井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)在土地基處理的應(yīng)用
時(shí)間:2022-06-09 14:58:37
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摘要:杭州灣新區(qū)屬于濱海淤積平原,部分片區(qū)屬于吹填土區(qū)域,結(jié)合工程實(shí)際,就幾種地基處理的方式及井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)在項(xiàng)目中的應(yīng)用予以探討研究。
關(guān)鍵詞:杭州灣新區(qū);吹填砂性土;地基處理方式;井點(diǎn)降水
寧波杭州灣新區(qū)位于濱海淤積平原,本項(xiàng)目場(chǎng)地位于杭州灣十二塘區(qū)域,目前正在實(shí)施通航機(jī)場(chǎng)及周邊配套道路、場(chǎng)區(qū)的建設(shè),場(chǎng)地各土層分布規(guī)律總體上較為明顯,表層以吹填砂性土及粉土為主,中部為流塑的淤泥質(zhì)土、軟黏土,性質(zhì)較差,淤泥質(zhì)軟土分布在場(chǎng)地地表下20多米下臥層。
1.目前常用地基處理方法
一般常用的軟基處理方案有以下幾種:方案一:超載預(yù)壓+塑料排水板。塑料排水板超載預(yù)壓法是將帶狀塑料排水板用插板機(jī)將其插入軟弱土層中,組成垂直和水平排水體系,然后在地基表面對(duì)載預(yù)壓,土中孔隙水沿塑料板的溝槽上升溢出地面,從而加速了軟土地基的沉降過(guò)程,使地基得到壓密加固。方案二:堆載預(yù)壓。堆載預(yù)壓法是指在飽和軟土地基上施加荷載后,孔隙水被緩慢排出,孔隙體積隨之縮小,地基發(fā)生固結(jié)變形。同時(shí)隨著超靜水壓力逐漸消散,有效應(yīng)力逐漸提高,地基土強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng),達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)后再卸載,使地基土壓實(shí)、沉降、固結(jié)的方法。堆載預(yù)壓方案在我省已廣泛應(yīng)用于一般軟基路段的處理,處理效果較好,施工簡(jiǎn)單,造價(jià)低。堆載預(yù)壓分為欠載、等載、超載三種形式,對(duì)于路基穩(wěn)定性好、軟基埋深較淺路段,利用路基自重加載預(yù)壓,施工工藝簡(jiǎn)單。采用超載預(yù)壓可縮短預(yù)壓時(shí)間。方案三:就地固化。就地固化技術(shù)是一種利用固化劑對(duì)軟土等土體進(jìn)行就地固化處理,使土體達(dá)到一定強(qiáng)度或其它使用要求,從而對(duì)土體進(jìn)行就地利用或達(dá)到地基處理要求的方法。能夠?qū)崿F(xiàn)工程廢棄土的零排運(yùn),降低運(yùn)輸及堆放對(duì)環(huán)境的影響程度;無(wú)需使用大量的置換材料,減少砂石用量,減少開(kāi)山采石和河道挖沙;無(wú)需開(kāi)挖工作,減少對(duì)周圍建筑物的影響;施工速度快(無(wú)需挖掘和填埋,快速高效),無(wú)硬殼層區(qū)域可快速形成硬殼層;實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用,節(jié)能環(huán)保。
2.井點(diǎn)降水在地基處理中的應(yīng)用
常規(guī)的軟土地基處理主要針對(duì)軟土地基本身處理,如等載或超載預(yù)壓處理、塑料排水板等方法,這些方法著重于加速軟土地基施工期間的固結(jié),提高復(fù)合地基承載力,存在施工工期較長(zhǎng),加固深度有限,施工質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。根據(jù)目前場(chǎng)地區(qū)域吹填情況,并結(jié)合初步勘察資料,擬建場(chǎng)地表層土除新近堆積的素填土外以粉土為主,軟土埋置深度較深,推薦井點(diǎn)降水法加快施工期間地基的固結(jié)沉降。井點(diǎn)降水法是人工降低地下水位的一種方法。在基坑開(kāi)挖前,在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井),利用抽水設(shè)備抽水使所挖的土始終保持干燥狀態(tài)的方法。所采用的井點(diǎn)類型有:輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)等。一般該方法用于地下水位比較高的施工環(huán)境中,是土方工程、地基與基礎(chǔ)工程施工中的一項(xiàng)重要技術(shù)措施,能疏干基土中的水分、促使土體固結(jié),提高地基強(qiáng)度,同時(shí)可以減少土坡土體側(cè)向位移與沉降,穩(wěn)定邊坡,消除流砂,減少基底土的隆起,使位于天然地下水以下的地基與基礎(chǔ)工程施工能避免地下水的影響,提供比較干的施工條件,還可以減少土方量、縮短工期、提高工程質(zhì)量和保證施工安全。
