机关：高水位地基强夯施

高水位地基强夯施工工法关键技术鉴定资料山西机械化建设集团公司二零一四年十一月目录一、问题提出的背景二、工艺原理三、关键技术四、经济效益和社会效益五、实施效果附件：照片一、问题提出的背景高水位地基，指地下水位高于地表下4m的地基。随着我国经济的快速发展,建设用地日益紧张。填海地基、河漫滩地基或者平原、盆地中心及洼地、沼泽等高水位区的地基也越来越多地出现在一些重大工程建设项目中，如机场、港口、码头、油气开发等，在这类地基上修建构筑物目前呈量大、面广的趋势。大面积的地基处理，强夯法无疑是是一种选择。强夯时如果夯锤和水面直接撞击，就耗损掉大部分夯击能，对水位以上地基形成很大的破坏，而直接用于加固地基的有效夯击能大大减少。同时在施工过程中，还会出现夯坑及周围积水，夯坑周围一定范围内的地面开始下沉，造成起锤困难、设备下陷等；当地基土为砂性土时，可能发生液化而导致涌砂灌满夯坑，致使施工无法继续，达不到设计要求的夯击标准；高水位场地松软，还会使强夯设备无法正常施工。近年来，我公司将高水位地基强夯施工工法成功应用于工程实体，取得了良好效果。既节约了大量投资、保证了工期、节约了材料，又确保了工程质量、保护了环境。二、工艺原理根据不同的地质条件确定地下水位调整幅度，采用不同方法（垫层法、轻型井点法，管井法）降低地下水位，然后应用“由轻到重、少击多遍”的工艺原理进行强夯施工，保证强夯过程中夯锤不与地下水位面撞击，从而提高强夯加固地基的有效夯击能，同时改善了高水位地区强夯施工时的作业条件，从而保证施工质量。三、关键技术1确定地下水位的控制高度2确定地下水位控制方法3控制地下水位施工4强夯施工5试夯6强夯效果检测三、关键技术1确定地下水位的控制高度根据强夯能级、土层的工程性质评估夯坑的最大深度，确定地下水位的控制深度。1确定地下水位的控制高度1.1确定夯坑深度夯坑深度按表1.1确定强夯能级（KN.m）夯坑深度（m）2000-30001-24000-60002-3.56000-80003.5-4.5注：当地基土为砂土、砾石、碎石土时，取小值；当地基土为细颗粒土时，取大值。1确定地下水位的控制高度1.2确定地下水位控制深度对于杂填土、碎石土、中粗砂地基，地下水控制深度要大于预估的最大夯坑深度0.5m；对于粉细砂一类的地基，地下水控制深度=夯坑深度+毛细水上升高度；当地基土为透水性差的粘性土地基，地下水位控制深度应接近于强夯处理深度。2确定地下水位控制方法2.1地下水位控制方法，有垫层法和降水法。2.2当地下水位控制深度调整幅度小于1.5米，不会因增加垫层的厚度而影响到地基处理深度，也不会影响到场地标高的控制，选用垫层法。2.3当地下水位控制深度调整幅度大于1.5米，或场标高限制时，采用降水法。3控制地下水位施工3.1铺设垫层法（1）垫层厚度的确定：铺设垫层的厚度等于地下水位深度调整幅度。（2）回填材料：根据场地土方资源条件，确定垫层材料的成份、粒径、级配等控制标准。垫层材料可采用级配良好的块石、碎石、砂粒砾石、矿渣、建筑垃圾等硬粗粒材料，最大粒径不宜大于300㎜。（3）垫层铺设：采用堆填法，根据垫层的厚度分一至二层回填压实，压实度不小于0.90。3控制地下水位施工3.2降水法3.2.1当地基土为软土地基时，宜采用真空井点、喷射井点、电渗井点等轻型井点降水。3.2.2当地基土为砂砾石层，渗透性较好时，可采用管井井点降水。3.2.3将场地按10000㎡-20000㎡划分施工单元，每个施工单元应分设场地降水、封堵降水两套井点系统，在场地降水井点系统停止降水后，封堵降水井点系统仍保持降水。3控制地下水位施工3.3轻型井点降水井位布置→成孔→下井管→填滤砂→设备安装→抽水→水位观测3.3轻型井点降水3.3.1井位布置井点的平面布置及深度根据场地地质条件确定，降水井点系统，井点间距宜为1-3m，排间距为2-4m；降水管长度根据场地条件和降水深度确定，可以一样长或长短相间。封堵井点系统，井点间距可适当加密，布置1-2排，沿施工单位边界布置。每次强夯前，降水系统需拔除，强夯完毕后再进行安装。3控制地下水位施工3.3轻型井点降水3.3.2冲孔埋管先将水枪对准井点位置，垂直插入土中，启动高压水泵进行冲孔，水压控制在0.4~0.8MPa，边冲边作上下左右摆动，以加剧土的松动，待水枪下沉到要求的深度时，拔出水枪，迅速插入井点管，用透水性强的填料如粗砂或碎石等在井点周围分层填灌，至孔口1米处改用粘土固定井点管，以防止漏气。井点管的上端用木塞临时封堵，以防砂石或其它杂物进入，打开临时封堵注入清水，若水位迅速下降，证明该井点埋设成功，填滤料时，若管中有泥水上升，则说明滤管管网良好。3控制地下水位施工3.3轻型井点降水3.3.3管路安装首先沿井点管线外侧，铺设集水总管，并用胶垫螺栓把总管连接起来，总管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端木塞，用胶管与总管连接，再用10#铁丝扎紧，在正式进行抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，检查各个接头在试抽时是否有漏气现象，发现漏气应重新连接，直至不漏气为止。