真空降水

真空降水（精选五篇）

真空降水 篇1

关键词：降水,强夯,施工,地基

强夯法,又称动力固结法,是一种传统的地基处理方法,具有施工简便,周期快而且比较经济等优点,因此被广泛采用。

高真空降水加强夯是近年来根据沿海等地区水位高且面积较大,采用其他办法费用高,周期长而采用的一种经济、高效的地基处理方法。上海浦东国际机场一期工程采用填料(块石)强夯,费用大,而且石料当地没有,从外地运入,因此二期工程采用了这种新的施工办法。

上海浦东国际机场位于上海浦东长江入海口南岸的滨海地带。浦东机场二期飞行区位于机场东部,濒临东海,其东北部原来主要为围涂筑塘而形成的滩地,有较多的芦苇,地势较为平坦,地面标高一般为3.03~4.01之间;西南部分有较为发育的河、沟、塘和少量耕地,除河埂地势较高外,其余地势较为平坦,地面标高一般为3.35~7.19之间。场地85.0深度范围内的地基土主要由粘性土、粉土、粉细砂组成。二期飞行区施工现场在深度15 m范围内存在饱和砂质粉土层。场地液化指数为1.45~8.18,液化等级为轻微~中等。施工场地已经过堆载预压,堆载预压设计中将场地划分为一般阶段和古河道阶段两种。一般阶段吹砂标高为7.1 m,古河道阶段吹砂标高为7.5 m。由于有厚1.0 m左右的吹砂将作为地基填土,其进土质量必须满足民用机场场道地基填土材料的质量要求,故在吹砂与堆载预压设计中,要求一般阶段以5.0 m标高为界,古河道阶段以5.5 m标高为界,界限标高以下的材料的质量要求为:1)粒径大于0.075 mm的土颗粒含量大于50%;2)粒径小于0.005 mm颗粒含量小于10%,界限标高以上部分吹砂材料仅作为荷载用,其选取不影响上部吹砂施工的正常进行和预压期间的排水原则。堆载施工预压期间的沉降观测结果(2002年12月统计资料)表明,一般阶段的原地表的沉降量为16 cm~30 cm,古河道原地表的沉降量为38 cm~59 cm。

根据该场区工程地质条件及存在的主要工程地质问题,拟采用先卸载然后使用“高真空降水+强夯+冲击碾压(代替满夯)”的方法对道面区和道肩区进行地基处理,即采用高真空对场地进行大面积降水后采用强夯法进行地基土的处理,整平后铺设碎石垫层,采用冲击碾压的办法。施工后要达到国家有关民用机场建设的技术规范和标准。

为方便施工,把施工区域划分为若干小区(1万m2~3万m2)。施工程序为在卸载后测放降水井管点位→一遍高真空降水→测放一遍夯点点位→一遍点夯施工→工作面整平→二遍降水井管点位测放→二遍高真空降水→二遍点夯放线→二遍点夯施工→平整工作面→测量点夯沉量→施工资料整理→验收合格后交下一道工序(铺碎石碾压)。

在大面积降水、强夯施工中,为保证高真空降排水效果,还要采取一些辅助措施:1)卸去处理区边缘30 m内的堆载体,降低水头压力;2)挖沟截流,在作业面外围(跑道为面北方向)即东西两侧5 m~10 m开挖截水沟,减少面层渗透性好的渗透水量;3)工序有效搭接,使卸载降水、强夯、碾压交叉流水进行,加快施工节奏,压缩工期。

降水施工技术要求:

1)降水设备:降水设备为带平衡装置的可调高真空系统,包含高真空泵、平衡器、射流泵等,并达到一定指标。

a.真空度:0 mm Hg~750 mm Hg(可调);

b.高真空泵排气量S1≥100 L/s(电动功率≥15 k W);

c.射流泵排气量S2≥15 L/s(电动功率≥75 k W);

d.出水输送距离大于400 m;

