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文檔簡介

1、地表排水在強夯法加固過程中,應當設置臨時排水措施(包括再回填與開挖),設最小橫向排水 坡和足夠的縱向坡,以防止凹塘積水。不允許向鄰近區域排水。在分區進行地基加固時, 應用最小寬度不小于50cm、深度不小于100cm的兩端設臨時集水井的臨時排水溝隔 開,集水井的水用水泵排出,臨時排水溝中心間距為4060m。在臨時排水溝相鄰區域地基加固施工完成后, 應采用開挖的相同材料或山皮石進行回填,采用相鄰區域內的 地基加固方法進行加固。強夯法加固地墓, 主要是土體受到夯擊能的隙水壓力不斷提高,土體開始液化,夯坑周圍在夯擊能作用下形成許多樹枝狀裂縫,孔隙水沿土體裂縫處排出。因此,強夯排水十分重要,它直接影響強

2、夯對地基處理的效果。在強夯過程中主要考慮排除雨水、地下水和強夯過程中消散的孔隙水。因此,在整個標段施工區域采用周圍排水明溝作為強夯排水系統,并用集水井進行場內集中強制排水的措施。同時.為避免雨季對強夯施工的影響,我部除采取強有力的排水措施外,做到盡早結束強夯施工為了解決排水問題根據對雨水量、地下水滲透和強夯孔隙水等流量的計算,采用挖設一條底標高為2.8-3.Om,邊坡1:1,底寬1.50m,溝底縱坡。.5%o-1.O%的排水明溝.及時將場內水量排除。為了使明溝內積水能夠及時排岀,在明溝的特殊部位設集水井,采用7.5-15KW潛水泵不停地將明溝內積水抽至場外水渠內,保持溝底積水不超過20cm.明

3、溝兩側坡面及溝底經常派人進行修整,保持坡面穩定,溝底流水通暢。鑒于施工區域回填土較厚及土層多為滲透性較好的粉質粘土,在遭遇陰雨天氣的情 況下及時排除作業面雨水尤為重要。在未施工的作業面及場地周邊沿施工區域邊緣 用機械開挖深約1.52.5m的排水溝,并與現場排水系統相貫通,排水方向服從現 場總排水;施工區表面的雨水通過人工開挖淺溝排入作業區周圍的主排水溝中;在已施工的區域(施工時先從排水方向逆向施工,成型工作面整形時適當形成排水坡 度)邊緣挖一條深50cm的排水溝將已施工區積水排向排水溝。,在施工現場準備足夠的塑料薄膜用于作業面覆蓋。根據天氣預報信息,準備 薄膜覆蓋一到二天的工作場地,雨后根據覆

4、蓋場地土的含水情況確定能否立即開展 施工,以便縮短雨天影響。當 30cm內的土含水率大于25%時用推土機將該層土推 掉20cm再進行強夯施工。排水系統采用塑料排水板。4。3采取預壓排水固結措施的地基簡化方法計算i。采用標ii。準型塑料排水板(寬度b=100mm,iii。厚度d=4mm)排水,iv。排水板施工長度打穿軟粘土層,V。即長度為14。0m。則塑料排水板的換算直徑:=66。2mm。vi。塑料排水板等邊三角形布置,vii。間距1=1。5m, viii。則等效圓直徑:=1。 575m。ix。計算中進行了一些簡 化,X。不xi。考慮軟弱土層的豎向排水固結,xii。只考慮向內徑向排水固結。第一級

5、容許荷載p仁42。83kpa (堆載厚度h1=2。52m )作用下地基最終沉降量s仁0。65m。達到90%固結度時的沉降量 s1' =0。59m,提高后的地基不排水抗剪強度cu1=15。12kpa,所需時間計算(此處忽略豎向排水引起的固結度):=23。8t1=0。273yr=3。28mo重復以上計算,結果列于表3。表3簡化法計算固結沉降量由表3可知,加三級荷載共12。46m厚,大于7。0m (廠平要求需達到的計算回填厚度)和1。50m (最終沉降量)之和。按最終回填厚度8。50m計算的抗剪強度 cu=29。64kpa。在插打塑料排水板的情況下,分三級加荷,總堆載高 度8。50m,經過0

