溫州港狀元岙港區(qū)8#、9#多用途泊位道路堆場(chǎng)工程是在圍墾一期工程吹填砂的基礎(chǔ)上,通過對(duì)吹填海砂和其下部淤泥層進(jìn)行地基加固處理具有一定承載力后,進(jìn)行管道等附屬設(shè)施及道路堆場(chǎng)面層施工。其中,在圍堤、隔堤內(nèi)側(cè)100m范圍內(nèi)采用振沖法加固粉細(xì)吹填砂地基,經(jīng)檢測(cè)該工法對(duì)粉細(xì)沙地基加固效果較好,經(jīng)振沖法處理后道路堆場(chǎng)后期沉降穩(wěn)定,效果較好?,F(xiàn)將振沖法加固粉細(xì)沙地基在本工程應(yīng)用情況做一介紹,為其他類似工程提供參考。
一、工程概況
㈠工程概況
溫州港狀元岙港區(qū)8、9#泊位道路堆場(chǎng)工程總面積為56.3萬㎡,其中道路11.83萬㎡,堆場(chǎng)36.63萬㎡,綠化6萬㎡,其他場(chǎng)地 1.8萬㎡,工程造價(jià)約3.1億元。該項(xiàng)目地基加固工程分為淤泥層的軟基處理和吹填粉細(xì)砂的加固處理。吹填砂以下的淤泥層采用常規(guī)的插設(shè)塑料排水板后堆載預(yù)壓,淤泥層排水固結(jié)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)后,進(jìn)行吹填砂層地基處理。其中,圍堤與隔堤內(nèi)側(cè)內(nèi)吹填砂采用振沖法進(jìn)行處理,其他區(qū)域吹填砂采用強(qiáng)夯后進(jìn)行普夯的方法進(jìn)行加固處理。吹填砂經(jīng)振沖法加固后,經(jīng)靜力觸探、標(biāo)貫、載荷板檢測(cè),砂層密實(shí)度與承載力滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。
㈡地質(zhì)條件
1、該工程原泥面標(biāo)高自-4.7m~0.0m不等,經(jīng)軟基處理后淤泥層頂標(biāo)高為-9.0m~-2.5m。工程地基屬第四紀(jì)海相軟弱淤泥及淤泥質(zhì)粘土,土層自上而下依次為:1-1層-黃灰色淤泥、1-2層-灰色淤泥、1-3層-灰色淤泥、1-4層-灰色淤泥質(zhì)粘土、2-1層-褐黃色含粘性土粉砂、2-2層-灰色粘土、3-1層-灰黃色~褐黃色粘土、3-2層-灰色粘土、4層-淺灰綠色粘土、5層-灰黃色~褐黃色碎石、6-1層-灰黃色全風(fēng)化花崗巖、6-2層-淺黃~褐黃色強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、6-3層-淺灰色~淺黃色中風(fēng)化花崗巖。淤泥層(1-1~1-4)呈流塑狀,無層理高壓縮性,土的物理力學(xué)性質(zhì)差;粘土層(2-1~3-2)中等壓縮性,土的物理力學(xué)性質(zhì)稍好;粘土層、碎石層(4~5層)低壓縮性,土的物理力學(xué)性質(zhì)較好;風(fēng)化花崗巖層(6-1~6-3)物理力學(xué)性質(zhì)較好。
2、吹填砂卸載后加固處理前頂面標(biāo)高為4.5~+5.0m,吹填砂底標(biāo)高約為-8.99~-2.5m,吹填砂厚度為7.0~14m不等。吹填海砂粒徑大于0.075mm的砂顆粒含量占吹砂體積的85%以上,小于0.015mm粒徑的粉、粘顆粒含量在吹填砂體積的10%以內(nèi),吹填砂不均勻系數(shù)≥4。粉細(xì)砂層在堆載預(yù)壓卸載后具有一定的承載力,但如不對(duì)砂層進(jìn)行加固處理,會(huì)存在承載力不足和在動(dòng)荷載作用下局部液化等現(xiàn)象,對(duì)港區(qū)堆場(chǎng)后期沉降和使用壽命產(chǎn)生不利影響。
㈢道路堆場(chǎng)地基加固方法
本場(chǎng)區(qū)地基為天然軟土地基及吹填砂。對(duì)場(chǎng)地天然軟土地基,采用插塑料排水板+堆載預(yù)壓進(jìn)行處理。插板要求穿透淤泥層,再利用吹填砂分級(jí)分區(qū)進(jìn)行堆載預(yù)壓。卸載后在采用強(qiáng)夯或振沖加固吹填砂層,完成后鋪設(shè)土工布及山皮石封層,振動(dòng)碾壓施工至加固成型面交工。
吹填砂層采用振沖或強(qiáng)夯法加固。根據(jù)設(shè)計(jì)文件,圍堤后方約100m、隔堤后方約43.5m的卸載區(qū)域采用振沖法加固吹填砂層,其他區(qū)域采用強(qiáng)夯加固吹填砂層。見地基加固平面圖。