2.1輕型井點(diǎn)排水系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)
2.1.1完整潛水井理論[1]當(dāng)普通完整潛水井布置在具有潛水自由面的含水層中時(shí),降落漏斗是流向水井的實(shí)際潛流面(圖1),剖面圖上的流線(水流的方向線)是一系列的曲線,按照Dupuit關(guān)于地下水涌水理論公式,可得水井流量的表達(dá)式:Q=KIA=2πxydy/dx(1)當(dāng)x=R時(shí),y=H式中K—潛水層的滲透系數(shù);R—井影響半徑;H—潛水含水層厚度。
2.2輕型井點(diǎn)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用
井點(diǎn)管沖設(shè)深度6m,沖孔直徑為250~300mm,沖孔深度應(yīng)比濾管底深0.5m,井孔沖成后,應(yīng)立即拔出沖管,井底鋪30厘米碎石,然后插入井點(diǎn)管,并在井點(diǎn)管與孔壁之間迅速填灌砂濾層,砂濾層選用干凈粗砂。地面以下1m范圍用粘土封口以保證真空度。將井點(diǎn)管、集水總管和水泵連接起來(lái),形成完整的系統(tǒng)后需進(jìn)行試抽,防止漏氣。井點(diǎn)運(yùn)行后應(yīng)連續(xù)工作,并保證真空度不低于55.3~66.7kpa。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)監(jiān)測(cè)包括流量和地下水位的監(jiān)測(cè)。地下水位的觀測(cè)點(diǎn)按照設(shè)計(jì)布設(shè),開(kāi)始抽水時(shí),每4個(gè)小時(shí)測(cè)一次,水位穩(wěn)定后,一天觀測(cè)1~2次,雨天加大觀測(cè)力度。等井點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,土層固結(jié),地下水位趨于穩(wěn)定后進(jìn)行路基壓實(shí),并測(cè)量土基回彈模量。強(qiáng)度滿足要求后,井點(diǎn)系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行,同時(shí)按照設(shè)計(jì)要求開(kāi)始路基宕渣填筑,等填到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止抽水,撤去系統(tǒng)準(zhǔn)備下一段施工。根據(jù)杭州灣項(xiàng)目應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及常用的地基處理方式比較,輕型井點(diǎn)降水在工期、造價(jià)方面具有比較明顯的優(yōu)勢(shì),對(duì)于砂性土地基具有比較好的適應(yīng)性及推廣性。
3.結(jié)論
從輕型井點(diǎn)排水系統(tǒng)的使用效果而言,本段路基的設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況基本一致,并達(dá)到預(yù)期效果,設(shè)計(jì)中的假設(shè)和參數(shù)的選用是合理的。從設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況,總結(jié)和建議如下:(1)適用范圍:對(duì)于由粉質(zhì)粘土、粉土、亞砂土構(gòu)成的路基處理有一定效果,就省內(nèi)而言,環(huán)杭州灣圍填區(qū)域內(nèi)的道路建設(shè)可考慮本辦法。(2)設(shè)計(jì)采用的經(jīng)驗(yàn)公式比較準(zhǔn)確可靠,可作為同等類型路基處理設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。(3)輕型井點(diǎn)排水系統(tǒng)同塑料排水板系統(tǒng)相比而言,施工工期短,見(jiàn)效快,工程費(fèi)用低。
參考文獻(xiàn):
[1]龔曉南.地基處理手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2013.
作者:毛利 賈存威 單位:寧波市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司