6、。82年,沉降量為1。50m,固結度達90%,地基的抗剪強度可由原來 10。0kpa的提高到29。64kpa。4。4改進高木俊介法計算改進高木俊介法計算是地基處理 規范推薦采用的方法。塑料排水板的形式和布置如上所述,考慮分級等速加載的條件下,t時間對應總荷載的地基平均固結度ut:式中:-第i級荷載的加載速率;咯級荷載的加載速率;-分別為第i級荷載加載的終止和起始時間(從零點起算)。采用改進高木俊介法計算固結沉降量的結果列于表 4,相應的地基承載力安全系數如表5。表4改進高木俊介法計算固結沉降量表5施工期加載地基承載力安全裕度雖然上表中地基承載力的最小安全裕度偏小, 最低值為1。0,但考慮到大面

7、積的回填區,由于土層的相互鎮壓作用,地基不會滑動。且 該值是一個瞬時值,由于塑料排水板良好的排水作用,孔隙水壓力消散較快,地基土固結, 相應的承載力也會增長。所以,有理由認為地基是安全的。4。5兩種計算方法的總結和比較采用簡化方法與按規范所用的計算結果兩者基本一致,如表6所示。表6簡化方法與規范推薦方法計算結果比較項目達90%固結度時間(天)最小安全系數加載方式最終沉降( m)簡化方法300 (三級)1。2分級瞬時1。50規范推薦方法370 (四級)1。0分級等速1。744。 6堆載方案根據工程地質條件和回填后場地的用途不同,堆載回填區分成三類:承載回填區、控制回填區、一般回填區。承載回填區作

8、為建筑物、構筑物承載地基的回填,女口t1-2區。控制回填區作為施工現場區域、施工臨建區及設備材料堆場的回填,需進行地基處理的 t2-1-2和t3-2屬于該區。一般回填區為備用場地的回填,主要是不須進行地基處理的區域。堆載均采用開山石料回填,填料級配要求良好,粗石料中最大塊體尺寸為500mm,且不超過每層鋪設厚度的 2/3,石料中500mm塊石體積含量不大于 20%,回填時要分散布置。t1-2 承載回填區壓實系數為 0。920。95,t2-1-2和t3-2控制回填區壓實系數為0。90。92。地基處理區采用塑料排水板堆載預壓法處理軟土地基,最大堆載高度按8。5m考慮(其中包括回填厚度 7m和地基沉

9、降1。5m),分四級加荷,加載厚度分別為2。5m、2。5m、2。5m和1m。加載歷程見圖2,施工加載計劃的每一級之間的時間差均可滿足土石方開挖施工進度的要求。第一級堆載厚度包括了0。8m碎石濾水墊層。為了便于施工操作,每級又可分2層回填,但每層回填高度不能太大,約11。5m。只有第一級全部填完才可開始填筑第二級。兩級之間在同一固定區域的回填時間差應大于45個月。對回填厚度較小的區域,最后一級回填高度須根據場地自然標高和要求的廠平標高且考慮了回填沉降和找平設計的 需要確定。但分級回填荷載的高度仍受2。5m的限制,分級間隔時間也需滿足。圖2加載時間歷程屬于承載回填區的 t1-2區頂部1。5m的范圍

10、,距建筑物周邊 1m以內,不得有粒 徑超過100mm的石塊;距建筑物5m內,粗石料回填層每層鋪筑厚度為0。75m,并將超過500mm粒徑的石塊去除。5地基處理施工要求回填施工過程中應符合下列要求:魚、蝦塘 內的水應提前排干,并清除表面的淤泥和雜物。在穩定山坡上填方,應清除基底上的植被。填方施工應接近水平地分層回填和壓實,在檢驗其壓實系數和壓實范圍符合設計要求后,才能進行上層填筑。按灘涂場地自然坡度,以各施工分區為單元進行場地整平,按10nrK 10m的方格網驗收,整平后的加固區內地面高差在土20cm以內,整平材料為碎石。 碎石墊層含泥量小于3%,滲透系數不小于 1 x 10-2cm/s對于塑料

