塑料排水板结合强夯法在地基工程中的应用.pdf

第 4 O卷第 3期 2 0 1 3年 3月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c h ni q u e De v e l o pme n t Vo 1 ． 4 0， No ． 3 Ma r ． 2 01 3 塑料 排 水板 结合 强 夯 法在 地 基 工程 中的应 用 李伟鸿 李健 陆岩 张磊 ( 1 ． 北海舰 队后 勤部机场 营房处； 2 ． 中国石油大学( 华东) 青岛校 区规划建设处， 山东青岛 2 6 6 5 5 5 ) [ 摘 要] 某项 目由于地处滩涂 ， 为缩短工期 、 降低工程造价 ， 该 工程采用 塑料 排水板结合 强夯的方法加 固软基 ， 达到 了 良好 的处理效果 。 [ 关键词] 塑料排水板 ； 强 夯 ； 软基 [ 中图分类号] T U 7 5 3 ． 8 [ 文献标志码 ] B [ 文章编号 ] 1 0 0 1 — 5 2 3 X( 2 0 1 3 ) 0 3 ． 0 0 4 7 — 0 2 1工 程概 况 该 项 目原属 于 滨海 湖相 沉 积 的软 弱 土层 ， 地 下 水含量丰富 ， 压缩性高 ， 抗压 、 抗剪强度低。 2地基 加 固方案选 择 本 工程 根 据 地 质情 况 和 进度 要 求 ， 拟从 混 凝 土 灌注桩 、 塑料排水板加强夯法和塑料排水板堆载预 压 法三 种加 固方 法 中 选取 最 优 方 案 进行 地 基 处 理 。 混凝土灌注桩加固效果好 ， 但是施工难度教大 ， 且费 用 高 昂 ， 不宜 采用 ； 插 塑料排 水板 后采 用堆 载预 压法 加固软弱地基是一种 简单 、 有效 的方法 ， 投资较少 ， 但是工期漫长， 根据地质资料与理论计算 ， 约需要 8 个月堆载预压时间， 满足不了进度 的要求 ； 本工程拟 选 用塑料 排水 板加 强 夯 法 加 固软 弱地 基 ， 因为 强 夯 可使地基产生超孑 L 隙水 压力 ， 地基 中的孔 隙水可 以 迅速经由排水板排 出， 孔 隙水压力可 以迅速得到消 散 ， 使地基产生排水固结 ， 承载力 提高； 强夯在地基 中产生的冲击波和动应力也可以加 固地基 ， 提高软 土的强度 ， 降低 土 的压 缩性 和消 除地基 的大 部分 沉 降 。 3软基 加 固设计 3 ． 1 打设 塑料 排 水板 设备采用 C B J 一 3 0型履带式插板机 ， 扁菱形导 管 ， 以减小施工周围淤泥的扰动影响和涂抹效应 ； 排 水板为间距 I ． 0 m的梅花形布置， 深度进入淤泥层 下层 的中砂层 底部 。 收稿 日期 ： 2 0 1 2—1 2—1 5 作者简介 ： 李伟鸿 ( 1 9 7 9 - ) ， 男 ， 山东 平度 人 ， 毕 业 于 中国石 油 大学 ( 华东 ) ， 本科 ， 工程师 ， 主要从事土木工程研究。 3 ． 2 强 夯 施 工 工 程进 行两 遍 点 夯 ， 一遍 满 夯 。点 夯 采 用 间距 为 5 m的梅花形布置， 同一点夯击约为 8次 ， 具体掌 握为最后两击平均夯沉量不大于 5 0 m m。在强夯过 程 中 ， 随着夯 坑深 度 的增 加应 及 时 回填 风化砂 ， 风化 砂最大块直径应控制在 3 0 c m以内， 含泥量不应超 过 1 0 ％且级配合理 。强夯 两遍结束后应平 整场地 并开始满夯施工 ， 满夯以一锤压半锤的原则搭夯 ， 保 证 表层 土 的密实度 达 到要求 。 