特殊地基處理 排水固結(jié)法

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1、排水固結(jié)法的應(yīng)用實(shí)例摘要：文章通過對(duì)某工程區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)分析，結(jié)合淺灘試驗(yàn)堤實(shí)例，介紹了基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方案，塑料排水板間距、布置和材料選取，提出了排水板插打工藝施工的注意事項(xiàng)。根據(jù)原位沉降變形觀測(cè)成果，初步評(píng)價(jià)了排水固結(jié)法處理地基方法實(shí)踐應(yīng)用效果。關(guān)鍵詞：排水結(jié)固法；塑料排水板；地基處理設(shè)計(jì)；軟土地基軟土地基處理一直是廣大科研、建設(shè)者關(guān)心研究的課題，地基問題的處理恰當(dāng)與否，關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量、投資和進(jìn)度。本文旨在結(jié)合工程實(shí)踐，共同探討分析排水固結(jié)法在工程中應(yīng)用效果。一、工程概況　　溫州半島工程淺灘試驗(yàn)堤位于溫州甌江口外霓嶼島側(cè)灘涂上，堤壩總長度2000m，建設(shè)工期四年。堤壩

2、上部結(jié)構(gòu)為斜坡式拋石堤，堤頂路面標(biāo)高6m（吳淞高程），堤頂寬度9.2m（原設(shè)計(jì)8.5m），護(hù)坡兩側(cè)為混凝土灌砌塊石，坡比1∶2；下部結(jié)構(gòu)為拋石鎮(zhèn)壓層，寬度為15m，表面埋砌，拋石護(hù)底。設(shè)計(jì)典型斷面如圖1所示：　　二、工程地質(zhì)　　根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中土層分析和各土層物理力學(xué)性質(zhì)按成因時(shí)代，巖性特征、埋藏條件、分布規(guī)律及物理力學(xué)性質(zhì)，地層劃分，見表1：　　第1淤泥：出露涂面，青灰色，厚2～5m，土質(zhì)差，呈飽和、流塑狀態(tài)；　　第2層淤泥粉砂互層：沖—海積土層，青灰～灰黃色，頂板高程-5.0m～-2.1m，局部出露涂面，近霓嶼島1km左右（即試驗(yàn)堤）地段缺失，厚0～6.1m，一

3、般厚2.5～5m，土質(zhì)不均勻，呈飽和、松軟狀態(tài)，固結(jié)排水條件較好；　　第3層淤泥：海相淤泥土層，青灰色，頂板高度-15.1m～-3m，厚2～9m，近霓嶼島2km范圍厚度增大，為6.5m～9.0m，土質(zhì)差，呈飽和、軟塑狀態(tài)；　　第4層淤泥：海相淤泥土層，青灰色，土質(zhì)與第2層基本相似，僅粘性變好，頂板高度-15.1m～-6.4m，厚度大，一般大于14m，土質(zhì)均勻，呈飽和、軟塑狀態(tài)；　　第5層淤泥質(zhì)粘土：沖-海積土層，青灰色，頂板高度-27.6～-25.8m，揭露最大厚度29.3m，土質(zhì)較上覆土層變好，呈飽和、軟塑狀態(tài)，局部夾薄砂層或砂團(tuán)?！　≡囼?yàn)堤范圍內(nèi)各土層的十字板天然

4、強(qiáng)度推薦（平均值）為：Su=2.89+1.40Z　　式中：Z——深度。三、排水固結(jié)法原理　　排水固結(jié)法的原理是軟粘土地基在荷載作用下，土中孔隙水漸漸排出，孔隙比變小，地基發(fā)生固結(jié)變形，同時(shí)隨著超靜水壓力逐漸消散，土的有效壓力增大，地基土的強(qiáng)度逐漸增長。排水固結(jié)法常用于解決軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問題，可使地基的沉降在加載預(yù)壓期間基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生過大的沉降和沉降差，同時(shí)可以增加地基土的抗剪強(qiáng)度，從而提高地基的有效承載力和穩(wěn)定性。四、地基處理設(shè)計(jì)、計(jì)算（一）地基處理方案采用排水固結(jié)法　　排水系統(tǒng)豎向排水體系采用入土24.0m塑料排水板；水平排

5、水體采用0.8m厚、15cm中碎石，含泥量＜5%。施加荷載使地基在前期荷載下固結(jié)，強(qiáng)度提高以滿足下一級(jí)荷載的需求，最后加到使用荷載。同時(shí)，在施工過程中，地基逐漸沉降，在使用前，沉降已大部分完成。（二）塑料排水板的作用原理和設(shè)計(jì)計(jì)算方法與砂井排水法相同　　設(shè)計(jì)時(shí)，把塑料板換算成相當(dāng)直徑的砂井，設(shè)計(jì)間距1.5m，插設(shè)深度24m。排水板選用標(biāo)準(zhǔn)：口琴型，寬10cm；厚4mm～4.5mm；側(cè)壓力350KPa時(shí)，排水通量＞25cm3/s；濾膜采用≥90克的無紡布；復(fù)合體干態(tài)抗拉強(qiáng)度＞1.3KN/10m；濾膜干態(tài)抗拉強(qiáng)度＞1.3KN/m。塑料排水板按梅花形布置，排水板間距1.5m

6、，入土深度為24.0m，水平排水系統(tǒng)采用0.80m厚的碎石墊層。8t/m土工布在插設(shè)排水板后鋪放在碎石墊層頂面上，其作用是加強(qiáng)抵抗壩體的整體滑動(dòng)?！　。ㄈ┓€(wěn)定性驗(yàn)算路基堤整體穩(wěn)定性驗(yàn)算采用總應(yīng)力法，按圓弧法公式進(jìn)行　　地基土力學(xué)指標(biāo)取快剪指標(biāo)，對(duì)塑料排水板方案考慮地基土因固結(jié)而強(qiáng)度增長因素，計(jì)算中計(jì)如土工布的抗拉強(qiáng)度（取5.5t/m2）。試驗(yàn)堤全長2000m，現(xiàn)取涂面高程-3m、-2.5m兩個(gè)典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算所得安全系數(shù)見表2，均滿足安全要求的規(guī)定。（四）沉降計(jì)算　　沉降計(jì)算方法采用分層總和法，理論計(jì)算值見表3：表3最終沉降理論計(jì)算值表五、排水板施工要點(diǎn)（一）堤

7、壩工程主要工藝流程　　開始定位→鋪設(shè)第一層有紡?fù)凉げ迹?t/m）→拋碎石墊層→施打塑料排水板→鋪設(shè)第二層經(jīng)編土工布（8t/m）→鎮(zhèn)壓層護(hù)底拋石→分層填筑堤身→混凝土灌砌后護(hù)坡→混凝土堤頂路面澆筑。（二）塑料排水板施工要點(diǎn)1．在轉(zhuǎn)盤和打設(shè)過程中塑料排水板濾水膜應(yīng)避免損壞，防止淤泥進(jìn)入板芯堵塞輸水孔，影響排水。2．塑料板如需接長時(shí)，為保證良好的通水效果，應(yīng)采用濾水膜內(nèi)平搭接的連接方法，搭接長度不小于20cm。3．按照設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制間距和深度；塑料排水板與樁尖連接要牢固，避免和減少塑料板回帶。六、沉降觀測(cè)　　施工速度與沉降位移觀測(cè)堤壩施工考慮預(yù)留沉降。堤