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  3. 安徽興鼎建設有限公司

    Anhui XingDing Construction Co., Ltd

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    真空預壓在加固軟土地基的施工應用

    陳  碩

    安徽興鼎建設有限公司

     

    摘要:該文通過對位于廣東珠海橫琴粵澳產業園中的澳門拱廊廣場軟基處理案例的分析,詳細介紹了采取真空預壓方式,對軟弱地基處理的技術方法和經濟效益。為保證達到較為理想的處理效果,實踐中,施工方對業主作出達到沉降深度10%(以排水板深度計)的直觀效果承諾,最終達到了承諾值的95%,遠超設計預估的1.6米。通過后期對深基坑施工影響的評估,無論從減少施工難度還是降低建設成本方面,該處理技術都顯現出其獨有的優勢。

     

    關鍵詞真空預壓,軟弱地基 ,加固,案例。

     

    Vacuum precompression

    is used in the construction of reinforced soft ground

     

    Abstract: Through the analysis of the soft base treatment case of Macao Arcade Plaza located in the Guangdong-Macao Industrial Park in Hengqin, Zhuhai, Guangdong, this paper introduces in detail the technical methods and economic benefits of vacuum precompression for soft foundation treatment. In order to ensure a more ideal treatment effect, in practice, the construction party made an intuitive effect commitment to the owner to achieve a settlement depth of 10% (in terms of drainage plate depth), and finally reached 95% of the promised value, far exceeding the design estimate of 1.6 meters. Through the evaluation of the impact of deep foundation pit construction in the later stage, this treatment technology shows its unique advantages in terms of reducing construction difficulty and construction cost.

     

    Keywords: vacuum preloading, soft foundation, reinforcement, case. 

    1    引言

           真空預壓法是瑞典皇家地質學院杰爾曼教授1952年在美國麻省理工學院召開的加固土會議上首次提出。真空預壓法是通過在砂墊層和豎向排水體中形成負壓區,在土體內部與排水體間所形成的壓差,迫使軟土地基中水排出,完成地基土固結。由于抽取真空技術的影響,直致上世紀八十年代才開始在工程實踐中加以運用。我國于1985年通過國家技術鑒定,目前,在道路施工中已較為廣泛地在軟基處理中加以應用。在建筑工程施工中,對場地軟基進行真空預壓處理是近些年才開始應用的較新的施工工藝。作者在主持建設澳門拱廊廣場期間,在項目實施前,組織對橫琴相近地質條件下已施工工程進行了較為全面地了解,并與多家深基坑設計、施工單位進行了深入交流。鑒于在該區域施工的深基坑施工過程中,沒有進行軟基處理的項目,幾乎100%都或多或少出現樁基偏位、斷樁、基坑支護破壞等質量事故或質量缺陷的事實,而這幾乎都與淤泥層過厚相關,為此,我們決定在深基坑支護和樁基施工前,對全部施工區域先采取真空預壓法進行軟基處理的技術方案。由于預壓后場地沉降、一定深度淤泥土體固結等因素影響,一方面減少了淤泥外運量和淤泥運輸難度,直接減少了造價,另一方面,由于一定深度內淤泥固結的影響,間接減少了深基坑支護的造價,經過測算,軟基經過真空預壓處理后,綜合效益提高。

     

    2    真空聯合堆載恒載預壓加固軟土地基技術在澳門拱廊廣場項目上的運用

     

    2.1   工程概述

     

           擬建澳門拱廊廣場項目場地位于 珠海市橫琴中心溝,香江路南側,知音南路西側,場地南側和西側均為規劃路,四周用地紅線基本緊鄰路邊線。整個項目用地面積約23000m²,場地內擬興建商業廣場建筑一棟,樓高7層(高度39.90m)。建筑紅線范圍內擬設3層地下室。

             場地原屬濱海淺海地貌,經填土圍海造地平整而成,現狀地貌為濱海平原??碧狡陂g場地各鉆孔標高為2.31~2.87m,高差0.56m,地形總體較平坦、開闊。根據對本場地踏勘,場地目前已進行初步吹填,下覆深厚的欠固結軟弱土層。  