二、振沖法加固粉細(xì)沙地基檢測(cè)方法及合格標(biāo)準(zhǔn)
道路堆場(chǎng)工程粉細(xì)沙振沖采用不加填料振沖密實(shí)法,振沖完成后設(shè)計(jì)要求采取靜力觸探、標(biāo)貫、載荷板試驗(yàn)和壓實(shí)度測(cè)試四項(xiàng)地基檢測(cè)。
㈠靜力觸探測(cè)試
按設(shè)計(jì)要求,靜力觸探測(cè)試檢測(cè)吹填砂層加固情況時(shí),從距砂層表面下1m開始。要求加固范圍內(nèi)砂層靜力觸探Ps阻力值應(yīng)不小于6MPa,檢驗(yàn)頻率每5000m
2檢驗(yàn)1點(diǎn)。如其中有一點(diǎn)不合格,采取加密檢測(cè),即將該區(qū)域分成數(shù)個(gè)25×40m的小塊,每小塊重新進(jìn)行一次靜力觸探檢測(cè),檢驗(yàn)合格表示該小塊加固效果滿足設(shè)計(jì)要求,否則該小塊需返工重新加固。
㈡標(biāo)貫檢測(cè)
砂層加固后按設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)貫入N63.5的檢測(cè)范圍為砂面1m以下的吹填砂層,每1m打一次標(biāo)貫,檢驗(yàn)頻率每5000m
2檢驗(yàn)1點(diǎn)。要求吹填砂達(dá)到中密標(biāo)準(zhǔn),其中砂面以下1~2m范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大于12擊,2m以下標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大于15擊。
㈢載荷板試驗(yàn)
振沖施工完畢待孔隙水壓力消散后,用壓路機(jī)振搗碾壓整平,在具有代表性區(qū)域砂面上進(jìn)行載荷板試驗(yàn),載荷板布置數(shù)量為每塊地基處理區(qū)域各2塊。載荷板面積為2×2m
2,試驗(yàn)時(shí)間為施工結(jié)束3-4周后,要求地基容許承載力不小于150kPa。
加荷等級(jí)為8~12級(jí),最大加荷量為三倍設(shè)計(jì)荷載。每級(jí)加荷后按間隔10、10、10、15、15min,以后每隔半小時(shí)讀一沉降,聯(lián)系兩小時(shí)內(nèi),每小時(shí)的沉降量小于0.1mm時(shí),認(rèn)為已穩(wěn)定,可加下一級(jí)荷載。
在試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)承壓板周圍的土明顯的側(cè)向擠出或出現(xiàn)裂縫和隆起,沉降急劇增大,荷載~沉降曲線出現(xiàn)陡降段;或在某一荷載下,24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn);或s/b大于等于0.06(b為承壓板寬度或直徑),可以終止加載。滿足其中一條時(shí),其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載定為極限荷載。
承載力確定可按p~s曲線上有明顯的比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值,或取s=0.01b、0.02b、0.03b所對(duì)應(yīng)的荷載值。
㈣壓實(shí)度測(cè)試
壓實(shí)度測(cè)試采用挖坑灌砂法來測(cè)試壓實(shí)度,檢測(cè)頻率每2000m
2檢驗(yàn)8點(diǎn),不足200m
2時(shí),至少應(yīng)檢驗(yàn)2點(diǎn)。壓實(shí)度檢測(cè)采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。
檢測(cè)要求振沖吹填砂距砂面0~0.5m范圍內(nèi)加固砂壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到0.93,0.5m~1.5m范圍內(nèi)加固砂壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到0.90。
三、振沖加固處理的方法與基本原理
㈠振沖法加固地基的基本方法
