取1,2m,且在夯击时保留不拔。轻型井点的冲孔直径不应小于30cm,应明确每孔灌砂量要求。运行真空度不应小于65kPa。

5)强夯加固应明确地基承截力要求,建议不小于80kPa.施工检测内容很多,宜突出重点.如施工期间主要关注孔隙水压力变化、地面沉量、夯沉量及对江堤道路的影响,加固后应进行平板载荷试验验证地基承载力,明确有效加固深度,采用室内土工试验以及必要的原位测试掌握加固土的物理力学指标,如静力触探、标准贯入等。

根据施工场地吹填土厚度的不同,现场分别选取三个1000㎡区域进行试夯,根据试夯结果,将施工场地分为A型、B型、C型三种类型处理区域,其采用的技术参数如下:

5.质量控制

1)A型区域(一般区)采用三遍强夯,第一遍强夯采用1200kN.m能级,第二遍强夯采用1500kN.m能级,每点3击,夯点间距为5x5m;第三遍满夯采用1000kN.m能级,每点2击,夯印1/4搭结。一、二遍强夯施工的间歇时间不小于10天,二、三遍强夯施工的间歇时间不小于7天。

2)B型区域(冲填土较厚区域及积水坑区)采用四遍强夯,第一遍强夯采用1200kN.m能级,第二、三遍强夯采用1500kN.m能级,每点3击,夯点间距为5x5m;第四遍满夯采用1000kN.m能级,每点2击,夯印1/4搭结。一、二、三遍强夯施工的间歇时间不小于10天,三、四遍强夯施工的间歇时间不小于7天。

3)C型区域(冲填土较薄区域)采用两遍强夯,第一遍强夯采用1200kN.m能级,每点3击,夯点间距为5x5m;第二遍满夯采用1000kN.m能级,每点2击,夯印1/4搭结。一、二遍强夯施工的间歇时间不小于10天。

4)场地满夯推平后必须进行碾压,碾压遍数为1遍稳压,2遍振动碾压。相邻碾压遍间正交行使碾压。碾压应在满夯后10天左右进行,采用激振力不小于350kN的振动压路机,碾压搭接宽度为50cm,振动碾压速度控制为每分钟不大于50m。

5)强夯之前、第一遍强夯与第二遍强夯之间以及B型区域第二遍强夯与第三遍强夯之间采用真空轻型井点降水。

①(A型区域)井管采用矩形布置,井点间距4m,井点采用4m和6m长的井点间隔布置,卧管排距2m;场地整平后,降低水位至地面以下2m,且待降水开始至少5天后再进行第一遍强夯施工;第一遍强夯后立即整平场地,插入井管进行第二次降水24小时以上且降低水位至地面以下2m,再进行第二次强夯施工。一、二遍强夯施工的间歇时间不小于10天。第二遍强夯结束后进行第三遍强夯,且二、三遍强夯施工间歇时间不小于7天。

②(B型区域)井管布置同A型区域,在二、三遍强夯之间增加一次降水,降水24小时以上且降低水位至地面以下2m,一、二、三遍强夯施工的间歇时间不小于10天,三、四遍强夯施工的间歇时间不小于7天。

③(C型区域)井管采用矩形布置,井点间距4m,井点采用2m长井点,卧管排距4m。场地整平后,降低水位至地面以下2m,且待降水开始至少3天后再进行第一遍强夯施工;第一遍强夯结束后进行第二遍强夯,且一、二遍强夯施工间歇时间不小于10天。

④在降水区域外围设置隔水井点,在降水及强夯期间一直保持抽水的状态,以阻隔其他区域的地下水对降水区域进行补给,降低降水及强夯的效果。封管据施工区域外4.0m,井管长2.0~6.0m,滤头长1.5m,间距2.0m。

⑤井点降水时,应对埋设的水位观测管进行观测,每天定时观测水位2~4次;每台真空泵控制抽水面积不宜超过500~600㎡。

1)强夯施工采用圆形夯锤,采用重锤低落距施工工艺,夯锤直径2.5m,夯锤应设若干上下贯通气孔,孔径为250~300mm,夯锤应完整,不应有缺口破损。落距为锤重心至地面距离,可近似取锤底至地面垂直距离,施工过程中应严格按照设计施工,一、二、三遍强夯施工前应进行落距调整。

2)降水施工前,场地东西两侧靠近的场地外围开挖排水沟,南北侧及场地中间根据降水情况,需要时也应开挖排水沟,排水沟交界部位开挖集水坑设置潜水泵排水。场地内侧开挖排水沟,排水沟需在一、二遍强夯结束后,整平施工场地,回填压实排水沟处,对排水沟及周边处进行一、二遍强夯施工,随后推平场地,再对整个场地进行后续强夯施工。

6.夯后检测

地基处理效果测试强夯施工完成14~28天后进行

静探、标贯检测曲线图如下

7.结语

根据监测数据综合分析及夯后桩基等机械进场施工过程判断,得出以下结论:

1)地基土经强夯处理后得到有效加固,承载力均不低于80kpa,满足人员、机械进场施工条件。

2)该地基处理方案相对造价较低,施工工艺成熟,效果显著,技术可靠。适于新吹填场地的预处理,尤其工期紧张的项目。

3)施工宜避雨季,施工过程中,根据淤泥厚度将地块分成不同区域,设置排水沟,做防雨季施工排水措施,减少对周边道路和江堤的影响。

4)场地内地基土经排水强夯处理后主固结基本完成,次固结变形是长期的,在后续建筑物的施工需加强变形观测。

参考文献

[1]刘增荣.土力学[M].上海:同济大学出版社,2005

[2]雷鸣,王星华.堆载预压法处理软土地基机理与实践[J].西部探矿工程,2005

[3]韩晓雷.土力学地基基础[M].北京:冶金工业出版社

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