11、排水板要求豎向排通量40X 10-6m2/s排水板的濾膜要求采用中長或長絲無紡布,滲透系數2x 10-2cm/s有效孔徑v 0。006mm ,采用自動和粘膠自動包裝。0。8m厚碎石墊層須采用顆粒級配良好且粒徑<50mm的碎石或卵石。回填前,應對填方基底和已完隱蔽工程進行檢查和中間驗收,并作好記錄。在下層密實度經檢驗合格后,方可進行上層施工。不合適的材料禁止用于堆載回填,包括:泥炭、木 材、有機物及易腐爛的材料;易自燃的材料;液限超過80以及塑性指數超過 55的粘土、泥漿;含水量大于規范中此種材料允許最大值的材料。如果惡劣的天氣條件影響回填的質量, 應中止回填,施工單位安排的臨時排水系統或

12、溝坑都應在工作完成后除去。在工程回填壓實之前,施工單位應選取有代表性的小區,根據以往的工程經驗,選取對應的施工機械,把經級配試驗確定的級配回填料層厚、含水量、碾壓遍數、碾壓速度等作為參數,進行試驗,找 出最符合設計要求的合理參數。6現場試驗監測為了確保排水固結法在軟弱地基處理中達到預期的效果,監測施工過程中地基的變形和固結情況,及時控制加載速率和進程,防止地基的剪切破壞和滑動,保證施工安全及施工質量,必須在現場對地基的變形、固結、強度采用預壓排水固結法處理,必須進行地基處理。考慮到工程特點、地基條件及施工期等各種 因素,由以上兩點可知,破壞;,地基將發生剪切,荷載p0=119kpa>42

13、。83kpa (第一級 容許施加荷載),直接堆載7。0m厚土層,能滿足施工時沉降固結的要求;,不軟弱土層固結度僅達44。7%,,在7。0m厚堆載下預壓5年后,排水固結法即指給地基預先施加荷 載,為加速地基中水分的排出速率,同時在地基中設置豎向和橫向的排水通道,使得土體中的孔隙水排出,逐漸固結,地基發生沉降,同時強度逐步提高的方法。該法常用于解決軟粘土地基的沉降和穩定問題,可使地基的沉降在加載預壓期間基本完成或大部分完成,使建筑物在使用期間不致產生過大的沉降和沉降差。同時,可增加地基土的抗剪強度,從而提高地基的承載力和穩定性。實際上,排水固結法是由排水系統和加壓系統兩部分共同組合而成的。排水系統

14、是一種手段,如沒有加壓系統,孔隙中的水沒有壓力差就不會自然排出,地基也就得不到加固。如果只增加固結壓力, 不縮短土層的排水距離,則不能在預壓期間盡快地完成設計所要求的沉降量,強度不能及時提高,加載也不能順利進行。通過計算確定回填的堆載 計劃、地基處理分區和施工要求,既經濟合理,又滿足了施工工期的要求。排水固結法作為處理軟粘土地基的有效方法,在工程上得到廣泛的應用。采用排水固結法可同時解決沉降和穩定問題。使地基的沉降在加載預壓期間大部分或基本完成,建筑物在使用期間不致產生不利的沉降和沉降差,且加速地基土抗剪強度的增長,從而提高地基的承載力和穩定性。排水固結法是由排水系統和加壓系統兩部分共同組合而

15、成的。設置排水系統主要在于改變地基原有的排水邊界條件,增加孔隙水排出的通路,縮短排水途徑,它由豎向的排水井和水平向的排水墊層構成。由塑料芯板和濾膜外套組成的塑料排水板作為豎向排水通道在工程上的應用日益增加, 塑料排水板可在工廠制作, 運輸方便, 尤其適合象三門這樣的缺乏砂源的地區使 用,可同時節省投資。加壓系統,即是施加起固結作用的荷載,土中的孔隙水因產生壓差而 滲流使土固結。 排水系統是一種手段,如沒有加壓系統, 孔隙中的水沒有壓力差, 不會自然 排出, 地基也就得不到加固。如果只施加固結壓力,不縮短土層的排水距離,這不能在預壓 期間盡快地完成設計所要求的沉降量, 土的強度不能及時提高, 各

16、級加載也就不能順利進行。 所以, 排水系統和加載系統在設計時總是需要結合起來考慮。 根據沉降變形分析計算, 采用 塑料排水板堆載預壓法處理軟弱土層, 要求將各處理區場地整平后, 在灘涂面上鋪設一層土 工布和0。8m厚的碎石墊層,再插打塑料排水板。塑料排水板采用spb-ib型標準排水板,寬度100mm,厚度為4mm,呈梅花形布置,間距 1。5m。排水板的深度應穿透淤泥層的底 面,如圖 1所示。各地基處理分區所需的塑料排水板見表2。圖1塑料排水板布置圖表 2各地基處理分區塑料排水板表地基處理分區處理區平面面積(ha )塑料排水板數量(根)處理區場地標高(m)t3-26。5033358 約 04。2