目前,振沖法加固地基主要有兩類,一類是振沖置換法,二類是振沖密實(shí)法。國內(nèi)外一般認(rèn)為,振沖置換法(常指振沖碎石樁或振沖砂樁)的使用范圍為飽和松散粉細(xì)砂、中粗砂和沙礫、雜填土、人工填土、粉土和粘性土和黃土地基;振沖密實(shí)法適用于處理砂土和粉土地基,不加填料的振沖密實(shí)法僅適用于處理粘粒含量不小于10%的粗砂、中砂地基。
本工程采用不加填料的振沖密實(shí)法處理粉細(xì)砂,雖然有些工程采用此法加固地基取得了成功,但是總的來說該方法處理粉細(xì)砂地基施工技術(shù)尚不成熟,很多施工參數(shù)和施工工藝需要通過典型施工獲得。
㈡振沖密實(shí)法加固原理
振沖密實(shí)加固砂層是依靠振沖器的強(qiáng)力振動(dòng)使松砂在振動(dòng)荷載作用下,使飽和砂層發(fā)生液化,松散的、單粒結(jié)構(gòu)的砂土顆粒重新排列,孔隙減小;同時(shí)依靠振沖器的重復(fù)水平振動(dòng)力,在細(xì)砂自行塌落形成填料的情況下,還通過填料使砂層擠壓加密。實(shí)踐證明,飽和松散砂土受到振動(dòng)時(shí)抗剪強(qiáng)度迅速降低,一定范圍內(nèi)受振顆粒在自重及上覆壓力作用下,重新排列致密。在動(dòng)荷載作用下,砂土的抗剪強(qiáng)度為
τ=(σ-△u)tgφ
(σ-砂土所受到的正應(yīng)力;△u-砂土所在位置的超靜孔隙水壓力;φ砂土的內(nèi)摩擦角)。
當(dāng)振沖器在加固砂土?xí)r,尤其是飽和砂土,在振沖器重復(fù)水平荷載作用下,土體中△u迅速增大,使土的抗剪強(qiáng)度減少,土粒有可能向低勢(shì)能位置轉(zhuǎn)移,這樣土體由松變緊,形成較為緊密的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以適應(yīng)新的應(yīng)力條件。可是△u在振動(dòng)作用下會(huì)繼續(xù)增大,使△u趨近σ,此時(shí),導(dǎo)致砂土的抗剪強(qiáng)度為零,土體開始變?yōu)榱黧w,砂土結(jié)構(gòu)遭到破壞,出現(xiàn)砂土液化現(xiàn)象。
當(dāng)振沖器在加固砂土?xí)r,振沖器在振動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生較大的振動(dòng)加速度,這一振動(dòng)產(chǎn)生的水平力沿水平方向傳播,并在傳播中很快衰減,土體獲得這種振動(dòng)能量后產(chǎn)生振動(dòng),這就是土質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)迫振動(dòng)。如強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率接近土體的自振頻率時(shí),土體振動(dòng)將會(huì)特別顯著,也會(huì)促進(jìn)土體液化。
砂土液化以后,在上覆荷重和振動(dòng)作用下,砂土顆粒又重新排列,使砂土孔隙比減小、相對(duì)密度增大、承載力提高、抗液化能量成倍增長。
四、振沖法在本工程中的具體應(yīng)用
不加填料的振沖密實(shí)法在粉細(xì)沙地基加固中應(yīng)用較少。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,振沖加固前應(yīng)進(jìn)行典型試驗(yàn)區(qū)施工,根據(jù)典型試驗(yàn)區(qū)施工參數(shù)和檢測(cè)結(jié)果,確定大面積施工的振沖施工參數(shù)。
本工程進(jìn)行了兩次振沖典型施工。第一次振沖典型施工因?yàn)槭┕?shù)選擇不當(dāng),通過靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測(cè)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第二次典型施工是在第一次典型施工失敗的基礎(chǔ)上,通過調(diào)整施工參數(shù)和改變施工工藝進(jìn)行典型施工,通過地基檢測(cè),地基加固效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。后續(xù)大面積施工采用第二次典型施工獲得的施工參數(shù)和形成的施工工藝進(jìn)行施工,地基加固效果很好達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