3控制地下水位施工3.3轻型井点降水3.3.4抽水管路安装完毕后，先开启真空泵，抽出管路中的空气，使之成为真空，当集水箱中存有相当多的水，个管路系统的真空度达到0.5MPa时，开动离心泵抽水。3.3.5水位观测进行24小时水位跟踪观测，水位下降达和抽水时间达到要求时，方可拆除井点管，进行强夯施工。3控制地下水位施工3控制地下水位施工3.4管井井点降水井点布置→成孔→下井管→填滤料→洗井→抽水→水位观测3控制地下水位施工3.4管井井点降水3.4.1井点布置降水管井井点间距根据地基土的渗透系数大小，取15-25m，正方形布置，封堵井点可适当加密。管井布置在强夯夯点空隙，位置冲突时管井移位避开强夯夯点位置。3控制地下水位施工3.4管井井点降水3.4.2成孔采用冲击、回旋、旋挖成孔都可以。成孔时尽量快速钻进，避免钻进时间过长。成孔时，还应根据地层构造，合理选择技术参数，调整泥浆的粘度和密度，在不影响孔壁稳定的前提下，尽量采用较低粘度和密度的泥浆，因泥浆过浓和失水量过大会影响渗透能力；钻进接近设计井底2m左右，根据需要逐渐更换孔内泥浆，终孔后用大泵冲孔20min。3控制地下水位施工3.4管井井点降水3.4.3下井管：下井管时，严禁摆动，以免造成井壁的损坏和坍垮。井管下到设计孔深位置后，稍微向上拉伸提直，并使井管位于孔口中心，井孔与孔壁之间填砂空隙均匀，便于出水。3控制地下水位施工3.4管井井点降水3.4.4填砂砂料选择时应考虑场区内主含水层的砂粒直径，一般选择1mm~8mm的混合砾料，不小于场区内主含水层的砂粒直径。砾料填至井口地表2m时，结束填砂，再用粘土分层填实至地表。4强夯施工施工程序：降水→第一遍夯→降水→第二遍夯→降水→第三遍夯。按施工区的划分，流水施工。每个施工单元的地下水深度达到事先确定的高度后，再经过一定时间稳定，进行第一遍强夯。场地推平后，进行降水，然后进行第二遍点夯施工，依次进行所有点夯施工，点夯结束后，进行满夯施工。4强夯施工4.1强夯参数设定在施工中采用“由轻到重、少击多遍”的施工工艺。以小能量将浅层率先加固，在表层形成“硬壳层”后逐渐加大能级，加固深层土体。夯击遍数比常规多1-2遍，夯击能由800KN.m到2000KN.m逐渐增加，使对软土的加固由浅入深，固结程度由低到高。使地基土逐步提高承载力，同时减小工后沉降。4强夯施工4.2收锤标准高饱和填土及软粘土对夯击产生的冲击效应十分敏感。施工中应该控制夯击次数，避免破坏土体结构。因此收锤标准建议如下：4.2.1夯击时夯坑周围出现明显隆起，则要适当降低夯击能量或适当调整夯击击数。4.2.2夯击时相邻夯坑内出现土体隆起现象，则要停止强夯或适当降低夯击能量。4.2.3后一击夯沉量明显大于前一击夯沉量，或有侧向隆起时，停止夯击。4.2.4最后两击平均夯沉量符合设计要求。5试夯正式施工前，强夯试验方案，进行现场试夯，以确定垫层材料或降水工艺的可行性。试验区数量应根据场地复杂程度、工程规模、工程类型及施工工艺等确定，强夯试验面积不应小于20m×20m。待强夯结束数周后，检验强夯效果，确定工程采用的各项施工参数，指导大面积施工。6强夯效果检测采用地基静载荷试验、静力触探、标准贯入试验检测。四、经济效益和社会效益在高水位地基上采取降低地下水位再强夯的方法，与其他高水位地基处理方法，如水泥搅拌桩法、碎石桩、灌注桩法等相比较，具有施工简便、施工速度快、材料用量少、对环境的破坏小、工程造价低等优势。具有良好的社会效益和经济效益。五、实施效果5.1中委合资广东石化2000万吨/年重油加工工程，位于广东省揭阳市惠来县，场地地下水位埋深0.4~1.8m，平均0.8m左右。本工程于2012年9月30日开工，2013年1月20日完工，处理面积约560万m2，主要采用管井降水加2000-3000kN.m强夯进行地基处理。完工后经第三方检测，①层细砂层的承载力明显提高，由松散提到中密；②夹层泥炭状土层，地基承载力由60kPa提高到100kPa；②2层细砂层的地基承载力也提高到了120kPa，满足了工程使用要求。五、实施效果5.2明达工业（太仓）有限公司新建厂区一期工程位于江苏省太仓浮桥镇。拟建场地位于长江三角洲前缘，地貌属于冲击平原，地表浅层为软弱淤泥质土，含水量大、孔隙比大，承载力低，变形量大。该工程主要采用真空井点降水加800kN.m-1500kN.m强夯处理，其地基承载力、不均匀沉降、消除沉降量等都达到了设计要求，满足了工程使用的需要。工程相片轻型井点施工：水冲法成孔轻型井点施工：充填砂砾轻型井点施工：井点管与主管连接井点管与主管相连大样场地降水系统场地封堵降水系统轻型井点降水分区强夯施工管井单井抽水管井排水汇报完毕谢谢大家！