高真空擊密法試驗研究論文
［摘要］采用高真空擊密法對濰坊港吹填粉砂場(chǎng)地分小區進(jìn)行地基處理試驗研究，該地基處理工法適用性好，密實(shí)效果明顯，可改善土層壓縮性，消除場(chǎng)地不均勻沉降，提高表層承載力。各土層的靜力觸探試驗與標準貫入提高幅度的趨勢接近，有效加固影響深度達7~10m，表層的提高幅度明顯達數倍以上，液化消除。
［關(guān)鍵詞］高真空擊密；吹填粉砂；施工沉降；承載力；靜力觸探；標貫試驗
“高真空擊密法”軟地基處理方法，是一種快速加固軟土地基的新技術(shù)，通過(guò)數遍的高真空壓差排水，并結合數遍合適的變能量擊密，達到降低土層的含水量、提高密實(shí)度和承載力、減少地基工后沉降和差異沉降量的目的。該方法在淺層插入高真空排水管，利用擊密產(chǎn)生的超孔隙水壓力和高真空形成的負壓，形成壓差使孔隙水快速排出，從而使淺層地基土達到超固結，在高真空擊密影響深度范圍內軟弱土層性質(zhì)進(jìn)一步提高，在地基土淺層形成剛度較大的硬殼層，因硬殼層的存在淺層承載力很高[1，2]，現探索該法在吹填粉砂場(chǎng)地上的適用性及處理效果。
1工程概況
擬建場(chǎng)地位于山東濰坊港，作為堆場(chǎng)使用，吹填形成，吹填厚度約5m。主要地層地質(zhì)特征：①層粉砂：新吹填，褐色，稍-中密，濕-飽和，顆粒級配不良，局部夾粉質(zhì)黏土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土薄層。厚度平均5.25m，統計實(shí)測標貫擊數N=5.7擊。②層粉質(zhì)粘土：灰黑色，軟-可塑，干強度及韌性中等，局部夾粉土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土薄層。厚度平均0.45m，實(shí)測標貫擊數N=19.7擊，屬于中壓縮性土，地基容許承載力170kPa，壓縮模量建議值Es=11.46MPa。③層粉細砂，黃褐色-灰黑色，濕-飽和，稍密-中密，級配差，厚度平均13.15m。以下為④層粉質(zhì)粘土。建筑場(chǎng)地土為中軟場(chǎng)地土，場(chǎng)地類(lèi)別III級。場(chǎng)地抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度0.15g，設計地震分組為第二組，設計特征周期0.55s，判別砂土液化①層為砂土液化層，液化等級中等~嚴重。試驗區場(chǎng)地尺寸72*84m，共6048m2，考慮到堆場(chǎng)各區域的不同使用要求，為得到不同施工參數下地基處理效果，將試驗區再劃分為三個(gè)試驗小區，分別對應于場(chǎng)地處理不同的擊密能量。
2試驗方案
2.1試驗目的
本試驗主要達到以下幾個(gè)目的：通過(guò)加固前后進(jìn)行的監測和檢測，動(dòng)態(tài)了解地基的加固效果和變形特征，比較處理前后的土性提高程度；檢驗不同的施工參數可達到的地基處理效果；通過(guò)試驗明確如下參數：擊密能量；夯擊遍數及擊數；施工期沉降量，提供后期建設依據。
2.2試驗步驟
2.2.1施工前準備：采用水陸挖機翻挖進(jìn)行場(chǎng)地初步排水，在場(chǎng)地四周開(kāi)挖排水溝，并進(jìn)行原始高程測量、靜力觸探試驗、地下水位等監測內容。2.2.2插打真空管：進(jìn)行管路、真空泵的連接和密封。將吸出的地下水排到場(chǎng)地外，為快速有效降低試驗區地下水位，布設淺管深管組合。淺管用于降低地下水位，長(cháng)度為3m，間距8×3.5m；深管用于深層形成負壓，長(cháng)度6m，間距為4m×3.5m。2.2.3高真空降水：在降水過(guò)程中每天兩次量測地下水位的變化情況，待地下水位達到要求后再進(jìn)行擊密。各小區能量與遍數有所差異，I區共兩遍擊密一遍滿(mǎn)夯，兩遍點(diǎn)夯能量均2060kN.m；II區共兩遍擊密，第一遍能量2060kN.m，第二遍能量2840kN.m；III區三遍擊密，第一遍能量2060kN.m，第二遍能量2840kN.m，第三遍擊密能量3400kN.m，點(diǎn)位位于原有第一遍點(diǎn)位上。三個(gè)小區滿(mǎn)夯能量均為1000kN.m，1擊，錘印搭接1/4，每遍擊密中間的排水間隔時(shí)間為3~5天，擊密過(guò)程中不中斷排水。
3監測與檢測
高真空擊密法的施工過(guò)程是信息化施工的過(guò)程，通過(guò)對監測信息的掌握和地基處理過(guò)程中的檢測數據對比，分析處理效果。
