CN103290836B - 一种真空降压击实固结软基处理施工方法 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
一种真空降压击实固结软基处理施工方法，包括以下施工步骤：施工准备，平整场地→场地测量放线，强夯控制点施测→埋设真空管→第一遍高真空抽水→拔出短管及间隔长管，剩余长管第二遍高真空抽水→短管位置第一遍小能量点夯及剩余长管第三遍高真空抽水→间隔长管位置第一次大能量强夯→短管位置第二遍小能量满夯→间隔长管位置第二次大能量满夯→推平或填砂→拔出剩余长管及大能量强夯→满夯→碾压及场地整平，其工期短，造价低，质量可控，施工环保。
Description
技术领域
本发明软土地基处理领域，特别是用于软土地基的快速排水和快速固结的施工技术领域。
背景技术
我国沿江、沿湖、沿海等地区广泛分布着软土，许多建设项目的投资商为担负软土层处理的高成本，而深感忧虑，传统强夯法存在排水速度慢，压差小，排水时间长，土体固结效果差，处理费用高，可能添加处理剂造成污染等缺陷，本领域急需一种经济效益好，可以快速排水和快速固结的软基处理方法。
发明内容
本发明的目的是：提供一种真空降压击实固结软基处理施工方法，解决了传统强夯法存在的技术问题，且工期短，造价低，质量可控，施工环保。
本发明采用的技术方案是：
一种真空降压击实固结软基处理施工方法，包括以下施工步骤：施工准备，平整场地→场地测量放线，强夯控制点施测→埋设真空管→第一遍高真空抽水→拔出短管及间隔长管，剩余长管第二遍高真空抽水→短管位置第一遍小能量点夯及剩余长管第三遍高真空抽水→间隔长管位置第一次大能量强夯→短管位置第二遍小能量满夯→间隔长管位置第二次大能量满夯→推平或填砂→拔出剩余长管及大能量强夯→满夯→碾压及场地整平。
具体施工步骤为：
1）、施工准备，平整场地，包括施工设备的检修与调试，油料、用电及设备维修材料与机具等的准备；
2）、场地测量放线，强夯控制点施测，包括平面测量控制网的布设、高程量控制网的布设以及夯点测放；
3）、埋设真空管
根据图纸中井点管深度，长短结合，深管7m，排距4m，之间布置短管，短管深度3m，排距4m，真空管间距2.0m，排距为2.0m，施工前通过小螺钻补孔，以确定每个施工区实际埋管深度，然后插设高真空管，并联结成系统，
4）、第一遍高真空排水，进行高真空抽排水，达到降水深度后进行表层碾压及场地平整，
5）、拔出所有短管2、和间隔长管3，同时剩余长管1保持高真空排水，即第二遍高真空抽水，拔出间隔长管2-4m后进行表面碾压；
6）、短管位置第一遍小能量点夯，及剩余长管第三遍高真空抽水，夯短管所在的第2轴夯点，点夯3击，单击夯击能2000KN.m，夯后平整场地，同时保持剩余长管所在的第1轴的高真空排水；
7）、间隔长管位置第一次大能量强夯，夯间隔拔出长管所在的第3轴夯点，点夯3击，单击夯击能3000KN.m，夯后平整场地，同时保持剩余长管所在的第1轴高真空排水，即第四遍高真空排水；
8）、短管位置第二遍小能量满夯，夯第二遍短管所在的第2轴夯点，点夯不少于7击，单击行进2000KN.m，与第一遍累计不少于10击，且最后两击夯沉量之和不大于15cm，夯后平整场地，
9）、间隔长管位置第二次大能量满夯，再夯第二遍间隔长管所在的第3轴夯点，点夯不少于7击，单击夯击能3000KN.m，与第一遍累计不少于10击，且最后两击夯沉量和不大于15cm，夯后推平或填砂，平整场地；
10）、拔出剩余长管及大能量强夯，停止剩余长管所在的第1轴抽水 ，拔出真空管，对第1轴夯点进行大能量强夯，单击夯击能3000KN.m，夯击击数不少于10击，最后两击夯沉量之和不大于15cm，行坑填料为海砂，夯后平整场地；
