迁建项目膨胀土高填方工程原地基处理工艺试验研究——以“安康机场”为例

迁建项目膨胀土高填方工程原地基处理工艺试验研究——以“安康机场”为例

1工程的基本概况

安康机场迁建项目膨胀土高填方试验段位于罗家河河谷地带,最大填筑高度47m,回填方量约780万m3。试验段填筑体原地面处理范围涵盖谷底河漫滩、两侧坡地等区域,处理面积约20万m2,罗家河河道和一级阶地主要为全新统冲积粉质粘土、卵石,下部可见第三系砂质泥岩、砂岩、砾石,河床沟底有出露,台地、土梁区域由上更新统和中更新统冲洪积粉质粘土、粘土、碎石及第三系砂质泥岩组成,河道周边分部大量泥塘,塘底部及阶地上的水田表面为淤泥,堰塘坝体、民房周围、道路两侧等分布有填土。饱和淤泥质土、膨胀土大面积分析,地形、地质条件差异性大,对施工工艺方案的处理效果、适用性要求高。本文通过对多种地基处理方案进行试验研究,总结出适宜的施工工艺方案和参数指标,为后续大面积施工确定了施工方法、工艺参数、检测方法及标准。

2施工工艺流程及质量控制要点

2.1振动沉管砂石挤密桩

2.1.1施工工艺流程

平整场地→测量放样→机具就位→振动沉管至设计标高→加料→拔管→桩管下压→拔管→机具移位→铺设0.5m厚砂砾石褥垫层→整平、碾压→检测

2.1.2质量控制要点

1)桩体选用一定级配且不易风化的砾石,粒径宜为20〜50mm,含泥量不大于5%。

2)根据设计参数和地层情况选用合适的桩基施工机械。正式施工时,要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、砂石灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度、振密挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工,以确保砂石桩桩身的均匀性和连续性。

3)应保证设备平稳,导向架与地面垂直,垂直偏角不应大于1.5%,成孔中心与设计桩位偏差不应大于50mm,桩径偏差控制在±20mm以内,桩长偏差不大于100mm。

4)振动沉管砂石桩施工采用重复压拔管法。提升和反插速度必须均匀,反插深度由深到浅,每根桩应保证设计桩长和砂石灌入量。桩底1.5m范围内宜多次反插,以扩大桩的端部断面,穿过淤泥夹层等软基地层时应放慢拔管速度,并减少拔管高度;振动成桩至地面时应向下复振1m,确保地表不产生缺砂石的凹桩。

5)砂石桩施工顺序从四周向中间,由两侧向中间,采用间隔跳打的方式,进行。

6)施工过程中严格记录各项施工参数及施工情况。

2.2普通强夯

2.2.1施工工艺流程

平整场地→标高测量、一遍夯点定位→第一遍点夯施工→间歇期→推平、标高测量、第二遍夯点定位→第二遍点夯施工→间歇期→推平、标高测量→普夯施工→推平、标高测量→检测

2.2.2质量控制要点

1)在施工前要先检查锤重和自动脱钩装置的稳固情况,确定的能量是否正确,夯机站稳站正后,方可进行施工。

2)夯前测量原地面标高和锤顶标高,每击完成后再测量锤顶标高,计算每一击夯沉量,填写强夯施工记录,严格按照设计及规范要求控制夯击数。在锤体倾斜时要注意测量锤体中部的平均标高,锤底倾斜超过30°时还要填料或修整处理。

3)第一、二遍点夯施工要有一定的间歇,间歇期时间长短取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。施工过程中根据孔隙水压力计读数,孔隙水压力消散80%,方可进行第二遍强夯施工。

4)对于施工过程中区第一遍、第二遍点夯过程中夯坑总夯沉量过大并发生提锤困难等情况,应联系设计单位现场查勘,根据设计意见进行后续施工。

5)施工过程中严格记录各项施工参数及施工情况。

2.3置换强夯

2.3.1施工工艺流程

平整场地→铺设1m厚砂石料→标高测量、第一遍夯点定位→第一遍点夯施工(过程配合填料)→标高测量、第二遍夯点定位→第二遍点夯施工(过程配合填料)→普夯施工→推平、标高测量→铺设0.6m砂石褥垫层→整平、碾压→检测

2.3.2质量控制要点

1)施工前平整施工场地,先铺设一层厚度为1.0m的砂砾垫层。墩体材料采用级配良好的砂砾石,粒径大于300mm的颗粒含量应小于30%。强夯置换完成后顶面铺设60cm厚级配砂砾石垫层,压路机碾压不少于2遍,砂砾石粒径应不大于100mm。

2)在施工前要先检查锤重和自动脱钩装置的稳固情况,确定的能量是否正确,夯机站稳站正后,方可进行施工。

3)置换强夯用锤应满足锤底基底静压力值不小于80KPa。

4)夯前测量原地面标高和锤顶标高,每击完成后再测量锤顶标高,计算每一击夯沉量,填料过程及时计量,填写强夯施工记录,严格按照设计及规范要求控制夯击数。在锤体倾斜时要注意测量锤体中部的平均标高,锤底倾斜超过30°时还要填料或修整处理。

5)每个夯点夯击达到设计墩长,强夯能级3000kN•m设计墩长为4m,4000kN•m设计墩长为6m。累计夯沉量不应小于设计墩长的1.5倍。

6)当夯坑过深发生提锤困难时停夯,向坑内填料至与坑顶齐平,记录填料数量并如此往复直至满足规定的夯击次数及停锤控制标准,完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出,影响施工时将软土清除,继续施工。

7)按由内而外,隔行跳打原则,完成全部夯点的施工。

8)施工过程中严格记录各项施工参数及施工情况。

3试验检测方法与设备

3.1浅层平板荷载试验

在8个试验区天然土及处理后的地基土上进行静载试验,分别为沉管挤密砂石桩复合地基静载试验、沉管挤密砂石桩单桩静载试验、强夯夯点(墩体)静载试验,夯间静载试验。试验承压板为圆形钢板,反力系统由支撑钢梁、平台和堆重材料组成,加载系统由液压千斤顶、压力表等组成,观测系统由基准梁、30mm百分表及其连接件等组成。试验所用的千斤顶和百分表均经计量部门鉴定合格。

3.2重型动力触探试验

重型动力触探试验的设备主要由触探头、触探杆及穿心锤三部分组成,落锤升降由钻机操纵。现场钻孔及动力触探试验采用DPP-100-3E及北探XY-1B型钻机。

3.3孔隙水压力测试

孔隙水压力测量主要采用长沙亿拓传感科技有限公司生产的YT-YL-0100系列孔隙水压计。

4结语

安康机场迁建项目地形地质情况十分复杂,项目施工难度和技术风险巨大,整个项目高填方体量大,挖填高度大,场地中-弱性膨胀土大面积分布,膨胀土高填方、高边坡的变形与沉降稳定性问题是非突出。本项目工程为了解决上述难题先后选用多种工艺方案、参数,选取有代表性的场地进行试验研究,完成工艺性试验的设计、施工、监测与检测分析工作。为后续大面积施工方案的选择奠定了基础,确保项目建设方案的选择在兼顾经济性、适用性的前提下更有针对性。

参考文献

[1]陕西陕西海嵘工程试验检测有限公司,安康机场迁建工程沉管挤密砂石桩及强夯地基试验报告[R],2017.2.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基处理技术规范:JGJ79—2012[M].北京:中国建筑工业出版社出版发行,2012.

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