㈠第一次振沖典型施工
1、典型施工區(qū)域選擇
C區(qū)北側(cè)圍堤后方靠近A區(qū)約7850 m
2進(jìn)行振沖典型施工。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告資料知,選定的典型施工區(qū)域吹填砂層較厚平均10.50m,具有很好代表性。
2、施工機(jī)械設(shè)備性能與參數(shù)
本工程振沖器型號(hào)為ZCQ-75,進(jìn)行雙點(diǎn)共振,振沖的主要設(shè)備是一個(gè)上部為75千瓦的立式潛水電機(jī)和下部為振動(dòng)機(jī)所組成的振動(dòng)器。振動(dòng)器的端部有射水孔,射水量為0.2~0.3m
3/min,射水深度10~15m/S。振沖器的水平振動(dòng)力為11t,振幅在自由振動(dòng)時(shí)為4.2mm,振幅在重力加速時(shí)為9mm。機(jī)體外徑為426mm,長度為3162cm,重量為1140kg。
振沖器系列參數(shù)
|
類別 |
型號(hào) |
ZCQ-75 |
|
潛水泵 |
功率 |
千瓦 |
75 |
|
轉(zhuǎn)速 |
轉(zhuǎn)/分 |
1460 |
|
額定電流 |
安培 |
60 |
振
動(dòng)
機(jī)
體 |
振動(dòng)頻率 |
次/分 |
1450 |
|
動(dòng)力距 |
N-m |
68.3 |
|
振動(dòng)力 |
KN |
160 |
|
振幅(自由振動(dòng)時(shí)) |
毫米 |
5 |
|
加速度(自由振動(dòng)時(shí)) |
米每秒平方 |
7.9 |
|
振動(dòng)體直徑 |
毫米 |
Ф426 |
|
長度 |
毫米 |
3162 |
|
總重量 |
公斤 |
940 |
3、施工工藝流程
⑴施工測(cè)量:用全站儀放出典型施工區(qū)塊邊界,場(chǎng)地整平碾壓后進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量,按5m×5m方格網(wǎng)測(cè)量高程,并做好記錄。用全站儀進(jìn)行邊線放樣,設(shè)置交點(diǎn)控制樁。振點(diǎn)平面布置采用等邊三角形,間距為3.5m。
⑵場(chǎng)地灌水:為使加固區(qū)域砂面有適當(dāng)?shù)乃畨海駴_施工前4~6小時(shí),對(duì)將要施工的區(qū)域進(jìn)行灌水,使表層干砂層飽和,以改善上部砂層振沖效果,施工機(jī)械就位后,打開水源和電源,檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流是否正常。
⑶施工順序
軸線定位→標(biāo)高引測(cè)→振沖器、吊車就位 →開啟水泵振沖器 →下沉并控制下沉速度 → 振沖上拔 → 關(guān)閉水泵振沖器 → 移至下一孔位
⑷每個(gè)孔位振沖施工工藝
振沖器鉆孔時(shí),加大水壓,保持在0.8MPa,對(duì)準(zhǔn)振沖孔位,誤差不超過半個(gè)振沖器直徑。
①勻速振動(dòng)下沉至孔底處(泥面標(biāo)高以上0.5m)留振60秒;
②勻速振動(dòng)上拔至孔口處,留振120秒;
③勻速振動(dòng)下沉至孔底處,留振20秒;
④勻速振動(dòng)上拔0.5m,留振20秒;
⑤以次類推,每段上拔0.5m,每段留振20秒;
⑥直至孔口,留振60秒;
⑦再次振動(dòng)下沉至孔第以上1.0米處,留振20秒;
⑧勻速振動(dòng)上拔0.5米處,每段留振20秒;
⑨依此類推至孔口,每段上拔0.5米,每段留振20秒。
⑩一個(gè)孔位振沖結(jié)束,關(guān)閉水泵及振沖口,移至下一個(gè)孔位。
⑸技術(shù)參數(shù)控制
①振沖深度至泥面標(biāo)高以上0.5米;
②貫入和上拔速度為1.5~2.0米/分鐘;
③每段提升高度為0.5米;
④水壓為600~800kpa;
⑤密實(shí)電流為55~70A;
⑥在上拔至孔口時(shí)填砂振密。
4、振沖地基加固后檢測(cè)情況
⑴振沖沉降量
完成了振沖典型施工后,與振沖前標(biāo)高比較沉降量為395mm。
⑵靜力觸探測(cè)試