11）、满夯，单击夯击能1000 KN.m，满夯1遍，每点一击，夯锤搭接1/2锤底面积；
12）、碾压及场地整平；
13）、循环进行下一工作面施工，直到全部工作面施工完成，进行夯后检验和交工验收。
其中：平面测量控制网布设控制基线点时，控制点采用现浇混凝土，中埋钢筋，上刻十字线，各桩位四周砌砖进行围护，并用红油漆作好标记；高程测量控制网布设时，根据场区内业主提供的相对水准点，布设场区高程控制网，高程控制网，布设成闭合环线，高程测量的精度采用三等水准测量，水准测量复合闭合差满足相关规范要求，水准点的距离在40m～60m之间，各点间互相通视；夯点测放时，依据平面控制网利用仪器进行各施工区段夯点位置的测放，测放后的夯点做醒目标识。
并通过强夯试验确定施工参数，
其中强夯试验的点夯工艺流程为：①清理并平整场地→②标出第一遍夯点位置，并测量场地高程→③起重机就位，夯锤置于夯点位置→④测量夯前锤顶高程→⑤起吊夯锤到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落、夯入地面后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算第一击夯沉量，做好原始记录→⑥重复第⑤步骤，按设计规定的夯击次数及收锤标准，完成一个夯点的夯击→⑦换夯点，重复第③～⑥步骤→⑧用推土机将夯坑填平，并测量场地高程→⑨逐次完成全部夯击遍数，
强夯试验的满夯工艺流程为：
①点夯施工完成，等孔隙水消散到设计要求以后，进行满夯施工；
②满夯施工主要加固点夯夯坑底标高以上部分的夯间土；
③除原场地深坑位置不变外，其他所有区域满夯均改为满夯1遍，每点1击，锤印相互搭1/2锤底面积。。
本发明的有益效果是：高真空排水，使击实效果大大提高，从而使被处理土体形成一定厚度的超固结“硬壳层”。由于“硬壳层”的存在，使得表层荷载有效扩散，减少了因荷载不均匀产生的不均匀沉降。与传统工法相比，该方法主要具有下述特点：一是工期短：单位面积施工工期为10～25天，是常规工法的1/3～1/2；二是造价低：工程造价是常规工法的40％～80％；三是质量可控：有效控制软土含水量、密实度、工前沉降和差异沉降，快速提高承载力，克服真空度沿塑料排水板深层衰减及塑料排水通道的存在工后沉降较大的缺陷，弥补了强夯法对饱和软土易形成“弹簧土”的缺陷；四是施工环保：属力学物理变化，无需添加剂。相对近似传统软基处理方法，由于具有造价节约30%，工期节省50%，质量可控，绿色环保等四大优势。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明。
图1为真空降压井点及强夯击实夯点位置平面布置图。
图中：①. 剩余长管所在的第1轴；②. 短管所在的第2轴；③.间隔长管所在第3轴。
具体实施方式
真空降压击实固结软基处理施工方法通过人为在土层中制造“压差”，利用“压差”来快速消散超孔隙水压力，使软土中的水快速排出。高真空排水，使击实效果大大提高，从而使被处理土体形成一定厚度的超固结“硬壳层”。由于“硬壳层”的存在，使得表层荷载有效扩散，减少了因荷载不均匀产生的不均匀沉降，从而达到提高软地基承载能力的目的。包括以下施工步骤：施工准备，平整场地→场地测量放线，强夯控制点施测→埋设真空管→第一遍高真空抽水→拔出短管及间隔长管，剩余长管第二遍高真空抽水→短管位置第一遍小能量点夯及剩余长管第三遍高真空抽水→间隔长管位置第一次大能量强夯→短管位置第二遍小能量满夯→间隔长管位置第二次大能量满夯→推平或填砂→拔出剩余长管及大能量强夯→满夯→碾压及场地整平。
具体施工步骤为：
1）、施工准备，平整场地，包括施工设备的检修与调试，油料、用电及设备维修材料与机具等的准备；