           為了防止日后軟弱土層的固結沉降給本項目建設及使用帶來的不利影響,提高基坑邊坡穩定性,便于基坑土方開挖,保護樁基礎,節省基坑支護造價,擬對本場地軟土層采用排水固結法進行加固處理。因本次基坑開挖深度約14.0m,綜合委托方意見和專家建議,本次設計排水板有效板長為22.0m,排水板底端距離基坑底約8.0m。

     

    2.2   區域氣象水文條件

     

    2.2.1  氣象

     

           根據廣東省標準《建筑氣象參數標準》(DBJ15-1-90),珠海市位于珠江口伶仃洋西岸,地處低緯,冬夏季風交替明顯,終年氣溫較高,偶有陣寒,但無嚴寒,夏不酷熱,屬亞熱帶海洋性氣候。

           珠海地區年均日照時數為1991.8小時,太陽輻射年總量為4651.6兆J/m2。年平均氣溫22.4℃,因受海洋影響,氣溫年平均日較差很小,僅有5.3℃。無冬季天氣,終年氣溫在0℃以上,極端最低氣溫為2.5℃。自4月中旬至11月上旬為夏季,長達半年。日最高氣溫≥35℃的日子為數不多,全年為2.1天,極端最高氣溫為38.5℃。年平均相對濕度為79%,9~1月各月相對濕度稍低,均小于80%,12月份最低,為70%,2~8月較高,各月均大于80%,其中3~6月各月≥85%,4月份最高,為86%。年降雨日為137.2天,年平均降雨量為1993.70mm,其中5~9月降水集中,降雨量合計為年降雨量的77%。5、6、8月各月降水量均大于300mm,6月降雨量最多,達361.9mm,日最大降雨量為479mm(2010年7月29日)。夏季多受臺風影響,易出現暴雨、大風天氣,年暴雨日為10.5天,4~10月暴雨日數合計為年總數的97%。年大風日數為8.8天,4~10月大風日數合計為8.1天,其間最多的7月份,有2.5天,其次為9月份,有1.9天(1983年9月6日,珠海受臺風襲擊,8級大風長達8小時,12級大風長達5小時)。年平均風速為3.3m/s,12~2月各月風速較小,皆不足3.0m/s,以7月份平均風速為最大,達3.7m/s。全年靜風頻率最高,其次為東南風和東南偏南風。9~2月以東北風和北風為主,3~8月東南風、西南風及南風較多。珠海地區重現期10年、50年、100年的基本風壓分別為0.50 kN/m2、0.85kN/m2、1.00kN/m2。全年陰天日數為190.3天。年日照百分率為45%,2~4月較低,皆小于30%,7~12月較高,均大于50%,7月最高,為57%。年平均雷暴日數為64.2天,將近85%的雷暴天氣出現在5~9月份,其中8月雷暴日數最多,有13.1天。

    2.2.2   水文

    2.2.2.1   潮汐

     

           珠海市位于珠江河口區域。西江是珠江的主干,源出云南省曲靖市馬雄山,流經貴州、廣西,到廣東珠海磨刀門入南海,其(馬口站)多年平均徑流量2380億立方米,占珠江徑流總量的77.1%;年內徑流相當集中,汛期(4月--9月)的徑流量占全年徑流總量的77,7%。椐1986年實測洪水分配比計算,磨刀門年徑流量為762.2億立方米,雞啼門145億立方米,虎跳門111.1億立方米。

