摘要:灘涂軟土地基處理是圍墾造地的技術關鍵,對臨港建筑的穩定安全至關重要,軟土地基處理方法主要有:置換法、樁基法、爆破處理淤泥法、排水固結法,本文講述爆破處理淤泥法和樁基法。
灘涂由于其地理特殊性:處于潮間帶,受潮汐影響,灘涂有時被水淹沒,有時又露出水面,在這樣的地質條件下進行圍墾造地最主要的技術難點就是軟土地基處理。本文針對樁基法和爆破處理淤泥法簡述如何進行質量控制。
一、爆破處理淤泥法
分為①爆破擠淤填石法②爆破擠淤法(爆夯法)③堤下爆破擠淤法。其中爆破擠淤填石法和堤下爆破擠淤法因其施工設備和施工工藝復雜、繁瑣且施工中爆炸安全難以完全掌控,所以在實際施工中多采用爆破擠淤法(爆夯法)。
爆夯法處理軟土地基是通過通過爆炸作用將填料沉入淤泥并將淤泥擠出,使地基達到設計承載力和滿足地基在一定時間內的沉降要求的施工工藝。爆破擠淤總固結時間短,見效快,在工程運行階段比排水固結法處理的地基維護費用少、沉降小,安全可靠。
爆破擠淤的原理:當水中懸置在預先填埋石堆上的炸藥包采用導爆索傳爆網絡,陸上起爆,爆炸動能將淤泥排開,形成爆坑,同時爆炸的振動效應使淤泥受到強烈震蕩,強度大為降低,填充石料瞬間塌落,落到特力層上,完成石料對淤泥的置換。在工程應用中,為了降低裝藥量,提高擠淤效果,關鍵在于優化施工參數。
施工工藝:
1、施工人員和設備:布藥小船一只,船員一名(駕船),爆破員一名
2、材料包括:防水乳化炸藥,導爆索,電雷管以及捆綁炸藥用細繩和漂浮用泡沫
3、步藥參數:根據各個工程實際情況進行計算
4、施工操作:每次爆破前由測量技術人員按照設計要求,在海堤上測量放線,設置標志桿并協助確定海上步藥位置和不同深度。為保證工程質量和安全應避開大浪并選擇高潮位時間進行。
5、每次爆破作業所需器材和藥包要選擇在安全地帶進行加工,在爆破作業施工期間要清場,無關人員不得靠近。每次爆破作業前要在堤岸邊安排相對固定的標記物,記錄爆破時間、原地標高和爆夯次數,為爆破效果檢查作出參考。爆破作業時陸上人員、設備、船只均撤到安全距離以外。每次爆破施工至少爆夯兩遍,并測量爆夯前后標志物標高沉降量,計算沉降率,如果高于10%,則還需繼續爆夯直到沉降小于10%,整個爆夯施工完畢繼續觀測沉降率一個月,以確保施工質量。
二、樁基法
(一)CFG樁復合地基處理。一般灘涂除吹填砂層土,還依次分布有淤泥土質、粗砂粒、殘積砂礫粘性土、全風化花崗巖間或分布有孤石,這樣的地質條件下CFG樁復合地基處理技術具有顯著的優點:
1、CFG樁是復合地基,不僅可以全樁長發揮樁的側阻作用,樁端落在好土層上也可以很好發揮端阻作用,因此,CFG樁可以以吹填土地基下部的合適土層作為特力層,樁較短;
2、CFG樁采用振動沉管灌注樁法能夠擠密吹填土砂層、淤泥質土層,使其強度提高,發揮樁間土的承載作用。
CFG樁在有明顯優勢的同時在某些地質條件下也存在顯著缺陷:
1、飽和軟黃土地區采用CFG樁方案處理地基時存在一定風險,風險源自樁身質量缺陷超標,宜慎重采用;
2、塑性指數較低、靈敏度較高的飽和軟黃土,在螺旋鉆桿周期振動下易產生局部液化現象,范圍可達5倍樁徑;
3、飽和軟黃土地區施工CFG樁時,應遵循快下慢上,快泵送慢提拔、泵送過樁頂、間隔跳打的施工原則,以杜絕質量缺陷;
4、飽和軟黃土地基中采用CFG樁易發生樁身質量缺陷,設計時應采用較高強度等級樁身材料;⑤試樁測驗時應對全部樁身進行小應變裝神質量檢測,以利于對施工工藝的判別。
(二)振沖碎石樁地基處理。振沖碎石樁地基處理技術是為了加固高層和重型建筑物地基以及軟土地基構筑物而采用的措施之一。加固范圍根據建筑物的基礎類型、重要性和場地條件確定,通常在基礎范圍內布樁,加固深度不宜低于4m,對于條形基礎,宜在基礎底面范圍內單排、網格型或梅花形布樁。
施工原理:在地基中借助沖振器成孔,振密填料置換,形成一群碎石樁體,與原地基土一起構成復合地基,使排水性能得到很大改善和加速土層固結,使承載力提高,沉降減少。
施工工藝:使用沖振器完成。沖振器產生高頻,同時開動水泵,使高壓水通過噴射高速水流沖擊孔底,在振沖聯合作用下,沖振器沉入預定深度并形成孔洞,經清孔后向孔中逐段填入碎石,當碎石被振沖擠密到要求的密實度后,提起振沖器投入下一段碎石料,重復振密。重復填料直至設計樁頂,形成一根大直徑的密實的碎石樁。
施工要點:
1、準備:①布設樁位:根據軟土加固要求,按編號標示出現場樁位,避免漏打,重打;②供水及排水處理:布置供水管用于沖振時高壓水的供應,布置泥漿排放溝進入凈化池,防止污染環境;③試驗樁:通過若干根試驗樁驗證設計參數,確定樁體密實電流、留振電流和填料等施工工藝參數;④施工順序:軟土處理成樁的順序一般為“由內向外”或“由一邊到另一邊”
2、成孔:沖振器產生高頻振動,配合高壓水泵噴出的高速水流按設計速度打出合適孔洞,保持垂直,記載電流、電壓、水壓、了解地質情況。當電流升高時,其最大值不得超過電機額定值;當電流超過電機的額定值時,減慢振沖器的下沉速度,甚至停止下沉或提起振沖器,讓高壓水沖松土層后再繼續下沉。電流的變化可以定性的反映出該孔的土質情況。
3、表層處理:樁體頂部1m左右另作碎石墊層或用機械碾壓。
質量控制:
1、樁長:在振沖器導桿上焊有刻度,振沖器貫入地下的深度可由上讀出,當造孔達到設計深度時,孔口指揮予以記錄,自孔底加密到孔口成樁,造孔深度即為樁長;
2、樁位偏移:樁位偏移不得超過(1/5-2/5)D,施工中精確操作,偏差不得大于3cm;
3、加密電流、留振時間:不能把振沖器剛接觸到填料的瞬間電流作為密實電流。只有振沖器在固定深度上振動一定時間,而電流穩定在某一數字,這一穩定電流才能代表填料的密實程度,當這個穩定電流超過規定的加密電流時,該段樁體才算密實完畢;
4、填料量:采用連續填料工藝,下料不宜過猛,孔底加密時,填料量可能超過正常值。
5、加密段長度:加密段長度嚴格控制在30-50cm,過長填料過多易造成漏振,密實度不夠。
三、結語
圍墾工程是沿海地區擴大可用土地資源廣泛開展的工程,其軟土地基處理一直是相關水利工作者研究的一個重點。只要根據工程實際土質情況制定合理的施工工藝和質量控制方案措施,就能滿足工程設計或相關規范要求,保證整個施工過程高效穩定的進行。
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