e.平衡参数0.2~1.0(可调整)。

2)高真空排水井管由外围封管和施工区内真空降水管两部分组成。

3)强夯以及冲击碾压期间,拔掉强夯区域的插管,保留外围封管,使加固范围内的地下水始终保持在低水位水态。

4)排水井管入土深度须根据降水深度及储水层所在位置决定,井孔应保持垂直,孔深比井点管深0.5 m~0.6 m。

5)排水井管座埋设在孔的中心,在井管与孔壁之间及时用中粗砂填灌实。当成孔工艺不同时可以不灌砂,如使用插管机直接插管。

6)集水管抽出的水应排到影响半径以外的地方,以免回流。

7)高真空降水期间需设置专人检查是否有漏气现象,及时维修或更换故障设备。

8)高真空降水时,应对水位降低区域内进行沉陷观测,发现沉陷或水平位移过大时,应及时采取防护技术措施。

上海浦东国际机场采用高真空降水,井管布置为网格状,深层井点布设网格3.5 m×4.0 m,井管深度8.0 m;浅层井点布设网格3.5 m×6.0 m,井管深度3.0 m~5.0 m;深层井点与浅层井点相间布置,高真空排水共两遍,第二遍井点和第一遍井点呈梅花形布置。为保证排水、强夯,冲击碾压过程中的降水效果,于距旋夯处理边界3.0 m处设外围封管,外围封管采用深浅层井管相结合,深层井管为8.0 m,浅层井管为4.0 m,两种井管间距2.0 m,相互交错布置。在距强夯处理边界5.0 m位置(主要指东西两边)设外围排水沟,深1.5 m,宽2.0 m,并在四个角度设置集水井,采用水渠将积水排出施工区域外。

高真空泵与井管的连接呈相互独立的工作形式,施工区域的深层管、浅层管各自形成若干个回路,外围深层管、浅层管各为一个回路。把整个系统连接好后,要试运行来检查系统运转是否良好。一般连续抽水3 d~5 d后水位基本稳定。第一遍降水,平衡参数大约控制在0.75,降水时间为7 d~10 d左右;第二遍降水,平衡参数大约在0.8~0.85,降水时间为5 d~7 d。实际施工中可根据具体情况进行适当调整。高真空降水后的控制指标为:降水后最佳含水量允许误差为3%~5%。地下水位控制在距地面3 m以下。通过设置的观测孔和检测结果检查,符合要求时,可以拔管进行第一遍点夯施工。

强夯技术要求:

强夯分为两遍点夯,两遍点夯分别为5 m×5 m正方形布点,且第一遍与第二遍夯点呈梅花形布置。停夯标准为双控,打够设计夯击数且最后两击平均夯沉量不大于10 cm,两遍与点夯之间的间歇时间,根据试验确定超静孔隙水压力消散70%~80%的时间来确定。强夯施工要注意施工时降雨的影响,及时排出强夯坑中的积水,测放夯点允许偏差不大于±5 cm;夯锤就位允许偏差不大于±15 cm。

强夯的施工方法是:

1)夯位放样,用石灰、小竹竿等明显标志标明,报监理工程师验收。

2)架设水准仪,水准仪应设在距夯点30 m之外。

3)测量夯击点的地面高程。

4)测量每击的下沉量,并做好施工记录。

5)第一遍点夯结束后,按15 m×15 m方格测量场地标高,转入下一道工序。

强夯是一种较为简单的地基处理方法,但有些要点必须注意,例如开工前必须测量夯锤重量和落距(夯击能=锤重×落距),确保夯击能符合要求(浦东国际机场二期要求A1区2 500 k N·m,A2区2 000 k N·m)。

每遍夯点夯完后,检查每个夯坑的位置并纠正夯点偏差或漏夯;严格按设计要求施工并做好现场施工记录;如遇特殊情况,如夯沉量大,地面隆起过大等异常情况,应如实记录,并及时报告甲方管理,以我方在上海浦东国际机场二期的施工中在P231处发现夯沉量过大,施工人员及时停夯,报甲方、监理,最后采用换填,把发现的不良土挖掉换上良性土进行夯击直至合格。

真空降水 篇2

程儿山隧道穿越成岩作用差的第三系富水砂岩地层时，砂岩含水率较大，局部存在股状水带砂涌出，开挖扰动后围岩易软化失稳，初支易变形坍塌，处理不当甚至会发生工程事故.在其他类似地质隧道中一般采用真空轻型井点降水技术[1]，因受降水管材、设备、布管参数等局限性影响，在程儿山隧道富水砂岩应用效果不理想，且降水和开挖工序相互干扰较大.经过多次对降水管材、布管参数摸索优化及论证，最终形成了超前深孔真空降水技术，有效降低了砂岩含水率，降水后砂岩处于基本稳定状态，有效保证了施工安全、质量和进度要求.1工程概况