           珠海市海區潮汐主要是太平洋潮波經巴士海峽和巴林塘海峽傳入以后,受地形、河川涇流、氣象因素的影響所形成,屬不正規半日潮,出現潮汐日不等現象,即在一個太陽日內有兩次高潮和兩次低潮,而且相鄰的高潮或低潮的潮位和潮時不相等。全市各站的年平均潮差均為1米左右,屬弱潮河口。由于河道地形、潮波因素影響,海區潮汐的漲潮歷時不相等。在珠江口附近,漲潮平均歷時約5個小時30分,落潮平均歷時約7個小時。沿口門河道上溯,如馬口(西江)落潮平均歷時達9個小時,漲潮平均歷時只有4個小時30分。在外伶仃和擔桿島,漲潮平均歷時則大于落潮平均歷時。又由于天文因素和摩擦力影響而發生潮間隙,即月中天時與高潮時的相差時間。在萬山群島等島嶼,高潮間隙7個小時30分-9個小時30分,而海岸附近則為10個小時左右。  

           珠江各口門,實測最高潮位一般為2.0~2.5m。沿海島嶼如三灶、橫琴等地,最高潮位為1.50~2.00m,而最低潮位為-1.80~-2.00m。

           因受太平洋臺風和南海臺風影響,使沿海增水。據統計,1848--1949年,珠海地區遭受臺風暴潮災害60次,暴潮水位多在2m以上,最高可達3.37m(1938年7月27日斗門縣白蕉)。  

           潮流運動形式多是往復流,如磨刀門主槽漲潮流向指向西北,落潮流向指向東南;離岸較遠的三灶附近,則有旋轉流形式,并以順時針方向為主。整個海區都是漲潮流速小于落潮流速;而漲潮歷時比落潮歷時短。據燈籠山測站資料,多年平均進潮量為1850立方米/秒,落潮量為3400立方米/秒。  

           1980--1981年調查資料,磨刀門——雞啼門海區,汛期以下泄余流為主,主槽表、中、底層最大流速分別為75.8、68.3、66.1厘米/秒,流量1300—1800m3;枯季仍以下泄流為主,表、中、底層最大流速分別為47.9、19.9、21.2厘米/秒,流向多變,一般以西南向為主。

           擬建項目場地區域內50年及100年一遇最高潮水位分別為2.26米及2.42米(珠江高程基準)。

     

    2.2.2.2   河流

     

           珠海市河流主要有前山水道和馬騮洲水道,前山水道河寬約200~300m,馬騮洲水道河寬500~600m,兩條河道比降平緩,水流較緩,在河流入海的河口處,設有水閘。受海水潮汐影響,水位差一般為1.5 m左右,在暴雨季節可達3m。

    2.3   場地工程地質及水文地質條件

    2.3.1   工程地質條件

           根據地鉆探揭露,和軟基處理相關的地層自上而下主要有:

     

    2.3.1.1   素填土

     

           土灰黃、灰黑、褐紅等色,組分主要為花崗巖風化土、淤泥質土堆填而成,巖芯松散狀,濕,欠壓實。局部含花崗巖碎塊石、碎磚塊等建筑垃圾,該層系勘察前期平整場地堆填而成,未完成自重固結。

    該層于場地內分布普遍,本次勘察各鉆孔均有揭露,厚度1.10~4.20m,平均厚度3.07m。層底標高-1.63~1.34m。

     

    2.3.1.2   淤泥

     

           灰黑色,具腐臭味,質較純,手拈滑膩,偶含貝殼碎屑,飽和,流塑。

         該層于場地內分布普遍,本次勘察各鉆孔均有揭露,厚度16.50~28.80m,平均厚度24.61m。層底標高-29.87~-16.83m。

     

    2.3.1.3   粉質粘土

     

           土灰黃、土灰、褐紅、深灰等色,巖芯長條狀,組分以粘性土為主,偶含石英砂,刀切面較光滑,很濕,可塑。

           該層于場地內分布普遍,本次勘察各鉆孔均有揭露,厚度1.60~7.70m,平均厚度3.99m。層底標高-33.26~-23.29m。

    2.3.2   水文地質條件

    2.3.2.1   地表水

     

           場地地勢較低平,吹填前多為水塘,地表水主要來自大氣降水。據觀察,暴雨時節,橫琴開發區由于地勢低平,極容形成大面積水浸現象,因此應修建有效的排水系統。

     

    2.3.2.2   地下水

     