2）、场地测量放线，强夯控制点施测，包括平面测量控制网的布设、高程量控制网的布设以及夯点测放；
3）、埋设真空管
根据图纸中井点管深度，长短结合，深管7m，排距4m，之间布置短管，短管深度3m，排距4m，真空管间距2.0m，排距为2.0m，施工前通过小螺钻补孔，以确定每个施工区实际埋管深度，然后插设高真空管，并联结成系统，
4）、第一遍高真空排水，进行高真空抽排水，达到降水深度后进行表层碾压及场地平整，
5）、拔出所有短管、和间隔长管，同时剩余长管保持高真空排水，即第二遍高真空抽水，拔出间隔长管2-4m后进行表面碾压；
6）、短管位置第一遍小能量点夯，及剩余长管第三遍高真空抽水，夯短管所在的第2轴夯点，点夯3击，单击夯击能2000KN.m，夯后平整场地，同时保持剩余长管所在的第1轴的高真空排水；
7）、间隔长管位置第一次大能量强夯，夯间隔长管所在的第3轴夯点，点夯3击，单击夯击能3000KN.m，夯后平整场地，同时保持剩余长管所在的第1轴高真空排水，即第四遍高真空排水；
8）、短管位置第二遍小能量满夯，夯第二遍短管所在的第2轴夯点，点夯不少于7击，单击行进2000KN.m，与第一遍累计不少于10击，且最后两击夯沉量之和不大于15cm，夯后平整场地，
9）、间隔长管位置第二次大能量满夯，再夯第二遍间隔长管所在的第3轴夯点，点夯不少于7击，单击夯击能3000KN.m，与第一遍累计不少于10击，且最后两击夯沉量和不大于15cm，夯后推平或填砂，平整场地；
10）、拔出剩余长管及大能量强夯，停止剩余长管所在的第1轴抽水 ，拔出真空管，对第1轴夯点进行大能量强夯，单击夯击能3000KN.m，夯击击数不少于10击，最后两击夯沉量之和不大于15cm，行坑填料为海砂，夯后平整场地；
11）、满夯，单击夯击能1000 KN.m，满夯1遍，每点一击，夯锤搭接1/2锤底面积；
12）、碾压及场地整平；
13）、循环进行下一工作面施工，直到全部工作面施工完成，进行夯后检验和交工验收。
其中：平面测量控制网布设控制基线点时，控制点采用现浇混凝土，中埋钢筋，上刻十字线，各桩位四周砌砖进行围护，并用红油漆作好标记；高程测量控制网布设时，根据场区内业主提供的相对水准点，布设场区高程控制网，高程控制网，布设成闭合环线，高程测量的精度采用三等水准测量，水准测量复合闭合差满足相关规范要求，水准点的距离在40m～60m之间，各点间互相通视；夯点测放时，依据平面控制网利用仪器进行各施工区段夯点位置的测放，测放后的夯点做醒目标识。
并通过强夯试验确定施工参数，
其中强夯试验的点夯工艺流程为：①清理并平整场地→②标出第一遍夯点位置，并测量场地高程→③起重机就位，夯锤置于夯点位置→④测量夯前锤顶高程→⑤起吊夯锤到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落、夯入地面后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算第一击夯沉量，做好原始记录→⑥重复第⑤步骤，按设计规定的夯击次数及收锤标准，完成一个夯点的夯击→⑦换夯点，重复第③～⑥步骤→⑧用推土机将夯坑填平，并测量场地高程→⑨逐次完成全部夯击遍数，
强夯试验的满夯工艺流程为：
①点夯施工完成，等孔隙水消散到设计要求以后，进行满夯施工；
②满夯施工主要加固点夯夯坑底标高以上部分的夯间土；
③除原场地深坑位置不变外，其他所有区域满夯均改为满夯1遍，每点1击，锤印相互搭1/2锤底面积。
对于降水区域地基含水量和水位控制措施为：
1、过程中必须对地基含水量和地下水位进行控制，对含水量一般按每遍抽水时间进行含水量检测，检测时从地表下3m取样，第一遍含水量控制在30%，第二遍含水量控制在28%以下，第三遍含水量控制在28%以下。