典型施工完成后,檢測(cè)單位分別在C區(qū)已卸載區(qū)域內(nèi)選了四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了靜力觸探測(cè)試和標(biāo)貫測(cè)試,其中有兩個(gè)點(diǎn)(C-3與C-4)選在已完成振沖典型施工區(qū)域內(nèi),另有兩個(gè)點(diǎn)(C-1與C-2)選在尚未進(jìn)行振沖典型施工區(qū)域內(nèi)。檢測(cè)結(jié)果表明加固效果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
本次振沖典型施工后經(jīng)靜力觸探檢測(cè)得出典型區(qū)域砂層的靜力觸探比貫入阻力Ps均值如下表:(單位:MPa)
區(qū)號(hào)
深度 |
C-1
(加固前) |
C-2
(加固前) |
C-3
(加固后) |
C-4
(加固后) |
|
0m~12.0m |
4.4 |
5.1 |
5.5 |
4.4 |
|
0m~1.0m |
1.8 |
2.2 |
1.9 |
2.2 |
|
1.1m~2.0m |
3.8 |
2.4 |
5.9 |
5.8 |
|
2.1m~3.0m |
5.1 |
4.7 |
5.8 |
8.7 |
|
3.1m~4.0m |
4.4 |
4.7 |
6.3 |
7.1 |
|
4.1m~5.0m |
4.9 |
4.5 |
6.4 |
5.7 |
|
5.1m~6.0m |
5.9 |
6.7 |
5.0 |
4.0 |
|
6.1m~7.0m |
5.7 |
6.6 |
4.0 |
3.6 |
|
7.1m~8.0m |
5.2 |
5.1 |
3.6 |
4.1 |
|
8.1m~9.0m |
4.7 |
6.4 |
4.3 |
2.6 |
|
9.1m~10.0m |
4.8 |
6.3 |
5.3 |
1.0 |
|
10.1m~11.0m |
4.9 |
5.9 |
5.4 |
3.8 |
|
11.1m~12.0m |
1.1 |
5.7 |
6.0 |
4.2 |
通過數(shù)據(jù)可以看出加固前后靜力觸探Ps阻力值均不能滿足設(shè)計(jì)要求的6MPa。從加固前的兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以看出砂層2~11m范圍比貫入阻力值相對(duì)較大且比較接近,砂層5~7m比貫入阻力值最大。從加固后的兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以看出砂層1.1~5m范圍比貫入阻力值較大,且有些數(shù)據(jù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,但是5m以下部位砂層的比貫入阻力值大小不均且數(shù)值較小,比較加固前的檢測(cè)數(shù)據(jù)來看其阻力值反而減小。
⑶標(biāo)貫檢測(cè)
本次振沖典型施工后經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)貫入(N63.5)檢測(cè)得出典型區(qū)域砂層的標(biāo)準(zhǔn)貫入(N63.5)均值如下表:(單位:擊)
區(qū)號(hào)
深度 |
C-1
(加固前) |
C-2
(加固前) |
C-3
(加固后) |
C-4
(加固后) |
|
0m~12.0m |
21 |
18 |
18 |
17 |
|
1.65m~2.10m |
|
15 |
15 |
22 |
|
3.10m~3.55m |
21 |
16 |
27 |
29 |
|
4.55m~5.00m |
20 |
18 |
20 |
15 |
|
6.00m~6.45m |
18 |
22 |
18 |
13 |
|
7.45m~7.90m |
18 |
26 |
16 |
6 |
|
8.90m~9.35m |
24 |
24 |
22 |
|
|
10.35m~10.80m |
23 |
7 |
25 |
|
|
11.80m~12.25m |
24 |
17 |
4 |
|