           根據地區經驗資料,場地地下水埋藏較淺。

           場地地下水主要為第四系覆蓋層中的孔隙水和花崗巖風化層的裂隙水,地下水的補給來源為大氣降水產生的地表水滲入為主,以垂直蒸發和潛流的形式排泄。

    2.4   軟基處理方案設計

    2.4.1   軟基處理加固對象及范圍

           本場地地層中普遍分布有淤泥軟土層,呈飽和、流塑狀態,具有高含水量、高觸變、低強度、欠固結的特點,為減輕場地填土堆載及工后使用時發生于軟土層的固結沉降給擬建建筑物使用和基坑開挖帶來的不利影響,擬對本場地淤泥軟土層采取排水固結法進行加固處理。

           本次軟基處理設計加固范圍為整個場地,面積約23033m²,作為一個區—A區進行真空預壓處理。

    2.4.2   預壓設計

           鑒于本場地軟基處理施工工期較短,為加快本場地軟土層的固結沉降過程,使之能在指定周期內各項固結指標預期效果,結合場地的實際情況,主要采用塑料排水板+真空預壓+覆水荷載聯合預壓法進行處理。

     

    2.4.2.1   設計控制指標

     

           A區:對應于使用工況下,加固深度范圍內軟土平均固結度不小于85%,加固深度范圍內淤泥平均含水量不大于55%;初步預估沉降量1.6m。

     

    2.4.2.2   排水系統

     

           1.豎向排水系統:本場地采取在軟土層中插設塑料排水板作為預壓過程中軟土層孔隙水排出的豎向排水通道。

           2.水平排水系統:包括排水砂墊層和抽真空管系(包括主管和支濾管)。場地鋪設砂墊層采用中粗砂,厚度為0.8m;真空主管采用PVC管,管徑90mm,支濾管采用軟式透水管,管徑50mm,真空主管與真空泵連接。抽真空預壓過程中從淤泥層排出的孔隙水通過排水砂墊層導入真空支管,再通過真空主管從射流泵中排出。

     

    2.4.2.3   密封系統

     

           密封系統包括粘土密封帷幕、真空膜及密封溝,粘土密封帷幕采用雙排粘土攪拌樁沿各分區單元邊界設置,粘土攪拌樁樁徑φ600mm,豎向排距與橫向間距均為@400mm,施工深度至嵌入淤泥層不少于2.0m,且最小長度不小于8.0m;為確保抽真空效果,真空膜鋪設兩層,中間不允許搭接,末端壓入密封溝內;密封溝應深入密封帷幕后側至少1m,上部回填軟粘土反壓密封。

     

    2.4.2.4   圍堰及蓄水

     

           圍堰高度0.8m(自真空膜以上高度),圍堰填筑時不得破壞真空膜,在圍堰部位真空膜上預鋪一層土工布,圍堰填土應按設計坡度進行碾壓密實;圍堰填筑完成后,于真空膜表及圍堰內側鋪設一層防滲膜,防止圍堰內水滲漏,圍堰內蓄水高度為0.5m,蓄水來源不限,當膜下真空度達到80kPa,且穩定真空約10天后方可進行蓄水。

    2.5   軟基處理施工程序及技術要求

    2.5.1   施工工序

           本場真空預壓處理施工工序為:場地排水→場地清理整平→鋪設砂墊層→密封墻攪拌樁和排水板施工→真空管路布→設監測點、真空探頭埋設→開挖壓膜溝、鋪設土工布和真空膜→周邊監測點埋設及讀數→抽真空→填筑圍堰及蓄水(鋪設一層土工布并填土堆載)→恒載預壓→沉降變形、真空度等觀測記錄→恒載預壓120天→加固后巖土檢測→卸載及竣工驗收等施工。

     

    2.5.2   場地排水

     

           場地近期吹填,局部有積水,地下水位較高,目前不具備承載大型設備的能力。因此,場地預壓前,在預壓范圍周邊修建排水明溝,將地下水位降低,以提高表層填土的承載能力。排水采用自排方式,向北側水道進行排放。

