管井降水和高真空击密技术用于提升路基的稳固性,市政工程论文

管井降水和高真空击密技术用于提升路基的稳固性,市政工程论文近年来随着沿海地区建设的大规模发展，现有的建设用地已不能知足需求，通过填海造地已经很好地解决了这一问题，但是吹填土含水量大、压缩性高、透水性差、强度低，地基承载力往往达不到预期要求，严重影响沿海地区的工程建设。当前来讲，充分利用沿海地区的填海软土地基，对不能知足使用要求的填海软基进行加固处理，使其承载力到达设计要求，具有重大的经济效益和社会效益。1两种路基处理方式方法原理及效果分析。1.1管井降水。1.1.1管井降水原理。管井井点降水法就是在施工场地内，每隔一定距离设置一个井管，每个井管内安装一台抽水泵或儿个井管合用一台抽水泵，每个井管同时抽水时，场地内地下水位得到降低，进而土体固结，强度逐步提高。优缺点:设备简单，沉降稳定、均匀，但沉降延续的时问很长，很难知足工期的要求。1.1.2管井降水效果。管井降水法具有较多优点:除了不需集水管而直接采用单井单泵，各降水井井口高低不受其他降水井的限制，降水井位置能灵敏布置外，还具有施工简便，易于操作，能有效改善工作条件，减少施工噪声，适用性强等优点，因而，在国内外的应用已构成了一定规模。1.2高真空击密。1.2.1原理。高真空击密法是由我们国家白行研究发明的一种快速处理软土路基的新技术，其降排水机理是通过数遍的高真空压差结合数遍相应变能量的强夯击密到达降低土层含水量、提高密实度和承载力、减少路基工后沉降和差异沉降量的目的，通过快速高真空排水一击密多遍循环，两道工序的有机结合与互相作用，构成了该法的独特机理[3-4]1.2.2效果。该方式方法通过数遍高真空击密制造压差排水，并结合数遍适宜能量击密，巧妙地解决了软土超孔隙水压力消散及强夯容易使软土构成弹簧土等关键问题，通过人为在土层中制造的压差来快速消散超孔隙水压力，使软土中的水快速排出，大大缩短了施工工期。由于采用高真空排水，使击密效果大大提高，进而使被处理土体构成一定厚度的超固结硬壳层，减少了因荷载不均匀产生的不均匀沉降，而且在大面积施工经过中，能够根据不同的土层地质条件，随时调整真空管和卧管的问距，可操作性强。2工程实例。曹妃甸工业区起步区污水处理厂(北区)位于曹妃甸工业区唐曹高速和新城北路交义口西北角，拟建场地位于曹妃甸浅海填筑区，原为渤海浅海，地形地貌较简单。试验区场地的地质条件复杂，由于吹填经过中吹填砂对原场地的淤泥的推挤作用，使得场地内土层分布很不均匀，且地下水位较高，给地基处理工作带来很大的困难。2.1场地地层构成。地层主要有第四系人工堆积层，全新统浅海相沉积层Qm4。岩性表层主要为冲填土和杂填土，上中部主要为粉土和粉砂，局部为粉质勃土、勃土、淤泥质粉质勃土、软粉质勃土，下部主要为粉土、粉质就土和粉砂，局部为淤泥质就土、淤泥质粉质x土、淤泥。根据其时代、岩性和物理力学性质指标的差异可将勘探深度内的地层分为3个工程地质层，各工程地质层又细分了亚层，各层详细描绘叙述如下。①1层冲填土4m:层顶埋深0.00一0.50m，层顶标高3.59一3.93m，厚度2.00一4.50m。浅灰、黄灰色，松懈，饱和;以粉砂为主，含少量贝壳碎片和腐殖物，局部与粉质x土互层。接近地表，分布连续。该层土为人工吹填构成，固结时问短，欠固结，工程性质极差。①2层冲填土4m:层顶埋深0.00一0.4m，层顶标高3.7一3.92m，厚度2.50一4.50m。浅灰色，松懈，很湿;以淤泥质粉土为主，偶见云母，与粉质x土互层，局部夹土薄层，无光泽，摇震反响迅速，干强度和韧性低。接近地表，分布连续。该层土为人工吹填构成，固结时问短，欠固结，工程性质极差。①3层杂填土4m:层顶埋深0.00，层顶标高4.09一4.13m，厚度0.30一0.50m。杂色，松懈，潮湿;为山皮石，以碎石土为主，一般2}8cm,局部有大块石，一般40一60cm，以粉砂和粉土充填，含少量x性颗粒。位于地表，分布连续。该层土为新近人工填筑构成，固结时问短，工程性质较好。②1层粉砂4m:层顶埋深2.5。一8.80m，层顶标高-4.70一1.62m，厚度1.20一7.40m。浅灰、灰色，松懈，饱和;不均匀，以石英、长石为主，含少量贝壳碎片，局部与粉质x土互层，含粉质x土薄层。分布连续。该层呈中等压缩性，工程性质差。②2层粉砂4m:层顶埋深6.60一13.20m，层顶标高-9.10-2.48m，厚度1.50一6.70m。灰色，稍密，饱和;不均匀，以石英、长石为主，含少量贝壳碎片，局部与粉质x土互层，含粉质x土和粉土薄层。