2、控制是靠埋设水位观察孔来控制的，一般情况下每1000m2左右埋设一根水位观察管，水位降到3m以下后才能进行强夯。
降水过程的控制措施为：
1、过程主要控制抽水时间和停泵时间，要求每台泵24小时连续运转，随着抽水时间的延长，当抽不上水来只能抽出空气时，这时右以停泵。
2、控制抽水时间和停泵时间，应在高压真空泵上安装真空表来进行观察，当真空度为20kpa时，此时很难抽出水来，可以停泵两小时，然后再开泵抽水，真至最后完成降水击实。
质量控制为：
1、施工试验段，报请监理工程师，检验合格批准后才可大面积施工。
2、过程中严格执行高真空击密操作规程进行变形，含水量，动力触探等项目的检验，发现异常情况应上报并及时调整。
3、量分析应有记录，每遍都需进行取样，每1000-2000平方米一个。
4、监测记录：高真空排水期间，每天记录。
5、测单位进行夯后检测要求地基承载力特征值不小于设计值，并达到消除地震液化目的。
6、量夯击时，最后两击贯入度平均值不大于15cm。
7、高真空抽水时间由施工单位根据土层含水量、水位监测情况确定，以确保达到强夯质量为准。
真空降压击实固结软基处理施工方法具有投资省、工期短见效快、效果好等优点，解决了软土地基处理中工期长、沉降慢的工程难题，且工序简单，对设备要求不高，无大体积材料堆放、无泥浆循环液等废渣废液排放，具有显著的技术、经济和环保等综合效益。有着巨大的经济效益和社会效益。
技术效益：
与类似单一技术比较
本工法采用的真空固结后再进行强夯加固后地基承载力达250kpa，而传统单一真空固结后达到的地基承载力180kpa，单一强夯加固后地基承载力达约190kpa ，真空降压击实固结软基承载能力相对后两种单一传统类似技术地基加固方法提高承载力约26%左右。
与传统非类似技术比较
本工法处理后地基承载力达250kpa，而其它传统的钻孔灌注桩、碎石桩复合地基、水泥搅拌桩及CFG桩复合地基法处理后地基，都能达到与真空降压击实固结地基的承载力，但后者的施工成本大大高于前者。
经济效益：
与类似单一技术成本比较
本工法采用的真空降压击实固结法综合单价208.32元/m2；类似单一技术的真空固结综合单价64.58元/m2，强夯固结综合单价133.74元/m2；三者成本比较，本工法是在地基承载力明显提高的前提下相对增加成本，增加的费用是适中的。
与传统非类似技术成本比较
在加固处理后地基承载力相同的前提下，其它传统软基处理方法综合单价成本：Φ800钻孔灌注桩约1000元/m2、Φ500m1300碎石桩复合地基约599元/m2、Φ500m1200水泥搅拌桩处理约354元/m2、Φ400m1300 CFG桩复合地基约400元/m2，以上单价数据表明本工法施工成本明显低廉。
环保效益：
本工法没有堆载、无泥浆循环液等物理或化学材料，也没有废渣废浆排放及由此产生的环境污染或者航道堵塞问题，施工工法环保。
综合效益比较：
本工法与其它传统软基处理在工期、造价和加固效果方法的比较如表10.4所示。
表10.4 真空降压击实固结软基处理施工方法与传统软基处理方法综合效益对比
Claims (1)
1.一种真空降压击实固结软基处理施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：施工准备，平整场地→场地测量放线，强夯控制点施测→埋设真空管→第一遍高真空抽水→拔出短管及间隔长管，剩余长管第二遍高真空抽水→短管位置第一遍小能量点夯及剩余长管第三遍高真空抽水→间隔长管位置第一次大能量强夯→短管位置第二遍小能量满夯→间隔长管位置第二次大能量满夯→推平或填砂→拔出剩余长管及大能量强夯→满夯→碾压及场地整平；