程儿山隧道位于宁夏固原市郊，是中铝宁夏能源集团有限公司投资建设的原州区至王洼铁路运煤专线控制性工程，设计技术标准为地方铁路I级，单线隧道，建设单位为宁夏六盘山铁路有限公司.程儿山隧道地处黄土梁峁区，进口位于清石河右岸，出口位于大庄沟边，隧道正洞起讫里程为DK5+345～DK11+788，全长6443m（6m明洞），进出口埋深较小，最小埋深为9m，平均埋深130~140m，最大埋深290m.隧道设2座斜井辅助施工，1#斜井长1038m，2#斜井长1036m，斜井综合纵向坡度为10.6%，最大坡度为12%，隧道正洞及斜井均穿越第三系富水砂岩地层，斜井进入正洞后形成4个掌子面向前掘进，斜井及时穿越第三系富水砂岩地层进入正洞Ⅳ级围岩施工，是保障隧道按计划工期贯通的关键所在.程儿山隧道斜井围岩主要为第四系上更新统风积砂质黄土、第三系富水砂岩.地下水为裂（孔）隙水，大气降水通过沟谷及第四系孔隙垂向渗入补给深层基岩裂（孔）隙或沿基岩面径流，季节性变化较明显，局部砂岩胶结不均，地下水从胶结较差的砂岩处涌出，水路无规律性，常出现较大的集中涌水涌砂情况.第三系富水砂岩在含水率低或无地下水地层，围岩稳定性较好，开挖支护顺利，当砂岩含水率增大，原状砂岩迅速恶化，呈流砂状外涌，开挖扰动后砂岩结构迅速破坏，工程性质迅速恶化，砂岩呈饱和的细砂状，围岩稳定性迅速变差，开挖支护困难.1#斜井斜4+64～斜1+90段为第三系富水砂岩区，由于斜井为12%反坡，砂岩整体含泥量低，渗透性强，四周地下水汇集到掌子面，砂岩随渗涌水被带出，形成较大的空洞，拱部及边墙易变形及坍塌，且危及施工人员及设备的安全.根据现场水表测水量得出：砂岩最大涌水量为1570m3/d，平均涌水量为800~1000m3/d.2降水设计方案

2.1超前深孔真空降水

超前深孔真空降水断面布置见图1和图2.（1）上台阶拱部降水管布置：沿拱部开挖线布孔，管长12m，环向间距0.3m，沿开挖线外插角15°~30°，每4m设置1环.（2）上台阶核心土降水管布置：管长12m，横向间距0.5m，向上倾角15°~30°，每4m设置1环.（3）上台阶底部降水管布置：管长12m，横向间距0.5m，向下倾角15°，每4m设置1环.（4）下台阶边墙降水管布置：沿上台阶拱脚两侧斜竖向各设1排，管长9m，纵向间距0.5m，向外倾角30°，向前倾角30°，每4m设置1环.（5）断面截断降水管布置：垂直下台阶边墙两侧横向布控，管长6m，间距1m，每隔20m设置1排.（6）降水管连接方法：主管采用准75mm钢管，按间距0.2~0.5m沿管身设置支管连接口，支管（准32mm）和主管之间采用32mm钢丝软管连接，采用10#铅丝绑扎牢固，密封胶布缠紧，并在连接部位加设阀门，控制井管降水，主管每1.5m一节，管一端采用8mm钢板密封焊接牢固，一端采用准75mm钢丝软管和真空泵连接，真空泵悬挂于距操作面高度1.5m左右的两侧边墙上，并整齐摆放固定好.（7）降水管加工：降水管每根长6~12m，采用每节长1.5m的准32高频焊管分段包扎焊接连接而成.降水管壁钻8mm透水孔，间距10cm梅花形布置（管端1.5m不设透水孔），并包双层过滤层，即土工布包裹一层，再包100目滤网一层，降低砂岩的流失率，包完后每间隔20cm采用扎丝绑紧.准32mm降水钢管采用准25mm钢管作为每节管接头，焊接连接.管头底端采用3mm钢板封底，并焊接准8mm圆钢（图3）.（8）降水要求：①降水前应进行试抽水试验，确认无漏水和漏气异常现象，降水过程中，真空负压控制在-0.06MPa以下，真空泵压力控制在55kPa以上，为保证连续不断抽降水，应备用双电源，以防断电[1]；②降水必须根据掌子面开挖及时推进，降水班组与开挖班组必须做好配合工作；③在隧道开挖过程中，将隧道底部潜水位降至隧道底以下不少于1m的深度，防止仰拱开挖涌砂涌水；④加强对隧道内水位的观测，每天观测水位，及时掌握水位变化情况，以指导降水运行及隧道的开挖；⑤当砂岩渗透系数变大，涌水量增加时，宜将真空管间距适当加密；⑥集水总管标高宜尽量接近地下水位线，水泵轴心与总管齐平.2.2掌子面后方截排水

斜井为12%反坡，如果掌子面后方渗涌水汇集到掌子面，会破坏围岩稳定性，影响降水效果，因此需对后方自流水经横纵向截排水沟汇集到集水井，再由泵站排出洞外，横纵向截排水沟及集水井尺寸按汇水量大小确定（图4）.3降水成果

3.1未采取降水措施前施工情况

第三系富水砂岩含水率高，开挖扰动后呈淤砂状态（图5），砂岩在水的作用下工程性质迅速变差，基本无自稳性，开挖时涌水涌砂现象严重，初支易变形、背后易形成空洞，仰拱底部淤沙厚，承载力降低，存在很大的安全质量风险.施工过程中采取了旋喷桩、帷幕注浆、轻型井点真空降水等施工方案措施均未达到预期效果，现场基本处于半施工半停工状态.3.2采取降水措施后施工情况

