摘要:本文对某项目地基处理降水强夯、无填料振冲两种方案,就本工程地质情况加固效果进行分析,为后期类似地质条件选择更为合理的工艺方法处理地基提供参考和依据。
关键词:地基,处理方法
1 工程概况
启东通誉健身俱乐部有限公司拟在启东市国防路东侧新建启东--北上海恒大威尼斯水城项目,拟建工程包括联排和独栋别墅、情景洋房、小高层住宅、高层住宅、幼儿园、中小学、会议中心、酒店和体育城,以及相关的道路、桥梁、人工湖、园林园建等。
2 工程地质条件
拟建场地地貌单元系长江三角洲河口冲积平原,位于启东市国防路东侧新厂区内。拟建场地属海滩涂地貌,场地地势较为平坦,整体由陆域向海洋缓倾,场地内有多条河道从场地中间通过。勘察揭示场地土层可分为8个工程地质层,进一步细分为12个工程地质亚层,除明河、明沟、暗河、暗塘部位等浅部土层外,各土层大致呈水平状分布,土层分布尚稳定。场地土层主要以砂土和粘性土组成,软弱土主要是第③层淤泥质粉质粘土和第⑦层淤泥质粉质粘土层,其中第⑦层厚度近30m,在荷载作用下会产生较大的压缩变形。
由于设计场地标高为5.500m (公建区为5.500~6.800m),因此需要在场地原自然地面上进行筑填,以提高地面标高,筑填土主要为吹填土,厚度1.5~4.5m 左右,吹填土土性主要为粉土及砂性土。
3 场地处理目的
提高松散吹填土的密实度,解决松散吹填土地基的一些工程问题,包括液化问题、桩基负摩阻力问题以及自身压缩变形问题等。
4 场地处理技术要求
处理深度:别墅区域6m(局部暗沟8m)。
处理方法:采用“降水结合强夯法”及“无填料振冲法”。
评价指标:别墅区域:处理后的吹填土标贯击数N不小于15击,地基承载力不低于130kPa。
5 场地地基处理施工方案
大面积地基处理之前,应选取有代表性的位置分别进行降水强夯法及无填料振冲法加固地基处理的实验施工,并做好试验检测工作。
5.1降水强夯处理方案
强夯工艺参数
强夯夯能:两遍点夯一边普夯,第一遍1500kn.m第二遍3000kn.m第三遍 1200kn.m;夯点间距正方形布置每遍4.5×4.5米,第二遍中间插点,第三遍搭接1/3;夯击击数点夯每遍6击,普夯2击。
强夯工艺流程
整平、建立排水系 第一遍强夯(降水) 夯坑回填 第二遍强夯(降水) 夯坑回填 普夯
机械设备
夯锤选用圆型带气孔的夯锤,锤重为12T-15T,夯锤直径为2.3~2.4m;强夯机械采用QUB32、QUB36、W200A型起重式强夯机。
降水施工工艺流程
安装、井点管装配成形 →插管位置及水位观测管 → 成孔、排管、插管 → 铺总管 → 孔口封密 → 连接试抽 → 确定原始水位、开机。
井管设备:利用射流泵轻型井点系统,进行浅层降水。降水管插管前采取高压水冲成孔,成孔深度即为井点管插管深度。立管下段约1.2米位置称滤管先钻数孔后,用纱布双层包裹起隔砂渗水的作用。插管,成孔结束后立即插管,并注意保护好滤膜。同时掩埋成孔的孔洞。降水至地面2.5m以下,方可进行强夯。
5.3无填料振冲处理方案
对于陆域形成不久的冲填土,即未充分固结的饱和、疏松砂性、粉性土,其砂土颗粒间的孔隙较大,颗粒位置不稳定,在双头振冲器强大的振动荷载作用下,一方面使砂颗粒产生强迫振动,当强迫振动的频率接近于土体的自振频率时,则土体振动变得更为显著,迅即可促使土体液化。砂土液化后,在上覆荷重和振动力作用下,砂粒又重新排列;另一方面依靠振冲器的振动力将来自孔壁塌陷的原砂充入加固体内一并挤压加密,从面使砂土孔隙比减少,增加了相对密度,提高了承载力和压缩模量;同时也对土体施加了预震影响,从而较未经振冲的土层显著地提高了抗液化能力。
振冲设备
