楊峰
摘 ? 要:海涂地區(qū)地基屬于典型的軟土地基,含水量比較大,承載力比較小,難以滿足施工建設的要求。本文提出了拋石擠淤強夯地基處理方法,并闡述了拋石擠淤強夯法加固機理,結合實際案例,驗證了此種方法在海涂地區(qū)地基加固工程中應用的有效性,最后提出了一些結論和建議,希望對同類工程施工建設有一定的參考和借鑒。
關鍵詞:拋石擠淤 ?強夯 ?動力置換與混合 ?海涂地基
中圖分類號:U416 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-098X(2019)10(b)-0048-03
開發(fā)海洋是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略性問題,相關專家預測表示,海洋資源將是未來經(jīng)濟的主要增長點。目前很多碼頭、港口、防波堤、跨海大橋等近海海岸工程事業(yè)蓬勃發(fā)展,這些工程都建立于海涂地區(qū)地基之上,此種地基的主要特點為強度低、含水量大于液限、孔隙比大、滲透系數(shù)小。需進行地基處理后,才能滿足建筑物施工建設的要求。但海涂地區(qū)地基的特殊性,決定了現(xiàn)有的一些施工設備和人力難以直接施工。而拋石擠淤強夯法具有積極易行、效果顯著、設計簡單、施工便捷等優(yōu)勢,在地基處理中得到了廣泛的應用,將其應用到海涂地區(qū)地基加固工程中,可有效解決傳統(tǒng)問題,保證施工質量,值得大力推廣應用。
1 ?案例分析
舟山魚東220kV變電站新建工程位于浙江省舟山市岱山縣岱西鎮(zhèn)漁山島東南角,原系漁船避風港址,占地4萬多m2,它東北、西北側環(huán)山,西南毗鄰陸地,東南朝向東海,由于人多地少,加之該避風港面積已不適應形勢的需要,決定“移山填?!保媱潓⒋吮茱L港回填后,建造成一所220kV的變電站,建筑總面積約10萬m2。由于避風港受潮汐影響,高潮時水深到3~4m,落潮時可見港底,底為海涂,施工人員和機械均無法正常在其上行進,加之回填厚度約5~7m,工程之大,如何選擇適合可靠的地基處理方案非常重要。地質剖面圖如圖1所示。
通過與樁基、排水固結和回填、挖填等地基處理方案在技術、經(jīng)濟和工期等方面綜合對比后,我們決定采用拋石擠淤強夯法處理此海涂地基,即先利用開山塊石進行拋石回填,在回填過程中,由于地基表層的淤泥極其軟弱,就會有大量的淤泥被塊石排擠開來,但是拋石回填后表層的塊石仍然比較松散且不均勻,故對其進行強夯使之密實,同時,在強夯過程中,也會將塊石不斷擠入到下覆的淤泥土層中,達到動力置換和動力壓密相混合的目的,這樣原來的地基就得到了有效加固。
2 ?拋石擠淤強夯法加固機理
拋石擠淤強夯法在海涂地區(qū)地基加固工程中的應用示意圖如圖2所示。
從圖2中可以看出,在具體應用過程中,要先用開山塊石進行拋石回填,回填厚度控制在5~7m之間。由于海涂地區(qū)地基表層為淤泥土,相對比較松軟,拋石回填時,大量淤泥就會被擠開,促使淤泥被置換(如圖2b所示)。完成拋石擠淤操作之后,再借助強夯機械設備對表層松散的塊石進行夯實處理,促使回填土更加密實[1]。但在具體強夯時,也會有部分塊石被擠壓到淤泥土層中,從而達到動力置換和動力壓密相混合的效果(如圖2c所示)。從中可以看出,拋石擠淤強夯法加固機理為:(1)拋石擠淤置換;(2)動力置換;(3)動力壓密;(4)動力置換與動力壓密混合[2]。
3 ?現(xiàn)場試夯