该真空降压击实固结软基处理施工方法，包括以下具体施工步骤：
1）、施工准备，平整场地，包括施工设备的检修与调试，油料、用电及设备维修材料与机具等的准备；
2）、场地测量放线，强夯控制点施测，包括平面测量控制网的布设、高程量控制网的布设以及夯点测放；
3）、埋设真空管
根据图纸中井点管深度，长短结合，深管7m，排距4m，之间布置短管，短管深度3m，排距4m，真空管间距2.0m，排距为2.0m，施工前通过小螺钻补孔，以确定每个施工区实际埋管深度，然后插设高真空管，并联结成系统，
4）、第一遍高真空排水，进行高真空抽排水，达到降水深度后进行表层碾压及场地平整，
5）、拔出所有短管和间隔长管，同时剩余长管保持高真空排水，即第二遍高真空抽水，拔出间隔长管2-4m后进行表面碾压；
6）、短管位置第一遍小能量点夯，及剩余长管第三遍高真空抽水，夯短管所在的第2轴夯点，点夯3击，单击夯击能2000KN.m，夯后平整场地，同时保持剩余长管所在的第1轴的高真空排水；
7）、间隔长管位置第一次大能量强夯，夯间隔长管所在的第3轴夯点，点夯3击，单击夯击能3000KN.m，夯后平整场地，同时保持剩余长管所在的第1轴高真空排水，即第四遍高真空排水；
8）、短管位置第二遍小能量满夯，夯第二遍短管所在的第2轴夯点，点夯不少于7击，单击行进2000KN.m，与第一遍累计不少于10击，且最后两击夯沉量之和不大于15cm，夯后平整场地，
9）、间隔长管位置第二次大能量满夯，再夯第二遍间隔长管所在的第3轴夯点，点夯不少于7击，单击夯击能3000KN.m，与第一遍累计不少于10击，且最后两击夯沉量和不大于15cm，夯后推平或填砂，平整场地；
10）、拔出剩余长管及大能量强夯，停止剩余长管所在的第1轴抽水 ，拔出真空管，对第1轴夯点进行大能量强夯，单击夯击能3000KN.m，夯击击数不少于10击，最后两击夯沉量之和不大于15cm，行坑填料为海砂，夯后平整场地；
11）、满夯，单击夯击能1000 KN.m，满夯1遍，每点一击，夯锤搭接1/2锤底面积；
12）、碾压及场地整平；
13）、循环进行下一工作面施工，直到全部工作面施工完成，进行夯后检验和交工验收；
平面测量控制网布设控制基线点时，控制点采用现浇混凝土，中埋钢筋，上刻十字线，各桩位四周砌砖进行围护，并用红油漆作好标记；高程测量控制网布设时，根据场区内业主提供的相对水准点，布设场区高程控制网，高程控制网，布设成闭合环线，高程测量的精度采用三等水准测量，水准测量复合闭合差满足相关规范要求，水准点的距离在40m～60m之间，各点间互相通视；夯点测放时，依据平面控制网利用仪器进行各施工区段夯点位置的测放，测放后的夯点做醒目标识；
通过强夯试验确定施工参数，其中强夯试验的点夯工艺流程为：①清理并平整场地→②标出第一遍夯点位置，并测量场地高程→③起重机就位，夯锤置于夯点位置→④测量夯前锤顶高程→⑤起吊夯锤到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落、夯入地面后，放下吊钩，测量锤顶高程，计算第一击夯沉量，做好原始记录→⑥重复第⑤步骤，按设计规定的夯击次数及收锤标准，完成一个夯点的夯击→⑦换夯点，重复第③～⑥步骤→⑧用推土机将夯坑填平，并测量场地高程→⑨逐次完成全部夯击遍数；
强夯试验的满夯工艺流程为：
①点夯施工完成，等孔隙水消散到设计要求以后，进行满夯施工；
②满夯施工主要加固点夯夯坑底标高以上部分的夯间土；
③除原场地深坑位置不变外，其他所有区域满夯均改为满夯1遍，每点1击，锤印相互搭1/2锤底面积。
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