3.1地表沉降
對于試驗區分別在處理前，處理后進(jìn)行了地面標高量測。場(chǎng)地剛吹填完畢，試驗初期場(chǎng)地進(jìn)不去，無(wú)法進(jìn)行標高精確測量，通過(guò)水陸挖機進(jìn)行翻挖排水下沉，并經(jīng)初步壓實(shí)后測量原始標高，最終測得I區場(chǎng)地最終平均夯沉量0.28m，II區0.32m，III區0.45m，擊密能量越大，施工沉降越大；高真空擊密工法對試驗區地基密實(shí)效果明顯，可改善土層壓縮性，消除場(chǎng)地不均勻沉降。
3.2地下水位
為掌握在處理過(guò)程中地下水位隨時(shí)間變化規律，在施工前埋設地下水位管，在地基處理期間，每個(gè)小區各設置1個(gè)觀(guān)測孔，每天上下午各觀(guān)測一次。最終滿(mǎn)夯施工時(shí)試驗區地下水位穩定在2.5~3m，隨擊密遍數及降水時(shí)間的增加，可有效排除深層土體中孔隙水，改變土層滲透特性，地下水位在試驗過(guò)程中持續降低，說(shuō)明高真空擊密可實(shí)現對深層土的有效壓密固結。同時(shí)，降低地下水位提供約25~30kPa的降水預壓荷載，進(jìn)一步增大高真空擊密施工的影響深度。
3.3靜力觸探測試
靜力觸探試驗通過(guò)貫入阻力的變化了解試驗區地層變化及土層物理力學(xué)性質(zhì)，處理前共進(jìn)行5個(gè)試驗點(diǎn)，數據取5個(gè)靜探點(diǎn)的平均值。處理后三個(gè)小區共完成7個(gè)靜力觸探試驗點(diǎn)。從靜力觸探對比情況可見(jiàn)，高真空擊密處理前后土層的性質(zhì)有明顯的提高�？梢�(jiàn)，針對此種粉砂層土，擊密能量越大，表層5m深度范圍內的土性提高幅度越大，高真空擊密的影響深度也越大。3.4平板載荷試驗平板載荷試驗通過(guò)測定地基沉降隨荷載變化關(guān)系，用以確定試驗區地基承載力，處理各小區分別進(jìn)行2組載荷試驗。方形荷載板1.42*1.42m，面積2m2。處理后在不同擊密能量及遍數情況下三個(gè)小區場(chǎng)地承載力特征值分別為210、230、250kPa。
3.5標準貫入試驗
通過(guò)6個(gè)標貫試驗孔的檢測成果分析，深度范圍內（15m）未見(jiàn)軟弱層，密實(shí)度均勻，三個(gè)小區的平均標貫擊數差異較��；經(jīng)處理后的各地基土層實(shí)測平均標貫擊數均較加固前的平均標貫擊數有提高，提高幅度分別為346%，6%，與靜力觸探提高幅度的趨勢接近，表層加固效果明顯。液化判別，①粉砂層處理前中等~嚴重，處理后液化消除；③層粉細砂處理后液化等級為輕微，不需再做特殊處理。
4小結
通過(guò)試驗區的施工總結，結合監測及檢測的數據，可以得到以下結論：（1）高真空擊密工法適用于粉砂場(chǎng)地地基處理，密實(shí)效果明顯，可改善土層壓縮性，消除場(chǎng)地不均勻沉降，提高表層承載力，I區、II區、III區場(chǎng)地承載力特征值分別達到210、230、250kPa。（2）三個(gè)分區場(chǎng)地最終平均夯沉量分別為0.28m，0.32m，0.45m，擊密能量越大，施工沉降越大。（3）場(chǎng)地處理后，各土層的靜力觸探試驗與標準貫入提高幅度的趨勢接近，有效加固影響深度達7~10m，表層的提高幅度明顯達數倍以上。（4）降低地下水位提供了約25~30kPa的降水預壓荷載，進(jìn)一步增大高真空擊密施工的影響深度。（5）液化判別，①粉砂層處理前中等~嚴重，處理后液化消除；③層粉細砂處理后液化等級為輕微，不需再做特殊處理。
參考文獻
[1]武亞軍，張孟喜，徐士龍.高真空擊密法吹填土地基處理試驗研究[J].港工技術(shù)，2007（1）：43-46.
[2]杜海衛，邵偉.高真空擊密法在京唐港3000萬(wàn)t煤炭泊位工程吹填土軟基處理中的應用[J].中國港灣建設，2008（2）：35-37.
作者：汪嘉嘉 單位：上海港灣基礎建設（集團）股份有限公司
【高真空擊密法試驗研究論文】相關(guān)文章：
不同攻角對實(shí)船爆炸試驗沖擊響應影響研究論文02-20
簡(jiǎn)析以廢棄混凝土做再生骨料的混凝土配合比試驗研究論文02-20
論文研究方法11-30
真空灌漿技術(shù)在公路施工中的應用淺祈工學(xué)論文03-15
公路工程試驗檢測的探討的論文02-21
簡(jiǎn)單的研究論文致謝11-28
研究論文提綱范例11-14
研究教授論文致謝02-21
- 相關(guān)推薦