经过各参建单位不断摸索优化，采取了超前深孔真空降水措施后（图6），将富水砂岩含水率控制在砂岩塑性变形含水率10%以下，使围岩基本处于稳定状态（图7），初支变形减小，降水后采用常规隧道施工技术就可以正常掘进，每月进尺由原来5m提高至15~20m.4结论（1）在第三系富水砂岩地层施工中，地下水处理是重中之重，只有采用合理的降水措施才能保证正常开挖掘进，避免因地下水造成围岩结构破坏、围岩软化变形，甚至发生工程事故[2].（2）超前深孔真空降水措施解决了第三系富水砂岩地层施工难题，有效降低了砂岩含水率，保持围岩处于基本稳定状态，降水后砂岩基本达到潮湿状态，易于开挖支护，施工安全系数高，并有效保证了施工安全、质量和进度要求.（3）超前深孔真空降水技术打破了常规的真空轻型井点降水施工工艺的思路，沿两侧已支护拱墙及底部布孔，大大降低了开挖过程中降水管的影响，确保了边开挖、边降水的效果，工序相互影响小.（4）在坡度较大的斜井施工中，掌子面后方汇集水严重影响掌子面砂岩稳定性及降水效果，利用横纵向截排水系统很好地解决了此问题.（5）超前深孔真空降水技术效果理想，很好地解决了程儿山隧道第三系富水砂岩开挖支护困难等技术难题，1#斜井成功穿越富水砂岩地层，于2015年1月份进入正洞Ⅳ级围岩施工.参考文献：

真空降水 篇3

1 工程概况

以某市地铁站施工为例, 此地铁站属于地下岛式, 标准段的结构为三层双跨箱型, 里程为DK11+534.000, 有效站台右线轨顶高程为16.8m, 基坑面积为12.9万m2, 南块面积为6.92万m2, 北块面积为5.98万m2, 基坑开挖深度为16~24m, 土方开挖量为221万m2。此地铁施工项目有一个换乘通道、一个消防出口、四个出入口以及两个风道, 在主体施工和附属项目施工中均使用明挖方法。

2 水文地质条件分析

(1) 地表水分析。如果在拟建场地时地表出现塘河分布的情况, 在进行施工前施工人员需要对塘河进行填平处理, 在填平处理完成后需要将其隔断, 将东侧塘河与周围的湖或者河进行连通。通过实际勘察和测量确定水位标高在1.09~1.12m之间, 湖、河的水位以及相门塘的水位对拟建场地的地表水位变化有一定的影响。

(2) 潜水。浅土层中含有较多的孔隙潜水, 其富水性较差, 并且透水性存在不均匀的情况。通过实际勘察和测量其初始水位标高在1.13~1.24m之间, 稳定水位标高在1.22~1.51m之间, 潜水的补给途径包括地表水入渗以及大气降水两种, 通常使用空气蒸发的排泄方法。

(3) 微承压水。微承压水主要存在于粉砂中, 其透水性较好, 富水性一般。其补给途径包括地下水垂直入渗和侧向迳流为主, 通常使用民井抽取和地下水侧向迳流的排泄方法。

3 成孔成井施工技术及技术要点

(1) 测放井位。施工人员以井点平面图作为主要依据设置合理的测放井位, 对测放井位进行设置时会受一些外部因素的影响, 为了最大程度的发挥其作用和效果施工人员需要根据现场实际情况对其进行适当的改动。

(2) 对护口管进行埋设。施工人员将护口管底口插入原状土层中, 在插入完成后为了有效避免护口管外壁出现返浆的情况可以使用黏土或者杂草将其密封, 之后在距离地面0.25m位置处对护口管的上部进行安装。

(3) 对钻机进行合理安装。对钻机进行安装时需要对安装台面进行固定处理, 并且需要保证大钩、转盘以及钻孔中心成直线形式, 同时保证大钩同钻孔的中心处于平行位置。

(4) 钻进成孔。对深井进行钻孔时需要保证钻至井底, 开孔孔径控制在560~610mm之间, 与此同时为了更好的达到钻进垂直度的要求, 在开孔钻进过程中需要适当的减小压力并且减小转速, 对大钩的钢丝绳进行吊紧处理。除此之外可以使用孔内自然造浆成孔施工技术对泥浆的密度进行控制, 进而提高钻孔的效果。

(5) 对钻孔进行清理。在钻孔深度达到相关标高要求时施工人员需要对钻孔进行清理, 将其中的杂物和垃圾清除。在提钻开始前对钻杆进行移动, 保证其与孔底的距离大于0.45m, 同时需要对孔底的泥浆沉淤的厚度以及密度进行控制, 保证孔底泥浆的厚度不超过28cm, 泥浆的密度小于1.10。