檢測(cè)數(shù)據(jù)來表明,未振沖加固的兩個(gè)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)均大于設(shè)計(jì)要求(C-2點(diǎn)10.35~10.8m點(diǎn)除外),4.55~9.35m范圍內(nèi)貫入擊數(shù)較大達(dá)到20擊,而振沖加固后其最大擊數(shù)位置處于3~4m范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)并沒有比振沖加固前加大,反而比加固前少,C-4點(diǎn)7.45m以下標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
⑷荷載板和壓實(shí)度未做檢測(cè)。
5、第一次典型施工失敗原因分析:
⑴振沖至砂層底層施工水壓太大。造成有的振沖點(diǎn)在泥面以上50cm的砂層被沖穿,致使淤泥沿孔壁上涌進(jìn)入砂層,致使淤泥和砂混合在一起,嚴(yán)重影響振沖加固效果。
⑵振沖底標(biāo)高控制不嚴(yán),造成擊穿砂層。首次振沖典型施工,標(biāo)高控制不嚴(yán),很多孔位的砂層被擊穿造成淤泥上涌,形成了淤泥和砂混合,嚴(yán)重影響了砂的重新排列密實(shí)。另外,場(chǎng)區(qū)內(nèi)原灘地的地質(zhì)地貌情況復(fù)雜,下臥軟土層在不同區(qū)域厚度、高程差異較大,地質(zhì)勘探點(diǎn)位少,局部設(shè)計(jì)砂層底標(biāo)高和實(shí)際不符。
⑶振沖至砂層底層時(shí)留振時(shí)間過長(60s)。
⑷振沖典型施工時(shí)有些孔砂層自行塌落灌填量不夠,局部不密實(shí)。
㈡第二次振沖典型施工
針對(duì)第一典型施工情況又選取一塊面積約4000m
2的場(chǎng)地進(jìn)行第二次典型施工,該區(qū)設(shè)計(jì)要求的打設(shè)深度為10.75m為設(shè)計(jì)的最大深度,該區(qū)也具有較好的代表性。
1、第二次典型施工施工參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整:
⑴成孔水壓由800KPa調(diào)整為600KPa,振沖至砂層底層在泥面以上50cm減少?zèng)_水,水壓控制在300KPa以下。
⑵振沖底標(biāo)高由原來的0.5m,調(diào)整為泥面標(biāo)高以上1m。
⑶密實(shí)電流原先為55~70A進(jìn)行了調(diào)整,造孔及第一次振實(shí)加密時(shí)控制為45~50A,第二次振實(shí)加密控制在45~60A。
⑷對(duì)于振沖時(shí)個(gè)別孔位自行塌落灌填量不夠的,采用人工填料及水沖填砂的兩種方式填料。
⑸貫入及上拔速度原先為1.5~2m/min進(jìn)行了調(diào)整,貫入速度調(diào)整為2m/min,上拔速度調(diào)整為3m/min。
地基振沖整平后,對(duì)砂面碾壓采用自重不小于120KN、激振力不小于270KN的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓,碾壓四遍(往返為1遍)。
2、振沖地基加固后檢測(cè)情況
⑴振沖沉降量:調(diào)整參數(shù)后,振沖典型施工沉降量為472mm。
⑵靜力觸探測(cè)試
本次振沖典型施工后經(jīng)靜力觸探檢測(cè)得出典型區(qū)域砂層的靜力觸探比貫入阻力Ps均值如下表:(單位:MPa)
區(qū)號(hào)
深度 |
C-5 |
C-6 |
|
0m~12.0m |
6.8 |
9.2 |
|
0m~1.0m |
6.5 |
5.0 |
|
1.1m~2.0m |
7.7 |
7.0 |
|
2.1m~3.0m |
7.9 |
8.6 |
|
3.1m~4.0m |
8.0 |
9.9 |
|
4.1m~5.0m |
8.8 |
9.0 |
|
5.1m~6.0m |
8.6 |
9.5 |
|
6.1m~7.0m |
8.8 |
10.8 |
|
7.1m~8.0m |
8.3 |
10.0 |
|
8.1m~9.0m |
8.2 |
8.6 |
|
9.1m~10.0m |
7.2 |
7.6 |
|
10.1m~11.0m |
7.6 |
6.1 |
|
11.1m~12.0m |
1.7 |
0.5 |
檢測(cè)數(shù)據(jù)表明調(diào)整振沖參數(shù)后進(jìn)行的第二次典型施工加固后靜力觸探Ps阻力值均能滿足設(shè)計(jì)要求。檢測(cè)數(shù)據(jù)表明加固后比貫入阻力Ps較大的部位在3.1~8.0m范圍內(nèi)。