    2.5.3   真空和堆載聯合預壓施工工藝及技術要求

    2.5.3.1   施工工藝流程

     

           本場地采用真空預壓或真空聯合堆載預壓對軟基處理的施工工藝流程示意圖如下:

    2.5.3.2  施工技術要求

     

           1.場地清表及整平

           在場地鋪設砂墊層之前,應對場地表層30cm內表層塊石及雜物等進行挖除清理、并對場地進行整平。

           2.鋪設砂墊層

          砂墊層采用純凈的中粗砂,采用海砂,其干密度小于16.5kN/m3,含泥量不大于3%,其滲透系數不小于1×10-2cm/s,砂料中不得含有針狀雜物,以避免堆載預壓時刺穿真空膜;

    砂墊層鋪設后應采用碾壓機具壓實或震動密實,鋪設厚度為0.8m。

     

    2.5.3.3   插設塑料排水板

     

           1.塑料排水板材料要求

           排水板采用SPB-B型排水板,板寬為100mm,板厚為4.0mm。塑料排水板應具有足夠的抗拉強度,抗老化能力應在一年以上,并具有耐酸堿抗腐蝕性,其溝槽表面應平滑,且能保證一定的過水面積。塑料排水板施工前應進行質量檢驗,合格產品方可用于施工。施工及運輸過程中應加強對塑料排水板的保護,嚴禁破壞塑料排水板的濾膜,并宜室內保存,防止日照,避免芯板老化。

           2.排水板的各項性能指標應不低于下表要求:

    塑料排水板材料要求

                   規格

    項目

    SPB-B型

    備  注

    材質

    芯帶

    聚乙烯、聚氯乙烯,聚丙烯

     

    濾膜

    滌綸,丙綸等無紡織物

     

    斷面

    尺寸

    寬度(mm)

    100±2

     

    厚度(mm)

    ≥4.0

    復合體抗拉強度

    (kN/10cm)

    ≥1.3

    干態,kN/10cm

    縱向通水量(cm3/s)

    ≥25

    側壓力為350kPa

    濾膜的拉伸強度

    (N/cm)

    25

    延伸率10%的強度

    20

    延伸率15%的強度

    濾膜滲透

    反濾特征

    滲透系數kg

    (cm/s)

    ≥5×10-4

    水中浸泡24小時

    等效孔徑O95

    (um)

    <75

     

     

           3.塑料排水板施工要求

           1)排水板采用正方形布置,板中心距均為1.0m。

           2)排水板施工孔位定位應準確,施工平面位置偏差不大于±10cm,施工垂直度偏差不大于±1.5%。

           3)鑒于本場地地表已吹填較厚的中粗砂層,如排水板插板施工困難,可對各孔位處采取預引孔措施施工或采用震動插板機。

           4)排水板施工深度按22.0m考慮,排水板施工應參考場地內詳勘鉆孔成果施工,局部淤泥層底深度小于22m時,排水板應穿透淤泥層,并進入其下粉質粘土層不小于1.0m。

           5)排水板在砂墊層以上外露長度應不小于20cm,鋪設真空膜前應將各板頭埋進砂墊層中,以防板頭刺破真空膜。

           6)排水板嚴禁出現扭結、斷裂和撕破濾膜等現象,亦需控制回帶長度不得超過50cm,若施工時出現以上現象或回帶超出以上限值,則應在原孔邊20cm范圍內補打一根,回帶排水板根數不得超過打設總根數的5%。

           7)排水板宜采用整板施工,若需搭接,則搭接長度不小于20cm,每根需接長的排水板只允許有一個接頭,且四周相鄰各排水板不得有接頭,“接長板”的使用量不得超過打設總根數的10%。

           8)拔管時帶出的泥土應清除干凈,切勿污染砂墊層。

     

    2.5.3.4    鋪設抽真空管線

     

           1.管材類型:分真空支濾管和主管兩種類型,真空支濾管采用軟式透水管,管徑50mm,支管鋪設間距約5.0米。主管采用PVC管,管徑90mm,主管間距為13.0m,主管兩頭連接真空泵,約每1000m2左右布置一臺真空泵。