(6) 下管。在井管运送至施工现场时施工人员需要对其进行仔细的检查, 例如:对其质量和滤孔符合性进行检查。在井管下井之前需要对孔深进行准确的测量, 待孔深达到要求时方可下管, 并且井管的直径要比孔径小, 将两者的差值控制在4.5~5.2cm之间, 施工人员需要保证井管之间连接的牢固性和垂直度较好, 井口设置在中间位置。

(7) 填砾料。在填砾料进入钻杆并且距离孔底0.38~0.56cm时需要对井管上口位置进行密封处理, 在冲孔的同时进行调浆处理, 通过钻杆内泵实现运送泥浆的目标, 从而使钻孔内泥浆的密度有所上升。与此同时通过滤水管实现井管和孔壁环状间隙返浆的目标, 在填砾料的过程中施工人员需要不定时的对其高度进行测量, 保证其符合设计要求。

(8) 对井口进行封闭处理。使用粘性土对距离地表一米的位置进行回填处理, 之后封闭钻孔达到止水目的, 最大程度的避免地表污水以及泥浆等流入井管外围。

(9) 对深井进行清洗。清洗深井时可以借助井中的钻杆, 将钻杆同来水的源头进行连接, 在取出钻杆前需要将深井内沉淤的泥浆进行彻底清除, 待井底的水比较清澈时即可停止冲洗操作。

(10) 试抽过程。待深井清洗操作完成并且水位恢复正常水平时, 施工人员需要根据专业人员的计算结果将水泵放置在井中, 保证水泵放置合格后进行试抽, 试抽时间为3h, 对钻孔水位的变化情况进行密切观察, 并且需要对深井内的水位进行随时测定, 对降水试验的操作过程进行预设, 同时需要安装水表对水流量进行准确测量。

(11) 抽水试验。在进行抽水试验前, 相关人员需要对深井的最初水位进行准确的测量, 同时需要对观察水位的时间和次数进行合理设置, 在抽水试验开始前10min时每隔1min观察一次水位;在10~30min时每隔2min观察一次水位;在30~100min时每隔5min观察一次水位;在100min后每隔0.5h观察一次水位, 如果在两天内仍然不能绘制出相关曲线需要延长抽水试验的时间。

(12) 正式降水阶段。在抽水试验结果符合相关规定的要求后进行正式降水阶段, 当基坑开挖达到地下水位的标高位置时需要保证抽水时间超过半个月;在水位尚未满足设计深度时相关人员需要定时观察水位的变化, 每天3次;在水位满足设计深度时可将观察次数改为每天1次。为了避免地面出现沉降的现象, 相关人员需要对抽出水的含砂量进行测量。

(13) 停泵拔管。在深井正式降水完成后需要使用相应的机械设备拔出管口套和滤水管, 对于出现的孔洞使用砂砾进行填充, 并且需要使用混凝土进行再次填充, 保证孔洞被完全遮盖, 拔出滤水管可以进行回收使用。

4 真空深井降水对附近建筑物的影响及改善对策

(1) 真空深井降水对附近建筑物的影响。 (1) 在降水过程中地下水位会出现下降的情况, 此种情况会使地基土的效应力逐渐增加, 最终导致土体出现附加压力变形的现象, 对附近的建筑物带来不利影响。 (2) 在地下水位发生变化后深基坑周围会形成一定的水力坡度, 导致地面出现沉降和变形, 进而使附近的建筑物出现裂缝以及部分管线断裂的现象。

(2) 改善对策。 (1) 在施工开始前需要派专业人员对施工现场的实际情况和附近的建筑物进行详细的勘察, 在设计方案时对附近的建筑物进行充分的考虑, 减少对其带来的不利影响。 (2) 对施工现场已经铺设完成的管道和管线的具体位置和数量进行明确, 在设置降水井时需要尽量避开现有的管道和管线, 在距离地面4m距离内需要使用人工挖掘的方法, 在保证无管道和管线后使用钻孔进行挖掘。 (3) 施工人员严格按照施工要求和施工设计方案进行钻井阶段, 减少塌孔现象出现的几率。 (4) 在条件允许的情况下对单井的出水量进行适当的调整, 最大程度的降低单井抽水的强度, 从而缩小降水井的影响范围。 (5) 在降水井设置适当的滤料补充管, 当砂砾被冲走后会出现不同大小的孔洞, 此时设置的滤料就会自动对孔洞进行填充, 进而最大程度的减少降水带来的不利影响。

5 结束语

上文对真空深井降水技术在地铁施工中的具体应用过程进行了详细的阐述, 希望对我国地铁建设单位提供可供参考的建议, 提高地铁工程项目的质量, 促进我国交通行业顺利发展。

摘要：在社会快速发展的背景下, 地铁工程项目逐渐增多, 其为人们的出行提供了极大的便利。本文以某市地铁站施工为例对真空深井技术及其在地铁施工中的具体应用进行了研究, 希望对我国地铁工程项目的建设有一定的借鉴意义。

关键词：真空深井,降水技术,地铁施工,应用,研究

参考文献

[1]尹歆.真空深井降水技术及其在地铁施工中的应用研究[J].建材与装饰, 2015 (42) :254~255.

