摘要:地基处理是一项技术性很强的工作,合理的方案还需要落实到技术措施和施工质量的保证上,才能获得地基处理预期的效果,这不但要求认真制订技术措施的技术标准,保证施工质量,还要进行施工现场质量检验、试验和现场监测与控制,监视地基加固动态变化,控制地基的稳定性和变形的发展,检验加固的效果,确保地基方案顺利的实施。
关键词:地基处理,施工设计,施工技术
一、引言
随着经济社会的发展和科学技术的进步,我国建筑工程行业取得了飞速的发展。由于工程地质条件的差异,很多的天然地基不能满足建筑施工的要求,因此对地基进行加固和处理显得十分必要。地基处理能够改善剪切特性、压缩特性、透水特性以及动力特征,它对防止施工事故,保障建筑结构稳定和使用安全具有积极的意义。常用的地基处理方法与技术主要包括换填垫层法、强夯法、挤密桩法、砂石桩法等。
二、真空预压施工技术
(1)清基整平
清除地基处理范围内的塘梗、杂草等杂物。场地平整质量应满足《水运工程质量检验评定标准》(JTS257-2008)和设计的有关标准。
(2)铺设水平向排水砂垫层
清基后,铺设一层15kN/m土工布和一层双向土工格栅(TGSG2020),在真空预压区边界修筑小砂袋埝体,砂袋埝顶宽1.0m,高度0.5m。砂袋埝之间回填中粗砂作为水平向排水垫层,厚度0.5m。
施工技术要求:
①土工布搭接宽度要求:在工厂缝合,搭接宽度不少于5cm;现场缝合采用“丁缝”或“包缝”连接,连接宽度不少于20cm;
②土工格栅之间搭接宽度不少于20cm,并应绑扎牢固,要求每米不得少于1个绑扎点;
③砂垫层用砂要求采用含泥量小于5%的中粗砂;
④砂垫层平整度允许误差为±50mm
(3)打设塑料排水板
采用B型塑料排水板作为垂直排水通道,正方形布置,间距1.0m,排水板打设
深度应穿透淤泥质土层并进入下卧粘土层1.0m,上端露出砂垫层顶面不小于0.2m。
(4)开挖压膜沟和铺密封膜
先铺设一层15kN/m土工布,再铺设密封膜,密封膜采用三层聚氯乙烯薄膜。压膜沟进入不透水层深度至少50cm,后用粘土填压。
图9-1-3开挖压膜沟和铺密封膜示意图
施工工艺要求:
①压膜沟开挖深度可根据实际情况适当调整,但需进入相对不透气层至少0.5m;
②开挖压膜沟时如有塑料排水板,应沿沟边向上沿出,不能剪断;
③密封膜加工后的边长大于加固区相应边长4m,当加固区地质复杂时,适当加长密封膜并松弛铺设;
④密封膜采用热合法拼接,2块膜的搭接宽度不小于15mm,无热合不紧热穿现象,有孔洞时及时修补;
⑤分区压膜沟连接膜的处理,可采用搭接膜法,将两区的膜边压入压膜沟内,并将留出的塑料膜用土覆盖,待粘接下一个区的塑料膜。
(5)真空预压
上述工序完成后,开始抽真空,真空预压试抽气7~10天,当膜下真空度达到85kPa以后开始计时,预计抽真空180天左右,通过监测达到设计卸载要求后方可停泵卸载,真空预压结束。
施工工艺要求:
①试抽气7~10天后,当膜下真空度达到85kPa,真空荷载满载计时;
②真空预压时,膜下真空度要达到85kPa以上,保证800m2/台泵,并要求所有泵24小时满负荷工作(开泵率100%),应预留备用泵,以防止施工过程中泵的损坏。
③真空预压临时供电停电时,应自备足够的备用发电机以保证射流泵总量的1/3保持24小时满负荷工作。发电机须安装电量计量设备,以便对日用电总量进行控制。
(6)卸载
抽真空达到设计要求恒载满载时间,通过监测结果达到设计卸载要求标准停泵卸载,真空预压卸载标准:
①真空荷载满载不少于180天;
②最后10天沉降速率小于2mm/d;
③根据实测沉降曲线推算地基土预压荷载下固结度不小于85%。
(7)压膜沟换填卸载后,对两个区之间的公用压膜沟进行换填处理,换填深度不小于1.5m,采用中粗砂或开山石进行回填压实。
(8)分层回填开山石土