分布连续。该层呈中等压缩性，工程性质较差。②3层粉砂4m:层顶埋深8.9一16.50m，层顶标高一12.61}-4.80m，厚度1.20一6.80m。局部未揭穿。灰色，中密，饱和;不均匀，以石英、长石为主，含少量贝壳，局部与粉土互层，含粉质x土和粉土薄层。分布连续。该层呈中等压缩性，工程性质一般。②4层粉土4m:层顶埋深2.4。一9.30m，层顶标高一5.20一1.72m，厚度1.10一6.60m。灰色，中密，湿;不均匀，含云母及贝壳碎片，无光泽反响，摇震反响中等，干强度和韧性低。分布较连续。该层呈中等压缩性，工程性质一般。②5层粉土4m:层顶埋深8.10一16.50m，层顶标高一12.39}=4.26m，厚度1.10一9.40m。深灰，稍密，湿;不均匀，含云母及贝壳碎片，无光泽反响，摇震反响中等，干强度和韧性低。分布较连续。该层呈中等压缩性，工程性质一般。②6层细砂4m:层顶埋深3.10一11.00m，层顶标高-6.91一1.00m，厚度1.20一4.40m。浅灰一深灰，松懈，饱和;不均匀，以石英、长石为主，含云母。分布不连续，呈透镜体状。该层呈中等压缩性，工程性质较差。②7层勃土4m:层顶埋深12.50一17.10m,层顶标高一12.98-8.39m，厚度1.10一2.50m。灰黑，可塑;不均匀，有光泽反响，无摇震反响，干强度和韧性高。分布不连续，呈透镜体状。该层呈高压缩性，工程性质一般。②8层淤泥质粉质勃土4m:层顶埋深3.40一16.50m，层顶标高-12.41一0.72m,厚度1.40一7.30m。灰黑，流塑，稍有光泽反响，无摇震反响，干强度和韧性中等。②9层软粉质勃土4m:层顶埋深2.50一14.20m，层顶标高一10.08一1.61m，J度1.10一9.50m。灰黑，流塑;较均匀，稍有光泽反响，无摇震反响，干强度和韧性中等。分布不连续，呈透镜体状。该层呈高压缩性，工程性质差。②10层粉质勃土4m:层顶埋深3.00一9.80m，层顶标高-5.70一-1.13m,厚度1.00一6.60m。深灰，软塑;较均匀，稍有光泽反响，无摇震反响，干强度和韧性中等。分布不连续，呈透镜体状。该层呈中等压缩性，工程性质一般。土层物理力学指标见表1。2.2处理方案。根据该场地的地质情况，针对整个场地进行管井降水高真空击密法施工。主要目的是使承载力到达使用要求，基本消除高真空击密处理深度C8m)范围内的液化性，部分消除8m深度下面砂性土的液化性，对于液化土层厚度较小，基础埋深较小的区域能够实现一步到位的处理，直接投入使用。2.2.1管井施工。设备进场后，首先在场地边界处打设一圈泥浆搅拌墙，隔断场地外围水，同时场地的密封墙外围再挖一圈浅排水沟，主要是防止大雨在场地内构成的积水。在处理场地按20m的问距打设管井抽水，管井深度15m，直径约230mm，正方形布置，井深全段为透水管，外裹120目滤布。2.2.2高真空击密施工。(1)为了加强②4,②9,②10土层的排水，根据地质情况，选用长6m的真空管，真空滤头设在②4,②9,②10土层内，外表出露约20cm，全场满铺，问距3.5mx4.5一5m。(2)击密采用两遍点夯，一遍满夯。点夯夯点布置为5mx5m，正方形布置。第一遍夯击能量为2500一3000kNm，击数为6}8击;第二遍夯击能量为3000一4000kNm，击数为6}8击，详细参数由现场试夯后确定。满夯能量为1000一1200kN}m，每点击数为1一2击。2.2.3信息化施工与检测。对地下水位、地面沉降、标贯及静探进行监测与比照，对各项结果进行具体记录和分析，并根据监测结果来指导施工。C1)选10个水位观测点，在深井降水期问，监测频率为1次启动。(2)选20个地面沉降观测点，在深井降水期问，监测频率为1次启d;每遍强夯后，亦观测一次。(3)在深井降水至地表下面10m和每遍强夯后，进行一次标贯和静力触探检测。(4)地基处理完体止期满28d左右后，由业主指定具有检测资质的第三方单位进行现场载荷板试验，每10000m2一个点，标贯试验每500010000m2一个点。2.2.4处理效果分析。通过采用管井降水高真空击密法对该区域吹填土路基进行处理后，加固深度可达6-8m，承载力大于120kPa，顶面回弹模量大于30MPa，各项指标均知足要求。3结束语。管井降水以及高真空击密两种加固软土地基的方式方法在曹妃甸地区已经得到了较为广泛的实践应用，但将两者联合用于处理软土地基仍存在很多问题有待完善。本文仅就两种方案的结合提供探寻求索性尝试，希望为以后的吹填土路基处理提供有价值的参考根