振冲机具设备包括振冲器、超重机和水泵。操纵振冲器的起吊设备采用50T的履带式起重机。要求水压力为100~200Kpa ,流量20~30m3/h,每台振冲器备用一台水泵。控制设备包括控制电流操作台、100A电流表、500V电压表以及供水管道等。本项目振冲器采用ZCQ-55型,双点协迫振冲施工。
振冲造孔顺序
为了减少振冲能量的扩散,使振密效果更好,造孔顺序采用围幕法,即先造外围2~3圈(排)孔,然后造内圈孔,依次向中心区造孔。施工时应先设置排水系统,然后进行振冲加固。
振冲加固地基技术参数及工艺流程
技术参数
采用双点共振法施工,振冲孔孔距为1.0m,三角形布孔;振冲孔深6m,每段提升高度为50cm;留振时间为10s~20s;水压为100kPa~200kPa;
在振冲施工前3~4小时,对拟施工场地进行预灌水,使浅表层土体充分含水,水能够充分传递振动力,从面提高了上部部填土的振冲效果。
工艺流程
就位:移动起重机,使振冲器对准桩位。启动水泵和振冲器,使振冲器徐徐沉入土中,直到达到设计处理深度以上0.3-0.5m,留振20s。
提升:留振后提升振冲器至孔口,留振60s。
下沉:使振冲器徐徐沉入土中,直到达到设计处理深度以上0.8-1.0m,留振10~20s。
提升:慢速上拔振冲器,每提升0.5m留振10~20s后提升振冲器至孔口,留振60s。
下沉:使振冲器徐徐沉入土中,直到达到7m深度,留振10~20s。
提升:慢速上拔振冲器,每提升0.5m留振10~20s后提升振冲器至孔口,留振60s。
成桩结束,关闭振冲器和水泵,移至下一根桩施工。
设置排水系统
在距施工场地的周边线挖设排水明沟,沟底宽1m,深1 m,边坡1:2,纵坡1%,明沟之间贯通,明沟交接处设置集水井。场地内部施工区域每隔50m挖设纵向的排水沟,并与周边的排水明沟相贯通,沟深0.50m,沟底宽0.60m,边坡1:2,纵坡1%。在集水井内设置污水泵,及时排出振冲加固过程中产生的积水,保证加固处理后的效果。
6.0两种方案处理地基后地基检测结果
6.0.1降水强夯法
根据检测结果,本次检测成果分析综合判定:处理后地基土承载力满足设计要求。
6.0.2无填料振冲法
检测结论
根据检测结果,对地基处理的质量效果分析评价如下:
本次检测共布置52组静力触探试验,冲填土承载力平均值特征值130kpa。布置26组标注贯入试验,冲填土承载力特征值平均值为130kpa。布置9组平板静载试验,S1-S9冲填土承载力特征值分别为167kpa、214kpa、187kpa、166kpa、148kpa、151kpa、183kpa、171kpa、、168kpa,平均值172kpa,建议平板静载试验冲填土承载力特征值为160kpa。通过本次检测结果分析综合判别:冲填土地基承载力满足地基处理设计要求。
7.0结论
通过对两种不同工艺方法,处理地基的效果检测,发现二者处理完地基后承载力均能够满足设计要求。但是,经对标准贯入度、静力触探指标的比较,显现振冲法加固地基后较强夯法加固地基后两者指标略显高一点。无填料振冲法处理深度深。强夯法的处理深度与夯击能的大小有很大的关系,而无填料振冲法则能够精确控制加固深度。无填料振冲法用55kW振冲器振密深度超过7m。
根据《吹填土场地岩土工程勘察评估报告书》的颗粒分析结果显示,吹填土的成分以粒径为0.075~0.25mm的砂粒和0.005~0.075mm的粉粒为主,含有少量粘粒,砂粒(6.9~93.8%)粉粒(2.6~88.2%)①2层的砂粒含量(平均70%)要多于①1层(平均51.3%)。
进一步说明无填料振冲法处理粗颗粒且粘粒含量小于10%的粗砂、中砂地基比强夯法更显优势。