真空预压卸载后补填开山石土,分层碾压至交工标高+2.1m,采用激振力200~400kN的振动压路机进行振动碾压,碾压5~8遍,直至无轮迹。
分层碾压时每层填筑厚度不得大于30cm,填料要求:开山石土要求新鲜、坚硬、含泥量不超过10%,块石最大粒径应≤30cm。
(9)加固后检验
卸载后进行加固后取土、十字板、载荷板及压实度检测等原位测试试验,通过试验测定土性物理力学指标,对比分析地基土加固前后的变化情况及压实度。
(10)真空联合堆载预压
上述工序完成后,开始抽真空,当膜下真空度达到85kPa以后开始计时,预计抽真空180天左右,真空满载20天后,开始膜上分级堆载,联合堆载料采用粉细砂保护层0.5m和开山石堆载料1.2m,通过监测达到设计卸载要求后方可停泵卸载,真空预压结束。
施工工艺要求:
①试抽气7~10天后,当膜下真空度达到85kPa,真空荷载满载计时;
②真空荷载满载20天后开始膜上分级堆载,堆载前先铺一层土布(15kN/m),再铺设一层粉细砂(0.5m),用以保护密封膜,而后分级堆载开山石至设计标高,堆载开山石厚度1.2m;
③真空预压时,膜下真空度要达到85kPa以上,保证800m2/台泵,并要求所有泵24小时满负荷工作(开泵率100%),应预留备用泵,以防止施工过程中泵的损坏;
④真空预压临时供电停电时,应自备足够的备用发电机以保证射流泵总量的1/3保持24小时满负荷工作。发电机须安装电量计量设备,以便对日用电总量进行控制;
⑤土工布搭接宽度要求:在工厂缝合,搭接宽度不少于5cm;现场缝合采用“丁缝”或“包缝”连接,连接宽度不少于20cm;
⑥膜上堆载砂保护层应人工联合轻型机械铺设,并注意保护密封膜,堆载干密度≥16.5kN/m3;
⑦联合堆载的荷载应按设计高程和厚度控制,允许偏差+200mm/-0mm;停泵卸载时持载标高不得低于+2.1m;
⑧分级堆载粉细砂和开山石时间30天,要求30天时间内匀速加载,堆载过程中不得出现局部堆载超高或超快,临时停电期间禁止联合加载;
⑨真空联合堆载控制标准:
⒈预压区边缘沉降速率≤15mm/d;
⒉深层水平位移,向加固区外侧位移≤5mm/d;
⒊孔隙水压力⊿U/⊿P≤50%。当现场监测数据超过上述控制数据界限时,应暂停堆载施工,待监测数据稳定之后再安排联合堆载施工。
(11)卸载
抽真空及联合堆载达到设计要求恒载时间,通过监测结果达到设计卸载要求标准停泵卸载。
卸载标准:
①真空联合堆载预压满载不少于130天、真空预压时间不少于180天;
②最后10天沉降速率小于2mm/d;
③根据实测沉降曲线推算地基土预压荷载下固结度不小于85%。
(12)压膜沟换填
卸载后,对两个区之间的公用压膜沟进行换填处理,换填深度不小于1.5m,采用中粗砂或开山石进行回填压实。
(13)强夯及振动碾压
在真空预压卸载后强夯和振动碾压密实回填开山石土。
施工工艺要求:
①强夯夯锤底面半径0.9~1.0m,夯锤重量采用10~20t,普夯1遍,普夯能量为1000kJ,每点夯击3~4击,要求夯印搭接,且搭接部分不小于夯锤底面积的1/4;
②强夯完毕,补填开山石土后对表层土采用激振力为200~400kN的振动压路机振动碾压,碾压5~8遍,直至无轮迹,达到压实度要求为止;
③地基处理碾压后交工面标高+2.1m。
(14)、加固后检验卸载后进行加固后取土、十字板、载荷板及压实度检测等原位测试试验,通过试验测定土性物理力学指标,对比分析地基土加固前后的变化情况及压实度。
参考文献
1.《港口工程地基规范》(JTS147-1-2010);
2.《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
3.《真空预压加固软土地基技术规程》(JTS147-2-2009);
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