⑶標(biāo)貫檢測(cè):
本次振沖典型施工后經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)貫入(N63.5)檢測(cè)得出典型區(qū)域砂層的標(biāo)準(zhǔn)貫入(N63.5)均值如下表:(單位:擊)
區(qū)號(hào)
深度 |
C-5 |
C-6 |
|
0m~12.0m |
22.5 |
20 |
|
1.0m~1.45m |
15 |
13 |
|
2.5m~2.95m |
18 |
16 |
|
4.0m~4.45m |
25 |
27 |
|
5.5m~5.95m |
36 |
28 |
|
7.0m~7.45m |
23 |
16 |
|
8.5m~8.95m |
19 |
22 |
|
10.0m~10.45m |
21 |
21 |
|
11.5m~11.95m |
29 |
|
檢測(cè)數(shù)據(jù)表明,振沖加固的兩個(gè)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)均大于設(shè)計(jì)要求,4.0m至淤泥層貫入擊數(shù)較大達(dá)到20擊左右。
⑷荷載板試驗(yàn)
按設(shè)計(jì)要求振沖地基加固后3~4周進(jìn)行載荷板試驗(yàn),要求地基容許承載力不小于150KPa。
根據(jù)載荷板試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告,試驗(yàn)最大加載量為450KPa,相應(yīng)的沉降量為41.32mm,卸載后的殘余沉降量為31.15mm,地基容許承載力大于設(shè)計(jì)值150 KPa。
載荷板各級(jí)加載量的沉降量及卸載后的殘余沉降量見下表:
|
荷載(kPa) |
90 |
135 |
180 |
225 |
270 |
315 |
360 |
|
累計(jì)沉降量(mm) |
3.43 |
7.58 |
11.48 |
16.04 |
21.04 |
25.42 |
30.55 |
|
荷載(kPa) |
405 |
450 |
360 |
270 |
180 |
90 |
0 |
|
累計(jì)沉降量(mm) |
36.07 |
41.32 |
41.13 |
40.17 |
38.91 |
33.82 |
31.15 |
載荷板試驗(yàn)的P-S曲線見下圖
從載荷板試驗(yàn)成果看,P-S關(guān)系曲線為緩變曲線,臨塑壓力Pcr特征不明顯,在3倍設(shè)計(jì)值壓力在作用下,地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。加固后地基容許承載力大于設(shè)計(jì)值150KPa。

⑸壓實(shí)度試驗(yàn)
壓實(shí)度測(cè)試采用挖坑灌砂法來測(cè)試壓實(shí)度,本次檢驗(yàn)16點(diǎn),均達(dá)到設(shè)計(jì)要求,表明振動(dòng)碾壓加固粉細(xì)吹填砂地基可行,機(jī)械選型及施工方法及施工參數(shù)選擇合理。
|
點(diǎn)位 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
0~0.5m |
95 |
93 |
96 |
97 |
97 |
95 |
98 |
99 |
94 |
98 |
96 |
93 |
98 |
99 |
96 |
95 |
|
0.5~1.5m |
91 |
90 |
93 |
92 |
93 |
93 |
94 |
94 |
91 |
92 |
91 |
90 |
95 |
95 |
92 |
92 |
㈢大面積施工情況
本工程根據(jù)第二次典型施工工藝流程及施工參數(shù)進(jìn)行控制開展大面積施工。我項(xiàng)目部對(duì)振沖典型施工后一個(gè)月A區(qū)面積約為25000m
2的施工地基進(jìn)行了靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入檢測(cè)及壓實(shí)度檢測(cè),檢測(cè)情況如下:
⑴靜力觸探測(cè)試
區(qū)號(hào)
深度 |
A-1 |
A-2 |
A-3 |
A-4 |
A-5 |
|
0m~12.0m |
8.3 |
9.2 |
8.6 |
9.2 |
10.1 |
|