4地基 处理检 测 资料分 析和 评价 根据 现 场 的地 质 情 况 和 施 工 工 期 要 求 ， 拟 从 C F G桩、 振 冲碎石桩 、 真空堆载预压法 、 塑料排水板 联合强夯法等加固方法 中选取最优方案进行软弱地 基处理。C F G桩适合处理淤泥与淤泥质土， 饱和黄 土 、 素填 土 、 黏性 土 以及 无地 下水 的饱 和松散 砂土 等 地基 ， 效果稳定 ， 但是施工费用最高 ； 大面积振冲碎 石桩加固法适合处理砂土， 粉土 、 粉质粘土、 黏土、 素 填土、 杂填土等地基工艺成熟、 处理效果理想 ， 但是 对施工环境污染较大 ， 且费用高昂， 造成项 目成本较 高； 真空堆载预压法加固法适用于处理淤泥质土、 淤 泥和冲填土等饱和黏性土地基 ， 是处理软弱地基是 一 种有效 的方法 ， 但是工期漫长 ， 施工较为复杂 ， 根 据地质资料与理论计算 ， 满足不了进度的要求 ； 强夯 法适合处理碎石土、 砂土、 低饱 和度 的粉土与黏性 土 、 湿陷性黄土、 素填土和杂填土等地基； 塑料排水 板适合软弱地基和超 软弱地基 ， 滤水性好 ， 排水 畅 通 ， 排水效果有保证， 施工快、 工期短 ， 每台插板机每 日可插板 1 5 0 0 0 1 1 1 以上， 工程造价低。各方案经济 技术 比较 见表 1 。 4 7 第 3期 李伟鸿， 等 ： 塑料排水板结合强夯法在地基工程 中的应 用 第4 O卷 表 1地基处理方案比较 ＼＼处理方法 水泥搅 水冲成孔振 真空堆 强夯与塑料 ＼ 方案 比 拌桩 冲碎石桩 载预压 排水板结合 塑 料 排 水 板 深 度 1 2 13 3 ， 正方 直 径 直 径 形布 置， 间 0 ． 5 m， 长 0 ． 4／ ／ 1 ， 长 堆土高 距 1 m； 强 1 0 i n ． 正 度 1 0 m， 度6 m， 底 夯 夯 击 能 施 工方 法 2 0 0 O k N m 方 形 布 正 方形 布 层 铺 砂 两遍点夯间 置 ， 间 距 置 。间 距 O ． 5 m 距 5 m， 梅 1 m 1 m 花 形 布 置 ， 同一点夯击 7次， 一 遍 普夯 造价／ ( 元／ m ) 3 5 0 2 6 0 1 0 0 4 5 ． 2 技术是否 可行 可行 可行 不可行 可行 所 以无论从技术上和经济上考虑 ， 对于深厚 的 软 土地基 采用排 水 固结 法 进 行加 固时 ， 采 用 强夯 与 塑料排水板结合是唯一经济 、 有效 、 可行的方法 ， 故 工程 拟采 用 强 夯 与 塑 料 排 水 板 联 合 加 固软 弱 地 基 法 ， 理论分析为强夯可使地基产生超孔隙水压力 ， 地 基 中的孔 隙水可 以迅 速经 由排 水板 孔 道 排 出 ， 孔 隙 水压力得到消散， 使软弱地基产生排水固结 ， 承载力 提高； 除此之外 ， 强夯产生 的能量亦可加 固地基 ， 降 低土的压缩性和消除地基的大部分沉降。 为 准确 了解排 水 板加 强 夯施 工 的处 理 效果 ， 对 强 夯前后 的土层 进行 了钻 探取土 、 剪切试 验 、 静力触 探 等检测 工作 ， 其分析 和评 价如 下 ： 1 ) 室 内土 工试验 此次钻探共取了 6 4件土样进行室内土工试验 ， 根据对比试验资料的分析统计 ， 并结合地基处理前 期 的有关资料进行对 比发现 ， 淤泥的各项指标在地 基 处理后 均有 不 同程 度 的改 善 ： 含水 率 由加 固前 的 4 2 ． 7 ％降为 3 3 ． 8 ％ ， 降低约 1 0个百分点， 排水效果 较为明显， 淤泥天然密度增大， 孔隙比由 1 ． 1 8 7减小 为 0 ． 