           2.管材連接:真空支濾管之間及真空支濾管與主濾管之間的連接采用與之匹配的直通、三通接頭連接,接頭要密封牢固。真空主管的連接沿長度方向每25m左右設一鋼絲膠管軟接頭,管位偏差:小于100mm。

           3.管材埋設:真空濾管均需埋設于砂墊層中,管底入溝深度約20cm,上部采用中粗砂填平。

     

    2.5.3.5   設置密封系統

     

           1.施工粘土攪拌樁墻

           1)粘土攪拌樁沿各抽真空分區單元邊界設置,每個單元均需成一連續的密封體。

           2)粘土攪拌樁采用粘土泥漿作為膠結材料,其中粘土摻量不小于20%,膨潤土約5%,水泥摻量約5%,要求攪拌樁墻滲透系數應<1×10-5cm/s,泥漿摻入比宜通過現場采樣進行攪拌后測定的滲透系數確定,比重>1.35。

         3)密封粘土攪拌樁為雙排樁,樁直徑為φ600mm,樁間縱向排距和橫向間距均為@400mm(均搭接200mm),施工深度至嵌入淤泥層內不少于2.0m,且最小樁長不小于8.0m。具體樁長通過樁機配備的施工電流表控制。

           4)攪拌樁采用四噴四攪工藝,下鉆攪拌速率不大于1.2m/min,提升攪拌速率不大于0.8m/min。

           5)攪拌樁施工平面誤差≤50mm,樁架傾斜度≤0.5%。

           2.密封膜鋪設

           1)抽真空密封膜采用聚氯乙稀薄膜,每單元鋪設兩層,薄膜厚度為0.12±0.02毫米,其技術參數應滿足如下要求:

           抗拉強度:橫向≥16.5MPa,縱向≥18.5MPa;

           直角撕裂強度:≥40(kN/m);

           斷裂伸長率:≥220%

           2)各預壓分區單元實際鋪設長度應每邊增加約4m,密封膜應在工廠熱合一次成型,中部不可搭接。

           3)真空膜應選在無風或風力較小的天氣時鋪設,在各分區交界處,先鋪膜的加固分區應預留2m長的膜接頭,以后通過現場熱合或用膠水粘合的方法與下一分區密封膜粘結,各加固單元交界處應預留真空膜的伸縮余量,以避免預壓過程中土的沉降變形拉裂密封膜。

           真空膜在各預壓分區單元邊界應壓入密封溝內,密封溝深度至少1.0m,采用素粘土,分層壓實回填。

     

    2.5.3.6   抽真空施工

     

           1.抽真空設備:采用射流式真空泵,單機功率不小于7.5kW,單機抽真空壓力不小于96kPa;

           2.真空泵按每臺約1000m2控制范圍布置,此外,抽真空施工前現場宜配備足夠數量的備用泵;

           3.開始抽真空時應控制抽真空速率,可預先開啟約半數的真空泵,然后逐步增加真空泵的工作臺數,檢查有無漏氣現象,并進行修補工作。

          4.預壓期間,真空射流泵的開啟數量不得小于各單元總數的80%,抽氣后膜內的真空壓力應保持不小于80kPa。

           5.抽真空過程中,應隨時觀測記錄真空泵及膜內的真空度,如出現真空度降低的情況,要及時查明原因,并進行處理。

     

    2.5.3.7  圍堰填筑及土工布

     

           1.圍堰填筑材料必須透水性較差的粘性土,且不含以下成分:碎塊、廢棄物、凍結物質、植物、膨脹土及其它有害物質等,有機質含量不大于5%。

          2.圍堰填土應按設計坡度回填并壓實,密實度應達到90%以上,填料最大干密度≥18.0kN/m3。

           3.土工布要求

           本場地使用土工布的各項物理力學性能指標應滿足下表要求:

    土工布材料要求

    序號

    項目

    單位

    指標

    1

    經向斷裂強力≥

    kN/m

    15.0

    2

    維向斷裂強力≥

    kN/m

    15.0

    3

    斷裂伸長率(縱橫向)≤

    %

    60

    4

    CBR頂破強力≥

    kN

    2.6

    5

    等效孔徑O90(O95

    mm

    0.07~0.2

    6

    垂直滲透系數≥

    cm/s

    5.0×10-3

    7

    單位質量面積≥

    g/m2

    200

           土工布使用前應按相應規范要求進行抽樣檢測,合格后方可使用。

           土工布可采用縫接或搭接,縫接寬度不小于5cm,縫合尼龍線強度應大于150N,應采用包縫方式,搭接接頭長度不小于80cm。

           土工布鋪設時應拉直平順,緊貼密封膜,不得出現扭曲、褶皺或重疊。

     

    2.5.3.8   真空聯合堆載恒載預壓

     

           筑堰蓄水完成后,真空聯合堆載恒載預壓期間均應利用沉降板的沉降及超載孔壓監測數據繪制s-t曲線及U-t曲線,并對地基處理過程進行相應的評價及建議;預壓期將近尾聲時應推算預壓地基的平均固結度、工后剩余沉降量等參數,確定是否可結束真空聯合堆載預壓。

    2.6   軟基處理監測及檢測

    2.6.1   軟基處理監測

    2.6.1.1   監測項目

     

           1.淺層沉降板觀測

           為了解預壓過程中地基土的沉降量情況,場地鋪設砂墊層后,應及時埋設淺層沉降板。根據分區單元面積布置12個淺層沉降板,沉降板標桿伸出真空膜部位必須綁扎膠封完好。

    沉降觀測數據為二等水準觀測精度。

           2.真空度監測

           真空測頭在真空膜下布置,了解膜下真空度是否滿足要求,根據每個抽真空單元面積布置12個監測點,分別在分區的角點附近和中心點附近布置。

           3.測斜

           沿場地堆載周邊邊坡坡頂設置測斜管,孔深以穿過淤泥層至下臥堅硬土層(或下臥粉質粘土層)2.0m為宜。主要觀測影響范圍內深層土水平位移變形情況。

     

    2.6.1.2   監測計劃及監測頻率

     

           上述各監測項目的具體監測計劃為:

           1.上述各項各點監測設備埋設完成時,初讀2次;

           2.加載期間,每天觀測一次,其中真空度為每天觀測不少于3次;

           3.施工間歇期及滿載預壓期間,每3~7天觀測一次,隨沉降量的減小,觀測間隔時間可適當延長。真空聯合堆載預壓結束一周后結束觀測。

     

    2.6.1.3   監測控制標準

     

           施工期的施工安全按照有關的規范要求,由上述監測的結果進行控制,具體標準為:

           1.邊界側向位移小于5mm/d;

           2.場地的沉降速率小于30mm/d。

    2.6.2   軟基處理檢測

           1、加固前淤泥層物理力學指標檢測:

    軟基處理施工前,按設計要求在每分區單元分別選取取樣、十字板試驗鉆孔進行初始指標試驗,以用于加固后的加固效果對比。

           2、現場十字板試驗及鉆孔取樣:

           軟土處理后應對場地軟土層進行十字板檢測和鉆孔取樣,以了解淤泥軟土在處理前后性狀變化,按設計要求在每分區單元分別選取取樣、十字板試驗鉆孔,加固后的測點應布置在加固前對應測點1.0m距離處,測試深度至淤泥層底,取樣鉆孔按每2m間距進行取樣,取樣深度至淤泥層底。

    2.7   施工總體進度控制

           插板真空堆載預壓總工期,按清表整平、鋪砂、插板施工約40天,抽真空后堆載施工約20天,抽真空聯合堆載恒載預壓固結時間120天,總工期180天,具體的卸載時間要根據淤泥的固結沉降監測數據確定。

    2.8   地基處理主要工程數量

    工程量

    序號

    類型

    數量

    1

    真空預壓面積(m2

    23033

    2

    塑料排水板長度(m)