[2]李继然.真空深井降水技术及其在地铁施工中的应用[J].低碳世界, 2013 (24) :319~320.

[3]武金料.超大面积浅基坑真空小深井分区降水施工技术研究[J].上海铁道科技, 2013 (4) :78~80.

[4]吴枝箭.真空深井降水设计与施工若干问题探讨[J].建筑工程技术与设计, 2016 (4) :449~450.

真空降水 篇4

1软基处理工程

(1)地基概况。沿海软基工程的建设难题,主要是沿海区域粉细砂多,层状的粘土分布不均匀。其粉细砂的厚度多为2~3m,这种粉细砂的形成时间短,多是海风与海潮造成的吹填土。其特性就是含水量高,砂砾之间的孔隙大,建筑强度比较低,在此地基建筑工程,地基比较容易出现沉降和液化的现象。为了避免这一现象的发生,就要对地基的强度和稳定度进行处理。

(2)地基处理方案。地基的处理要求就是对吹沙土和粘土进行加固,在符合现实情况的需求下,制作经济合理又安全可行的方案,本文所应用的方案就是真空降水联合强夯技术。

2地下水位分析

本文监测某基地房建工程施工区域(该区域处于沿海区)的水位变化,并对其监测结果进行分析,主要情况如下,降水初期时,其水位下降大约是0.6~0.8m/d,随着时间的推移,基地水位下降速度逐渐的减少,大约在0.1~0.2m/d之间,其降水渗透难度增加。在建筑基地开始应用强夯技术时,基地的水位回升明显,等到施工结束,水位受到反潮现象,影响水位再次发生明显的变化。从监测中分析发现,降水深度变化的最大值在2m左右,但是建筑设计的降水参数要达到3~4m的参数需求。结合实际情况分析,由于沿海地质特征等客观因素,其水位变化很难达到基地设计要求。另外,地下软土的渗透能力也影响着真空降水效果,所以此地在实施建筑工程时,需要做参数调整。其要求就是基地的加固深度要大于4m,其承载力就是在两m之间,承载力大于fk 130k Pa。

3施工参数

(1)真空降水联合强夯技术。真空降水联合强夯技术的应用基本采用的是三遍降水与强夯的施工方式,其目的是更好的加固软基土地。真空降水强排流程就是在排水点布置封闭管,封闭管与外侧要有连接点,保证两者的相互贯通,对封闭管的间距要安排的合理,方便工程的造作。第一次真空降水安排的流程如下,选择的浅管要统一标准为3m,其滤头长度选择1.5m,基地井点到管的距离为3m,然后在井点周围灌倒50m以内的粗砂砾,井点的孔面要用粘土封住,保证其降水到2.5m以下,然后72h内不间断的降水。时间到后,拆除基地内井点,同时保留封关,开始进行强夯技术(见图1)。

第二次真空降水安排的流程如下,在进行第一次真空降水之后,开始采用长短不等的方式布置井点。选择的短井点管长统一为3m,长井点管长统一为6m,把井点距离调整为4m,其卧管距离与这个相同。然后再在井点周围灌倒50m以内的粗砂砾,井点的孔面同样用粘土封住。在第一遍强夯技术运作后立即降水插管,还要保证地表水的有效排出,此次降水要降至软基土地的3m下,连续不断的降水到7d(见图2)。

第三次真空降水安排的流程跟第二遍一样,就是要在第二遍强夯技术后,立刻降水插管,保证及时有效的把水排出,因为水位过高,会影响施工。

(2)强夯技术要求。强夯技术对夯锤的要求,就是锤重要在10到10.5t的范围内,因为强夯技术主要是利用起重机将几吨重的锤由一定高度落下,土地通过强力夯坚固。选择夯锤的时候,最好保证其底面为圆形,根据建设工程的软基级别来选择锤底面积。其静压值保持在25到40k Pa之间。在使用起重机时,要特别注意采用辅助门架,这种安全措施是为了防止落锤时发生机架倾覆。然后再按照工程设计夯锤目标,有步骤地完成夯点夯击(见图3)。一般的软基工程有三遍强夯流程,第一次的夯击能量在400到600k J之间,然后依次类推。在完成一遍强夯工作后,用推土机把强夯留下的夯坑填平,有关人员开始记录场地高程。在一段时间点内,开始完成夯击遍数,等到此流程的步骤结束,再开始用低能量满夯,将软基建筑区域的砂砾和粘土都夯实,促使其不再松散,然后测量强夯技术实施过后的场地高程。此技术在实施前一定要做好检查,确定好锤重和落距的实际数据,这样才能保证工程的设计步骤符合建筑要求。还有如果发现夯坑的落点不对,一定要及时的纠正,避免漏夯等问题的发生(见图3)。