1.1m~2.0m |
7.0 |
9.6 |
6.5 |
8.8 |
10.5 |
|
2.1m~3.0m |
10.5 |
10.1 |
7.1 |
6.7 |
11.1 |
|
3.1m~4.0m |
8.8 |
8.7 |
9.8 |
6.3 |
11.6 |
|
4.1m~5.0m |
10.5 |
12.8 |
13.4 |
9.5 |
12.4 |
|
5.1m~6.0m |
11.5 |
13.6 |
8.9 |
15 |
11.8 |
|
6.1m~7.0m |
13.2 |
11.9 |
11.2 |
18.2 |
12.4 |
|
7.1m~8.0m |
2.0 |
8.2 |
10.3 |
9.1 |
10.6 |
|
8.1m~9.0m |
0.3 |
7.3 |
4.8 |
10.9 |
9.3 |
|
9.1m~10.0m |
|
8.9 |
|
3.8 |
5.8 |
|
10.1m~11.0m |
|
6.3 |
|
0.9 |
0.6 |
|
11.1m~12.0m |
|
0.8 |
|
|
|
⑵標(biāo)準(zhǔn)貫入(N63.5)檢測(cè)
區(qū)號(hào)
深度 |
A-1 |
A-2 |
A-3 |
A-4 |
A-5 |
|
1m~12.0m |
26.2 |
27.9 |
33 |
29 |
27.8 |
|
1.0m~1.45m |
15 |
17 |
18 |
18 |
17 |
|
2.45m~2.90m |
28 |
23 |
39 |
18 |
24 |
|
3.90m~4.35m |
22 |
22 |
39 |
41 |
26 |
|
5.35m~5.80m |
39 |
37 |
37 |
33 |
32 |
|
6.80m~7.25m |
27 |
38 |
33 |
32 |
31 |
|
8.25m~8.70m |
|
38 |
32 |
32 |
37 |
|
9.70m~10.15m |
|
20 |
|
|
|
|
11.15m~11.60m |
|
|
|
|
|
⑶壓實(shí)度檢測(cè)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在已施工完成的場(chǎng)地內(nèi)共抽查了100個(gè)點(diǎn)進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。因檢測(cè)數(shù)據(jù)較多,本處不將其列出。
根據(jù)上述大面積地基處理的檢測(cè)結(jié)果可知,采用振沖密實(shí)法加固后的粉細(xì)砂地基的加固效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,其加固效果非常良好。
五、結(jié)論
1、通過兩次振沖典型施工,經(jīng)深入細(xì)致地分析研究典型施工參數(shù),得出了適用于本工程無填粗骨料振沖加固粉細(xì)砂層的施工工藝,確保了本工程能夠按照設(shè)計(jì)要求順利進(jìn)行。本工程振沖法加固粉細(xì)砂地基的成功經(jīng)驗(yàn),能為其他類似工程的吹填粉細(xì)砂地基加固提供參考。
2、在碎石、中粗砂材料價(jià)格貴的地區(qū),采用振沖密實(shí)法加固粉細(xì)吹填地基,無需另外填加粗骨料,在確保施工質(zhì)量的前提下,可以節(jié)約工程造價(jià),加快施工速度。
3、振沖施工振動(dòng)小,對(duì)周邊已有建筑物沉降位移影響很小。在振沖施工過程中,通過對(duì)前方圍堤、隔堤進(jìn)行沉降位移觀測(cè),振沖施工對(duì)圍堤沉降位移影響非常小。該工法對(duì)周邊有建筑物的相類似的地基加固有很大的應(yīng)用價(jià)值。
4、本工程施工的一些成功經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)注意事項(xiàng),可供有關(guān)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)振沖施工提供參考。
參考文獻(xiàn):
1、葉書麟、葉觀寶.地基處理與托換技術(shù)[m].北京,中國建筑工業(yè)出版社,2005。
2、周健、胡寅、林曉斌.粉細(xì)砂的室內(nèi)無填料振沖試驗(yàn)研究.巖土力學(xué),2003,Vol24(5):790-795。