对护岸工程中软基处理方法相关问题论文

对护岸工程中软基处理方法相关问题的探析摘要:本文根据笔者多年工作经验，并结合工程实例，针对潮间带地区护岸软土地基真空联合堆载预压法施工,通过工艺试验提出的综合处理方案,采取有效措施解决特殊情况下真空膜拉裂、鼓气及漏气等技术难题。实例分析证明了在潮间带地区采用真空联合堆载预压处理技术是可行的,对今后类似工程中具有借鉴及指导意义。

关键词:潮间带地区；软基处理；真空联合堆载预压；应用

一、工程概述

某软基处理工程分a、b两个标段,其中b标段总长1103.587m。根据不同的地质条件和上部结构型式,b标段软基分7段进行处理,分别采用不同的软基处理方案。软基处理方案包括:大直径砂桩+堆载预压方案,插排水板+真空联合堆载预压方案,开挖标段内虽处于较为僻静湾内,但高潮期间真空材料、设备势必被水淹,且引桥下方桩基的存在需要特殊的密封措施,这种潮间带水下真空预压比较少见,具有较大的施工技术难度;并且建筑地基连续分布着厚度较大

的海相积淤泥土层,土质松散、软弱,杂质多,必须根据各段不同地质条件进行加固处理。

二、地质与水位

1.地质

施工区域为近岸滩涂地,滩面标高一般在－2. 0~2.0m,沿线连续分布有淤泥性土,土层厚度3m~30m。

面层为杂填土:有5~15cm粒径的块石,充填碎石及淤泥,砖块,生活垃圾等。

下层为淤泥及淤泥质粘土:灰色,饱和,流动~流塑,滑腻。含较多贝壳和和腐植物;局部含砂、夹簿层粉细砂,分布连续,厚度变化较大,为高压缩性低强度软弱土。混有中粗砂、粗砾砂及细砂。

表1主要土层物理力学指标一览表

以上淤泥土物理性质较差,为本次软基加固主要土层。

2.水位

平均高潮位3.02m

平均低潮位-2.32m

极端高潮位4.43m

极端低潮位-3.38m

三、软基处理技术的选用

b标段分为4、5、6、7、8、9、10段,根据不同结构段的地质条件,地形条件和使用功能等,护岸软基处理采用由多种地基处理方

法组成的综合处理方案,见表2。4、5、8、9段软基加固方案为大直径砂桩+堆载预压方案,其中4、5段之间存在有乡镇综合码头及公边码头,由于码头拆迁较困难,同时为保证软基处理期间码头的

正常使用,设计采用了真空联合预压方案,塑料排水板间距1.0* 1. 0m,正方形布置,面积8343. 7m2;第6段采用插板+堆载预压方案,在段内起点里程桩号1+403m,终点里程桩号为1+463.086m,是老护岸滑坡段,－1.5m至－6. 5m埋藏较多块石,无法施打塑料排水板,

故设计变更为:开挖换填施工方案;第7、10段已建成岸壁,因此,采用开挖换填中粗砂软基处理方案。

表2软基处理技术选用表

1、不同处理方法的特点

堆载预压和真空预压两种加固方法在理论上都是通过降低孔隙水压力从而提高土体有效应力来达到加固效果,但两种方法的表现形式却截然不同。堆载预压法通过附加压力使孔隙水压力增加,之后慢慢降低,转化为有效应力;真空预压是总应力保持不变,孔隙水压力由静水压逐步降低,有效应力相应增加。真空联合堆载预压条件下土体孔隙水压力的变化情况与单独作用下的不同,是两种方法加固效果的综合,使土体孔隙水压力的变化以及有效应力的增长都有特定的规律而达到加固的效果。

2、施工工艺

(1)真空联合堆载预压主要施工工艺流程:放线→开挖基槽→基槽填砂与铺设砂垫层→施打塑料排水板→埋设滤管及挖压膜沟→铺设密封膜→安装射流装置→抽气→铺设密封膜保护层→联合堆载→停泵卸载。

(2)堆载预压主要施工工艺流程:放设边线→开挖基槽→基槽填砂及砂垫层→水上施打砂桩→一级堆载→二、三级堆载→满载预压→卸载

四、施工难点及处理技术

1、真空膜拉裂的问题

公边码头引桥桩基础密封需要解决φ1000单桩5个,双桩2个。在真空预压荷载作用下,桩周围土体向内收缩,而桩基础没有沉降,由于土体沉降较快容易使真空膜拉裂,真空度降低,影响抽真空排

水作用。为防止真空膜拉裂,利用活塞环原理,在桩外焊接φ1500钢护筒,护筒内填满淤泥紧紧包住基础桩,钢护筒外壁四周紧紧粘贴

真空膜。为防止抽真空过程中因淤泥沉降造成护筒内形成空隙而发生漏气现象,需随时往护筒内补充填塞淤泥。

2、真空膜形成气球及漏气问题

对加固区173×64m总面积为11072m2范围内,按设计要求先铺土工布后再铺真空膜,并采用砂袋反压。密封沟内真空膜由人工踩压后,加砂袋固定。但是密封膜在抽真空以后,当潮水上涨淹没时,靠海侧密封沟处的砂袋无法抵消潮水浮力,使得密封膜鼓起形成气球易发生漏气,使膜内真空度下降。针对这个问题,施工中采取的措施是:利用退潮时将逐个气球刺破放气,进行修粘补,大潮时利用开底驳船装卸淤泥,抛压到踩入密封沟内的真空膜上。通过对加固区四周密封沟内真空膜的抛泥压护工作,堵塞住了漏气,使得原膜下

的真空度在60kpa基础上普遍提高了10~15kpa。

另外在采用真空联合堆载预压方案进行密封沟施工时发现,真

空预压段基槽与第5段堆载预压段相通,不利于真空预压,容易形成抽真空时漏气,在施工中对交接部位采用了sjb-11深沉水泥搅拌桩形成水泥密封墙的处理方案,以隔断砂垫层,防止抽真空漏气。

3、真空膜凹凸不平问题

原设计水下一级围堰用砂袋护坡。在铺设好土工布真空膜后启动抽真空时,发现真空膜紧贴砂袋处形成凹凸不平的空隙,且拉裂刺穿真空膜产生真空漏气,真空度一直无法提高,因此利用退潮时将所有砂袋全部割开,砂子铺平后,拉紧真空膜修补,使膜下真空度普遍迅速提高到5kpa。

通过抽真空检查,及时修补因潮汐影响真空膜破损,保持真空度稳定后,在密封膜上铺设一层无纺土工布后,即进行堆载预压,经真空联合堆载预压达到满足设计80kpa的要求。

五、各项实测结果及分析

1、地表沉降

地表沉降由两部分组成见表3。

第一级堆载预压产生沉降的主要原因是:加固范围内地基在土荷载作用下处于欠压实状态,打设砂桩后,土的排水距离缩小,排水条件得到改善,在荷载作用下,土体迅速排水固结,从而生产了固结沉降。

在打设塑料排水板期间产生沉降的主要原因是,加固范围内的土在自重作用下处于压实状态,打设塑料排水板后,土的排水距离缩小,排水条件大大改善,在土体自重及垫层荷载作用下,土体迅速排水固结,从而生产了固结沉降。

由于实际使用时尚须计算出土质不均匀性及土的次固结等因素的影响。尤其在堆载过程中遇到了低潮位,水位的降低,引起了荷载增加,造成沉降速率加大,究其影响沉降速率加大的原因是:是荷载