4分层沉降分析

在软基工程场地设置5个分层沉降孔,要设在不同点以方便观察。根据现场实际的检验结果发现,其位置不同,受到的强夯影响就不同。受强度大的就土地变型明显,一段维持时间一个月的软基强夯工程,其沉降可达到0.13m。但是,地面以下10m深度的软基地质不受强夯影响,其变型主要是受塑料排水板的影响,或者是浅层降水压力的影响(见图4)。

5真空降水联合强夯技术的效果分析

通过上述内容,我们分析了软基处理中真空降水联合强夯技术的应用,为了验证其效果,文章对施工前后的软基地区进行了分析(见图5、图6)。

由上述的曲线图我们可以得出结论,在软基处理中真空降水联合强夯技术的应用,其检测结果表明,其更符合软基建筑要求,满足了工程建设标准。其降水方式和强夯技术,加固了砂砾层与黏土层的坚固性,并且达到了预期的软基处理目的。尤其明显的优势是对地面下4m内的吹沙土和软土层起到的固定效果显著,改善了沿海区域建筑难的问题。此加固效果,可以在现场做检测,比如在软基地施工现场用大压板做载负荷试验。当然,还有一些现象需要注意,就是采用真空降水联合强夯技术的时候,对其地面1m的范围内,效果不是非常明显,因为砂砾层的加固总体显得比较松散,效果不理想。所以需要应用真空降水与强夯技术后,在进行强夯辗压,保证其砂砾层的坚固效果。这样,在此对软基土地加固后,其表层的均匀性就会得到极大的改善,促使其地面浅基层的4m范围内形成较硬的地基,改善沿海区域建筑沉降问题。

6结束语

在软基处理中真空降水联合强夯技术的应用,减轻了超静孔隙的水压力,还有效地排出了孔隙水。对软基土地有一定的加固效果,并且提高了软基的土地强度。同时,还兼备建筑经济效益,值得软基建筑业广泛地应用和推广。

参考文献

[1]张沈裕.真空降水联合强夯技术在软基处理中的应用[J].建筑,2012,(13):97-99.

真空降水 篇5

关键词：软基,高真空,强夯,检验

1 曹妃甸工业区的地质概况及对市政道路施工的影响

曹妃甸浅滩位于河北省唐山市滦南县林雀堡外侧滩地上, 滩地水浅平缓, 前方曹妃甸岛位居渤海湾北岸岸线转折处, 犹如矶头和岬角, 紧贴渤海湾20~30m深槽, 数十年来水深变化甚微, 后方陆域开阔, 有京、津、唐广大腹地, 既是渤海湾少有的亟待开发的优良深水港址资源, 又具备大规模围海造地的滩地资源。

由于地基表层为人工冲填砂, 为软弱土。深度较深, 土质不均, 工程性质差, 加之地下水丰富, 含水层厚度大。工程特性表现为:含水量较高, 孔隙比较大。含水量一般在35%~80%之间, 孔隙比一般在1.0~2.0之间;抗剪强度低;压缩性较高;渗透性很小;结构性明显, 一旦受到扰动或破坏, 土体强度将明显降低, 呈现出流动状态。不能满足地基强度、变形要求。为提高地基的承载力、降低压缩性、改善地基的稳定性, 市政道路施工时都要对地基进行处理。

2 地基处理的几种工艺在曹妃甸工业区的应用

曹妃甸的开发截止到目前, 已经有四五年的时间了, 期间尝试过许多的地基处理方案, 如换填山皮石、抛石挤淤、强夯、碎石桩、水泥搅拌桩、注浆法、固化法、超载预压等。虽能取得一定的加固效果, 但存在一定的局限性, 如施工难度大、加固效果不理想、造价高等缺点。如尝试过换填或抛石挤淤法, 一般多采用路槽开挖后换填山皮石, 或是抛石挤淤。由于软弱层厚度一般在3.50~5.60m之间, 换填厚度一般在1.0~2.0m之间, 此种工艺简单, 但由于整个工业区由填海吹砂形成, 地势平坦, 地下水位高, 地层含水丰富, 而且降水较多, 施工前虽在路基两侧开挖了明沟进行排水, 但效果不大, 而且软弱土层饱水性强, 部分地表水无法全部排出, 使得在开挖作业时, 软弱层在机械及地表水的作用下, 强度迅速降低、呈现出流动状态。也曾尝试过堆载预压或是真空预压法, 主要是考虑饱和的软弱粘性土地基含水量大、压缩性高、强度低、渗透性低、固结周期长, 分布于地表硬壳层较深处而采用的一种处理工艺, 但工艺施工工期较长, 而且曹妃甸的雨季较长, 对于工期紧要的项目, 也不适用。也曾尝试采用直接强夯法, 采用80~300KNR的重锺, 以8~20米的落距自由落下, 但由于曹妃甸工业区内饱和粘性土较厚, 强夯时易造成土体的液化和硬壳层的破坏, 有时强夯后, 夯锺基本已没入地面以下, 适用的效果不很理想。

