无填料振冲地基处理施工组织设计参考模板范本.doc
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1、无填料振冲地基处理施工组织设计前言振动水冲法加固砂土类地基,形成和始于1937年的德国,70年代中期进入我国。该法简称振冲法,它是利用振冲器的强烈振动和压力水冲贯入到土层深度,使松砂地基加密,或在软土层中填入碎石等无凝聚性粗粒料,形成强度大于周围土的桩柱并和原地基土组成复合地基,以提高地基整体强度的加固技术。具有工艺简单、经济实用、效果显著等优点,因而在世界各地得到了广泛应用。目前,振冲法加固砂土类地基主要有无填料加固和填料加固两种方法。对于无填料加固,一般认为仅适用于处理粘粒含量小于10%的中粗砂等粗颗粒土;对于粉细砂地基,相关规范中明确规定不宜采用或不能采用。而对于加填料的振冲法虽然在工程
2、当中较普遍采用,但由于需填料量大,工程质量不易控制和检验,且能否有效解决场地的不均匀沉降问题目前还存在较大争议。鉴于无填料振冲法可以有效的解决上述问题,且具有施工简便、工期短、造价低等优点。因此,研究和总结无填料振冲法对于粉细砂地基加固的适宜性和有关工艺参数就具有十分重要的理论和现实意义。1 无填料振冲加固机理砂类土振冲加密,简单地说就是利用松砂在振动荷载作用下,颗粒重新排列,体积缩小,变成密砂的特性。 在动荷载作用下砂土抗剪强度为: =()tg 式中砂土所受的正应力 砂土所在位置的超静孔隙水压力 砂土的内摩擦角 当振冲器在加固砂土时,不断增长,使趋近,此时导致砂土抗剪强度为零。砂土结构遭到破
3、坏,出现砂土液化现象。砂土液化以后,在上负荷重力和振动作用下,砂土颗粒又重新排列,使砂土孔隙比减少,相对密度增加,承载力提高。 振冲过程使砂基受到以下3种加密作用。 a. 振挤作用是振冲器的水平振动力通过土的骨架传递将周围土挤压密实。 b. 振浮作用是通过振冲器振动使周围土体内超孔隙水压力升高,促进土粒间结构力破坏再形成稳定的结构形式。c. 固结作用是在砂土上覆有效应力作用下,超孔隙水压力消散时产生排水固结压密。2 工程概况及施工工艺2.1 工程概况唐山港曹妃甸港区煤码头(二期)工程堆场位于唐山港曹妃甸港区一港池的西岸线,煤码头起步工程的北侧。堆场由海砂吹填造地形成,局部区域含厚度不均的粉质粘
4、土层,且场地砂土层普遍存在液化。施工现场场地标高约55.5m,地基处理深度从现有地面至底标高-15m。检测结合强夯施工进行,强夯结束后间隔14天以上进行检测,施工目标:消除地基处理深度范围内土层的液化问题;轨道梁区表层复合地基承载力不低于200kPa, 堆场区表层复合地基承载力不低于150kPa。2.2 主要设备50t履带吊、250kW发电机、75KW振冲器及操作平台、IS80-50-250型离心式水泵。50t履带吊、75KW振冲器、250kW发电机IS80-50-250型离心式水泵及操作平台2.3 施工工艺2.3.1 概述采用75KW振冲器对场地进行无填料振冲处理,双点共振的振冲方式,等边三
5、角形布置,堆场砂区:振点间距2.5m,轨道区振点间距2.2m,堆场夹泥区振点间距2.2m,处理深度范围地表至标高-15m处。2.3.2 工艺流程平整场地测量放线组装设备接通水电验桩振冲施工施工自检检测验收2.3.3 施工方法A. 施工准备a、 采用推土机进行场地整平,并由测量测绘出整平地面标高,确定振冲深度;b、 按要求准备相应功率及型号的振冲器和配套机具、设备;c、 清理场地,接通电源、水源;d、 施工前应对振冲施工机具进行试运行。B. 测量放点用GPS将振冲边界点放出,并用长竹竿系彩色丝带标记。分区进行振冲,振冲宽度最大为42.7米,所以只在长度方向的边界线每50米施放一个桩位点,由施工队
6、伍采用50米钢卷尺施放每个桩位点,并用短竹竿标记。C. 施工试桩为了能够满足设计和规范要求,根据现场的实际条件,选定合理的施工工艺参数,首先在堆场区进行了振冲实验施工。(1)振冲点布置、点距排距根据设计振冲范围及密布效果的要求,振冲点按等边三角形布置成梅花形,振冲点间距分别为2.2m、2.5m。(2)留振时间对准桩位后,将振冲器迅速贯入砂层,直达设计深度,下振速度约4m/min。振冲器抵达设计深度后停止进尺,留振约60s,然后上提50 cm继续留振10s,周而复始,直至振冲器提出孔口为止。经过试验,三种间距的点位布置振冲处理后,经标贯检测均满足设计要求,而2.2m的布孔方式工效较优,综合考虑后
7、,决定堆场砂区:振点间距2.5m,轨道区振点间距2.2m,堆场夹泥区振点间距2.2m,处理深度范围地表至标高-15m处。D. 振冲施工振冲施工的参数: a、 采用75KW振冲器,采用双点共振法施工;b、 振冲间距:砂区轨道梁区2.2m,堆场区2.5m;夹泥区间距2.2m;c、 振冲点布置:等边三角形;d、 下沉和上提速度:4m/min;e、 水压:上部2m成孔时为0.3MPa,2m以下水压为0.2MPa;f、 提升间距:每段提升高度0.5m;g、 成桩:a).慢速振冲下沉至桩底,留振60秒;b).慢速振冲上拔至孔口处,留振120秒;c).慢速振冲下沉至桩底以上0.5m处,留振30秒;d).慢速
8、振冲上拔0.5米,留振10秒;e).依此类推,每段上拔0.5米,每段留振10秒;f).直至孔口处,再留振60秒;g).再次振冲至桩底以上1.0米,留振20秒;h).慢速振冲上拔0.5米,留振10秒;i).以此类推至孔口,每段上拔0.5米,留振10秒;j).成桩结束,关闭水泵及振冲器,移至下一根桩;k).桩位偏差200mm,孔深偏差小于200mm。E. 供电设计用1台250kW发电机专门给振冲器、水泵、照明系统供电,该台发电机在100m范围内输送电力。F. 供水设计水源供应因地制宜,采用YQ25型潜水泵置于取近海海域,并在堆场布置好取排水沟,从取水沟抽取海水到现场水箱,供IS80-50-250型
9、离心式水泵抽吸作振冲之用。振冲完场地时排污水,将污水用泥浆水泵抽到排污沟,污水经过沉淀后流回取水沟,这样就形成了循环用水,既降低了成本,也使场地的水时排水,避免了振场后场地的二次液化。G. 最佳振冲操作程序移机使振冲器对准振点;启动水泵开始射水;启动振冲器,以大约每分钟小于4m的下沉速度贯入砂层,直达设计处理深度;按照上述振冲留振时间进行振冲施工。一点振冲完毕,关机停水,移动振冲器对准新点;重复以上程序,周而复始。H. 检测验收a、 检测在振冲施工结束后14天之后进行。b、 对地基处理区域采用标准贯入法进行检验,检验密度轨道梁区域可取2000平方米一个测点,堆场区可取3000平方米一个点,具体
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