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随着我国国民经济的发展,建筑规模和建筑领域投资的不断扩大,建筑地基处理也日趋成熟,地基基础施工的种类和工艺也显示出多样性。近年来我公司在港口工程、路桥工程、房建工程、机场工程、地基与基础工程的施工中,以一些典型工程为
代表,成功地应用多种技术手段,进行了地基加固处理的施工,同时也进行了多种形式的基础结构的施工。
一、预压排水固结法进行大面积地基处理加固施工

地基处理就是为提高地基承载力,改善地基土体的变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。真空预压法地基处理的基本原理是在被加固的土体表面铺设横向排水通道,在土体的一定深度内布置竖向排水通道塑料排水板,然后进行真空密封,利用真空负压,排出土体中的水和气,改变土体的三相结构,降低土体中的孔隙水压力,提高有效应力,从而使土体产生沉降固结,改良了土体状况,提高了地基承载力。
六·五期间,80年代中期,由我公司直接参与开发的真空预压法加固地基技术,在天津港的工程实施中首次取得成功运用, 填补了国内空白,并处于国际领先地位获得国家优秀专利,先后获交通部重大科技成果一等奖,国家“六五”科技攻关奖,公司还申请了浮箱式打设机、插板机挂带桩靴装置两项专利。目前此地基处理加固法已取得了广泛的运用。我公司运用真空预压法进行地基处理施工的累计面积已达到800万m2以上。此外,我公司还成功地将真空预压法加固地基技术运用到机场建设和高速公路的路基处理工程中。在济南遥墙机场的跑道基础加固施工中,我公司还成功地运用了粘土围幕墙技术,解决了真空预压区具有高渗透性土层的密封问题。在杭宁高速公路的施工中,我公司用真空预压法加固地基技术成功地解决了南方水网地貌的路基的不稳定性,提前消除沉降,避免了高填路基施工时地基的滑动位移,同时大大提高了路基土施工的进度,缩短了总工期,得到了高速公路指挥部的充分肯定,给予通报表彰和嘉奖。
堆载预压法是在布设完的排水通道的地基上分层施加堆载材料,进行正向施加荷载,使地基土体产生沉降固结的方法。荷载材料根据当地资源情况可以选用土、砂或山皮土、山皮石等,按设计分级堆载到一定的厚度或标高,达到一定的固结周期后,卸载至设计标高整平。我公司采用此方法施工的代表性工程有:天津港南疆11#泊位散货堆场、汕头港集装箱码头堆场工程、泰达房产伴山人家小区等地基处理工程,加固面积累计达80万m2以上。
真空联合堆载法加固软土地基的工艺是在正进行的真空预压密封膜上做一定的保护层后,在地基上分层填加堆载料,增大对地基土的施加荷载,把真空法和堆载法联合运用,从而进一步提高被加固土体后的地基承载力,满足使用要求,此种方法处理完成后的地基承载力可达15t/ m2以上。
真空预压法特别适用于低强度、高压缩性、高含水率的软弱淤泥土质、淤泥质粘土的地基处理加固;并且具有相对工期短、造价低、处理的整体效果好等优点。而堆载预压法加固期长、受季节性影响大和需要大量的堆载材料等特点,已逐渐被真空法所替代。特别是针对大面积围海造陆由吹填土形成的超饱和的软土地基处理,真空预压法加固地基优势明显已被广泛采用。
二、强夯法地基加固处理
强夯法是反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土夯实的地基加固处理方法。强夯法一般适用于处理排水效果好的碎石土、砂性土、低饱和度的粉土与粘土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。其主要的工艺为,根据设计的夯击能进行测量分区,布设夯点,进行点夯、普夯、排夯、满夯等夯击处理,最后进行表层回填整平碾压,并进行地基检测,确定处理效果。一般选用单击1000—5000KN·m的夯击能量,对不同的区段进行夯实,一般每个夯点不少于10击的夯数。我公司80年代参与了强夯加固地基试验研究,在山东石臼港煤堆场地基加固取得成功应用,此种方法处理地基具有地基加固效益显著,设备简单,经济,施工快捷等优点,在国内非饱和土地基中得到广泛应用。
我公司承担施工的曹妃甸矿石码头一期堆场工程,针对吹填粉砂土形成的地基,我公司组织了36台强夯机,用了5个月的时间,完成了120万m2的地基强夯处理施工任务,并经检测地基承载力平均值大于25t/ m2,满足了设计要求和业主的工期要求。我公司还在青岛前湾港区三期1#—2#泊位以及营口港鲅鱼圈港区五港池三、四期堆场、西安咸阳机场停机坪等工程施工中,成功地运用了强夯法对砂性土、杂填土等进行强夯处理加固,均达到了预期的加固效果。目前运用强夯法施工的地基处理工程的累计面积已达到320万m2。
三、复合地基形成法
通过对被加固土体填充相应的材料,改变土体的结构,使土体被增强或被置换形成一定的增强体,由增强体和周围地基土共同承载荷载,形成复合地基的一些地基处理方法。如:振冲法、砂石桩法、CFG桩法、水泥深层搅拌法、土和灰土挤密桩法、高压喷射注浆法等。在工程施工中,根据特殊的地质条件对地基承载力的特殊要求,而选用不同的处理方法,以达到相应的要求。根据充填料的不同,其加固的机理是不同的。通过填充砂和石料深入土体,被置换或挤密,从而达到提高承载力的目的;把水泥粉或水泥浆、粉煤灰或化学浆液充填进土体,通过这些填加料与土体产生化学反应,使土体凝聚、胶结、固化来提高承载力。
目前,我公司在港口、公路、机场与民用建筑工程中,应用以上方法对地基进行加固,累计加固面积已达到100万m2。
在黄骅港一二期煤码头堆取料机10条轨道梁基础加固中,在青岛前湾港20万吨矿石码头堆取料机轨道梁施工中,在黄骅港国华电厂的循环水泵房、取水口、排水口的护岸与前池工程施工中,都成功运用了复合地基加固法。
水泥深层搅拌桩法加固地基,形成了有效的稳定的复合地基,确保了上部结构的使用要求 。我们分别选用桩径Φ500—600mm,桩深18—20m的施工参数,以及选用“三喷六搅”和“七喷八搅”的施工工艺,累计施工桩长达380万延米。在营口鲅鱼圈港区的矿石堆场的部分地基加固施工中,采用了振冲砂桩和振冲碎石桩法,桩径Φ400—600 mm,桩长15m—20m,施打桩数8万根,加固面积达20万m2。经检测,各种桩均达到设计要求。在京津高速公路第五合同段的施工中,采用了深层搅拌桩和高压喷射注浆法对地基土进行加固,特别是鱼塘和桥台部位加固效果达到要求,桩径Φ600 mm,桩长5m—13m,累计施工93万延米。在甬台温高速公路第九合同段的施工中,针对主收费站和高填方软土路基区,我公司采用粉喷桩施工,对软弱地基土进行加固处理,桩径Φ500 mm,间距1.2m,桩长8m—11m,桩位呈正三角形布置,每米喷粉量68kg,加固效果达到要求。
随着施工领域的不断扩展以及技术手段的不断进步,我公司在采用各种各样的地基处理工艺选择上,也不断的总结经验,深入研究,比如我们也成功地运用一些组合法进行地基处理施工。在上海浦东机场联路道滑行道的基础处理中,采用了高真空降水加冲击碾压的组合法,获得成功;在青岛前湾港码头后方堆场以及营口矿石堆场的地基处理中,采取振冲碎石桩加强夯的组合法进行地基加固,也起到了明显的效果。 |