    506726

    3

    攪拌樁(m)

    24576

    4

    中粗砂方量(m3

    18427

    5

    圍堰土方(m3

    850

    6

    真空膜(m2)(雙層膜)

    24270

    7

    護膜土工布(m2

    24270

    8

    挖填壓膜溝(m)

    627

    9

    排水溝(m)

    630

     

    2.9   對工程質量、施工及造價的影響

     

    2.9.1   對工程質量、施工的影響

     

    2.9.1.1   對工程樁施工的影響

     

           從周邊未進行軟基處理的深基坑施工情況看,由于淤泥的承載力較小、流動性較大,有的在實施樁基施工時出現工程樁偏位、斷樁,有的出現樁護桶無法拔出;有的在進行深基坑土方開挖過程中,造成工程樁移位、斷樁。而在經過軟基處理后,由于淤泥固結,在樁基成孔和澆筑樁基混凝土時,就可以規避上述情況的發生。

     

    2.9.1.2   對深基坑支護系統的影響

     

           在未進行軟基處理的深基坑施工過程中,由于淤泥的流動性較大,對深基坑支護系統產生的荷載較大且隨著淤泥含水量的變化,其荷載也會出現較大變化。幾乎在周邊所有未進行軟基處理的深基坑施工過程中,都或多或少出現了深基坑支護系統出現破壞的情形,有的甚至是較大的質量事故,經濟損失達數千萬元之巨。

     

    2.9.2   對工程造價的影響

     

    2.9.2.1   對土方開挖造價的影響

     

           在深基坑施工時,幾乎在整個建設區域都需要進行土方開挖,由于經過軟基處理后,淤泥固結發生較大沉降,該項目就發生了2.1米的沉降,因此,外運淤泥量就減少了4.83萬立方米,僅此就節約造價700余萬元。同時,由于淤泥發生固結,較之與同體積未經固結處理的淤泥,挖運造價能夠節約1/3以上。僅以上節約的費用就遠超528萬元軟基處理費用。

     

    2.9.2.2   對深基坑支護造價的影響

     

           由于深基坑支護外及坑底土質力學性能直接影響深基坑結構應力設計,經軟基處理固結的淤泥較之未處理的淤泥,兩者力學性能相差較大,而經過固結處理的淤泥則對設計荷載有較大的有利影響,從而節約了深基坑結構設計。

     

    3    結論

     

           在淤泥深度較大地區,且需要進行較大面積深基坑施工的建設項目,采取真空預壓的方法對軟基進行處理,對保證工程質量,控制造價是一項技術成熟且經濟的施工方法,其不足之處就是需要耗用一定時間(一般為6個月),因此,在此區域內進行建設的項目,需要業主分階段組織實施,即可在項目確定后,利用在進行規劃和施工圖設計等項目前期工作的同時,組織進行軟弱地基的處理。

     

     

    參考文獻

     

    [1]  《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2012);

    [2]  《建筑地基處理技術規范》(DBJ15-38-2005);

    [3]  《真空預壓加固軟土地基技術規程》(JTS147-2-2009);

    [4]  《塑料排水帶地基設計規程》(GAT02-97);

    [5]  《建筑地基基礎設計規范》(GB5007-2011);

    [6]  《真空預壓加固軟土地基技術規程》(JTS 147-2-2009);

    [7]  《土方工程施工規范》;

    [8]  《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013);

    [9]  《軟土地區工程地質勘察規范》(JGJ83-2011);

    [10]  《土工試驗方法標準》(GB/T50123-1999);

    [11]  《工程測量規范》(GB50026-2007);

    [12]  《建筑地基基礎檢測規范》(DBJ15-60-2008);

    [13]  《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》,GB50202-2002;

    [14]  《建筑工程施工質量驗收統一標準》,GB50300-2002;

    [15]  《工程地質手冊》(第四版),中國建筑工業出版社,2007年2月;

    [16]  《地基處理手冊》(第三版),中國建筑工業出版社,2008年6月。

    創建時間:2023-07-08
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