3 真空降水+强夯工艺的工作机理

真空降水+强夯施工工艺的工作机理是采用一种新型快速真空动力排水固结法, 它是通过数遍高真空排水并结合数遍合适的变能量击密形成“压差”, 逐步达到降低土体的含水量、提高密实度和承载力、减少地基工后沉降和差异沉降。其工作性能主要包括:一、通过高真空造成的压力差主动排水。通过人为多次制造“压差”, 即利用适当的能量击密产生的超孔隙水压力为“正压”, 而高真空排水产生“负压”, “正压”和“负压”形成的“压差”使低渗透系数软土中的孔隙水排出, 进而降低软土的含水量和饱和度, 使软土击密, 从而地基的承载力得到逐步提高。二是通过低能量的强夯使软基硬壳层固结。利用适当的能量击密产生的“正压”有利于低渗透系数的软土中的孔隙水排出, 进而降低软土的含水量和饱和度, 有利于软土击密, 从而地基的承载力得到逐步提高, 通过多遍冲击, 孔压消散率越高, 强度增长越明显, 大大降低了夯击过程中地基土出现“橡皮土”的风险;三是通过路基填料作用下的板体固结。降水强夯后, 在路基填料作用下, 板体进一步固结, 沉降趋于稳定, 路基强度进一步提高。

4 真空降水+强夯的施工流程

1) 以详细勘察的地质资料为依据, 采用小型螺旋钻现场钻探取样, 做静力触探检测, 摸清处理范围内的地基土的分布规律, 严格按照段落土层的详细情况, 计算出所采用的施工参数。做好高真空击密施工的准备。2) 根据土层的详细情况, 划分施工段落, 在路基真空降水外侧开挖排水明沟。3) 安装高真空排水系统、地下水位观测管、埋设孔隙水压力探头, 进行第一遍的高真空降水。4) 对进行过第一遍降水的施工段进行击密夯实, 做静力触探, 检查、调整施工参数。5) 根据调整后的施工参数, 进行第二遍高真空排水及击密工作。6) 对第二遍处理后的地基进行现场自检, 判断是否需要进行第三遍高真空击密施工。7) 表层整平, 进行满夯或震动碾压。8) 对满夯后的地段进行承载力检测, 进行下一步的路基工程施工。

5 真空降水+强夯的过程控制及质量检验

5.1 真空降水前的质量控制及检验

真空降水前, 最好对降水区域的土层做一下深入的了解, 摸清地基土质的分布规律, 根据土质的差异性划分区段, 区别对待。根据工程的实际经验, 一般采用现场钻探取样并做静力触探进行勘察。主要掌握土层的含水量、土层承载力指标。进而进行施工参数的设置。

5.2 真空降水期间的质量控制及检验

真空降水期间, 主要的控制指标包括真空泵的真空度观测、地下水位观测。降水过程中要对每台真空进行观测, 根据现场情况不断进行真空系统的调整, 使整个系统保持最佳的真空度, 这样才能保证降水的效果。降水期间, 要时刻进行地下水位的观测, 以便及时了解降水效果, 目前工业区内的经验, 每1000m2设2组地下水位观测孔 (孔深4m左右) , 施工期间每天观测2次, 施工工艺稳定后可每天进行1次观测。

5.3 强夯期间的质量控制及检验

强夯时, 要进行孔隙水压力观测、地面沉降、夯坑沉降和坑边隆起进行观测。孔隙水压力探头一般采用电阻应变式, 以便进行动态测量, 孔隙水压力探头每5000~10000m2设2组, 埋设深度要根据土层情况分别埋设, 以便及时了解改进型强夯击密加固效果、加固影响深度, 也便于对夯击能、夯点间距、及前后两遍夯击间隔时间的控制和调整。夯击时, 要对地面沉降、夯坑沉降和坑边隆起进行观测, 最好在施工路段布置10m×30m的地面沉降观测方格网, 测量处理前和每遍夯击后的地面平均沉降情况, 做好数据记录。每遍夯击过程中, 量测每遍的夯坑沉降, 以动态了解土体加固效果和夯实情况, 可及时调整工艺参数。

5.4 强夯后的质量控制及检验

强夯完, 地层整平后, 要进行静力触探试验、地基承载力检测。最好5000m2左右设置触探点1个, 勘察期间、每遍处理前、满夯结束28天后最好在同一位置进行测试, 静力触探试验孔深一般在4~5m。满夯或振动碾压结束28天后, 每10000m2进行1个点的荷载板试验, 确定最终的地基承载力。