17、t1-27。7739876 約-1。02。0t2-1-220。約-1。02。5 合計 34。為適應地基處理區和直接回填區地基的變形,防止在分界線處因地基固結程度相 差較大而引起的地基開裂和承載力突變,在處理區內靠近直接回填區約20m 的范圍內,塑料排水板的間距從 1。5m過渡到2。0m,其打設深度亦可適當減小。4堆載計劃的確定根據土層特性, 計算其在堆載回填預壓荷載下的沉降變形量, 進而估計達一定固結度的時間及 堆載預壓后地基強度增長量, 以此來評價地基條件, 并提出合理的回填堆載計劃及地基處理 方案。 因施工面較大,故假定大面積堆載。堆載回填材料為開挖山體的土石方,計算中取巖 石堆密度r=1

18、7。0kn/m3,回填層平均高度 7。0m。軟弱土層(包括淤泥層和淤泥質軟粘土) 計算層厚14。0m (廠區南側灘涂),固結系數ch=cv=2X 10-3cm2/s cu=10。 0kpa (十字板剪 切試驗),三軸固結不排水剪土的內摩擦角jcu=10。 0°。 4。 1 最終沉降計算結果回填高度為7。0m時,預壓荷載下地基的最終變形為:=1。50m式中:sf景終豎向變形量;e0i -第i層中點土自重壓力所對應的孔隙比;e1i第i層中點土自重壓力和附加壓力之和所對應的孔隙比;hi -第 i層土層厚度;x-經驗系數,1。11。4,荷載較大,地基土較軟弱時取較大值。4。2不采取處理措施的

19、情況根據費連紐斯(fellenius)公式,天然地基容許施加的第一級荷載p1:=42。83kpa其中:cu-天然地基的不排水抗剪強度,由現場原位十字板剪切試驗結果測定。k戔全系數。在 p1荷載作用下,固結度 u=70%時提高以后地基強度為cu1 :式中:h-為考慮剪切蠕變的強度折減系數;ut -地基平均固結度;-預壓荷載引起的附加豎向壓力;相應的 所需時間t: =12。11yr由以上計算可知,在允許的p1荷載作用下,達到 70%固結度所需的時間長達 12。 11 年之久, 無法滿足施工工期的要求, 而且地基抗剪強度增長不大, 僅為 37。 6%。堆載厚7。0m,預壓5年后地基固結度和強度的增長

20、為17。44kpa,故地基抗剪強度僅提高 7。 44kpa 左右。結論分析:檢測回填后的基礎承載力。根據現場試驗監測的內容,提 出相應的控制標準:a)在排水碎石墊層上設置的沉降觀測點沉降速率smax值控制標b)準:smaxw 10mm/d c)在距離堆載坡腳外 1m處設置的邊樁的側向水平位移速率mmax值控制標d)準:mmaxc 4mm/d ; e)在地基中不同f)深度處埋設的孔隙水壓力計的超靜孔隙水壓力系數 af值控制標g)準:af <<0 6; h)其他監測項目控制標i)準:數值不j)出現急劇變化。在施工期 間,若上述控制標準中有一項標準未達到要求,應立即停止填筑。7 結論及建

21、議根據類似工程的監測經驗, 經塑料排水板堆載預壓處理, 明顯地改善了軟土層的排水固結過程,使得整個工程得以順利進行。 在回填層荷載的作用下, 地基土的超靜孔隙水壓力不斷消散,地基土承載力不斷提高。 軟弱土層的影響深度主要與上覆荷載及排水板的處理深度有關,從分層沉降、孔隙水壓力及水平位移的測試成果看, 主要影響深度在排水板處理深度范圍內,對排水板以下地層的影響則較小, 土的物理力學指標也從淤泥變成為粘土。 場地內地基土經排水固 結處理后在兩年的施工期內主固結沉降將完成或接近完成,但由于軟土地基的次固結特征比較明顯, 次固結變形將是長期的, 建議所有在軟土地基上的建筑物均應按規定設置永久沉降觀測點,定期觀測,根據建筑物的變形情況,

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