9 6 2 ， 降低约 2 3个百分 点， 压缩 系数、 压缩模 量、 内摩擦角和内聚力等均有不同程度的增大 ， 而且 经过处 理后 的淤泥 物理力 学性质更 加均 一 。 2 ) 静力 触探试验 本工程 在野外 共进行 了 3 0孔 静力触 探试验 ， 采 用单桥探头进行 ， 实验点均在钻孔旁 8 0 c m范围内， 实 验结果 显 示 ， 淤 泥 层 的贯 入 阻力 P 由处 理 前 的 0 ． 1 5 MP a增大至 0 ． 4 4 MP a ， 性质有了较大改善 ， 其 变异 系 数也 由处 理 前 的 0 ． 4 1降 至 0 ． 2 1 ， 说 明 了淤 泥 的力学 性质更 趋于 均一 。 5 结论 综合 以上分 析 ， 可以得 出以下结 论 ： 1 ) 在施 工 前 需 要 做 好 塑 料 排水 的布 置并 设 计 确 定强夯 区域 的夯点 布置 、 夯击 能量 等施工参 数 ， 据 此 可取得 良好 的处理 效果 。 2 ) 根据《 岩土工程试验监测手册》， 套用承载力 经验公式f o = 0 ． 1 0 3 P + 2 7计算得 出加固后 淤泥层 承载力为 7 1 ． 3 k P a ， 该值与处理前期计算得 出的淤 泥承载力 4 1 ． 4 k P a 相 比， 提高了约 7 2 ％。 3 ) 大面积软弱地基处理方案 中， 排水板结合强 夯 处理 软弱地 基法是 一种相 对有效 、 快速 的方法 。 参 考 文献 [ 1 ] 地基处理手册 [ M] ． 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 1 9 9 8 『 2 ] 岩土工程测试技术[ M] ． 北京 ： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 4 ( 上接 第 2 8页 ) 2 ) 本文所建立的模型 ， 对某工程基础的沉降进 行 了预测 分析 ， 其预 测结果 与实测 数据 基本 吻合 ， 说 明了该方法的合理性和可行性。 3 ) 本文采用的多点预测模型 ， 是单点灰色模型 的拓展 ， 实现了对多点变形的整体预测， 尤其对一些 整体性建筑或构筑物进行沉 降变形预报 十分有效， 具有一定的工程意义和经济价值。 参考 文献 [ 1 ] 刘思峰 ， 郭天榜 ， 党耀 国， 等． 灰色系统理论及其应用． 北京 ： 科 学 出 版 社 ． 2 0 0 2 48 [ 2 ] 张仪萍 ， 张士乔 ， 龚 晓南． 沉 降的灰 色预 测． 工 业建 筑， 1 9 9 9 ， 2 9 ( 4 ) ： 4 5— 4 8 [ 3 ] 多变量灰色模型在经济预测中的应用． 统计 与决 策 ， 2 0 0 3 ， 9 ( 9) ： 2 3 —2 5 [ 4 ] 汪树玉 ， 刘国华 ， 李富强 ， 何勇兵． 观测数据分 析中几种方法的探 讨． 水电 自动化与大坝监测 ， 2 0 0 3， 2 7 ( 3 )： 5 9—6 3 [ 5 ] 潘 国荣 ， 刘大杰． 顾及邻近点变形 因素项 的动态模型辨识与预测 [ J ] 测绘学报 ， 2 0 0 1 ， 3 0 ( 1 ) ： 3 2— 3 5 [ 6] 易东云 ， 王正明． 多项式信号加 自回归噪声模 型 的参数 估计． 电 子学报 ， 1 9 9 5 ， 2 3 ( 6 ) ： 8 4— 8 7 [ 7] 翟军， 盛建 明， 冯英浚． MGM( 1 ， ) 灰色模 型及应用． 系统工程理 论 与实践 ， 1 9 9 7 ， 1 7 ( 5 )