在拋石擠淤強夯法施工之前,要先進行試夯操作,確定施工的各項參數(shù)和技術指標,本工現(xiàn)場試夯的沉降曲線與強夯擊數(shù)的關系如圖3所示。
從圖3中可以清楚看出,沉降曲線的變化規(guī)律,采用三種不同重量的重錘進行夯實試驗,沉降量基本在12擊左右達到穩(wěn)定狀態(tài),因此,12擊也就是本工程拋石擠淤強夯施工的最佳夯擊能[3]。
4 ?大面積強夯施工方案設計
在現(xiàn)場試夯試驗的基礎上,我們提出了如下強夯施工方案:錘重12t,落距13m。然后,對場區(qū)內的房基和道路分別采取不同的方案,分別如圖4a、圖4b所示。
4.1 房基處理
在進行房基強夯過時,由點夯和面夯兩種形式,采用點夯時夯擊次數(shù)要控制在12擊以上,其中最后兩擊沉降量要控制在5cm以下,夯點布置情況和夯擊次數(shù)如圖4a所示,每夯擊三遍之后再進行面夯,采用相同的重錘和落距離面夯兩次,總單位夯擊能控制在250t·m/㎡。
4.2 路基處理
路基處理時,只能采用面夯法, 按照試夯確定的技術參數(shù),夯擊三遍,具體夯點布置情況和夯擊次數(shù)如圖4b所示,為保證路基處理的效果,在夯擊加固處理過程中,單位夯擊能為230t·m/㎡。
4.3 空地處理
在空地處理中,為保證處理效果,采用和路基處理時相同的錘重和落距,每夯擊一下,表示夯擊了一遍,空地處理中夯點布置情況和夯擊次數(shù)與路基處理相同。
5 ?地基處理效果檢驗
拋石擠淤強夯置換法處理完成,為檢驗處理效果,還要對處理之后的地基進行全面系統(tǒng)的檢測,以便為后期施工建設提供數(shù)據(jù)支持和理論指導。但就案例工程而言,拋石擠淤施工中,選擇的石塊體積比較大,級配差距比較大。常規(guī)檢測方法如DPT和STP無法滿足檢測精度和效率的要求[4]。因此,采用了現(xiàn)場靜荷載試驗檢驗了處理后的地基承載力。同時,為了解處理后地基的變形特性,還進行了現(xiàn)場堆載試驗。
6 ?結語
綜上所述,本文結合工程實例,分析了拋石擠淤強夯法在海涂地區(qū)地基加固工程中的應用,得出以下幾點結論:
(1)拋石擠淤強夯法的加固機理為:拋石擠淤置換、動力置換、動力壓密、動力置換與動力壓密混合四種作用,對于舟山魚東220kV變電站新建工程大面積地基處理工程實例,通過現(xiàn)場靜載試驗、堆載試驗,并對試驗的結果進行分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過拋石擠淤強夯法處理的地基基礎沉降量比較小,荷載穩(wěn)定,滿足施工要求,表明拋石擠淤強夯法在海涂地基處理中,具有有效性,值得推廣應用。
(2)和其他地基處理加固技術相比,拋石擠淤強夯法具有操作簡單、施工便捷、施工質量有保證等優(yōu)點,并且具有很強的適用性,在很多地質條件中可以廣泛應用。但就案例工程而言,強夯施工機械設備有限,并且夯錘的重量比較小,大大影響強夯的能量,可能是導致施工后沉降量比較大的主要原因。在今后類似工程施工中,要高度重視,盡量采用分層強夯、能量遞增強夯施工技術,以增加強夯的動力壓密和動力置換(混合)效果,從而更加有效地提高地基土的強度并減小工后沉降。
參考文獻
[1] 尹金星,周龍旭.拋石擠淤結合強夯法在引堤工程中的應用[J].珠江水運,2019(12):96-98.
[2] 閆耀峰.拋石擠淤強夯法在道路工程中的應用[J].科技視界,2016(14):243.
[3] 陳大偉.拋石擠淤強夯法在高速公路軟基處理中的應用探析[J].公路交通科技:應用技術版,2016,12(3):132-134.