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塑料排水板
在洋山一期地基加固工程中的試驗(yàn)
摘要:洋山一期地基加固工程中,在鑊蓋塘以南、碼頭以北存在一塊淤泥軟臥層,對該區(qū)域的處理,設(shè)計(jì)要求進(jìn)行40米深度的塑料排水板施工。項(xiàng)目部選擇兩種機(jī)型進(jìn)行了塑料排水板的試驗(yàn),最大深度達(dá)33米,在對該區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)檢測后,發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件有所變化,經(jīng)與設(shè)計(jì)聯(lián)系后,采用了其它地基處理方式。但本次的塑排試驗(yàn),為后期同類型的地基加固積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:單套管、雙套管、含水量、壓縮性、沉降
一、簡述
洋山一期塑料排水板施工區(qū)主要位于鑊蓋塘南側(cè)下方, 此區(qū)域原為海域, 泥面標(biāo)高約為-21.0~-25.0m, 后經(jīng)吹填形成陸域至+6m標(biāo)高,吹填砂是指粒徑大于0.075mm 、顆粒重量超過80%的砂土,主要由砂質(zhì)粉土和粉砂組成。吹填砂厚度為27~31米,主要以粉細(xì)砂為主,含貝殼碎片,局部混較多粘性土,為粉細(xì)砂混粘性土或粉質(zhì)粘土混粉細(xì)砂。具體砂質(zhì)分為三段:第一段標(biāo)貫擊數(shù)N<10擊,為松散的粉細(xì)砂層,第二段的土層為稍密—中密狀的吹填粉細(xì)砂,標(biāo)貫擊數(shù)1015擊,第三段土層為中密狀粉細(xì)砂,標(biāo)貫擊數(shù)15機(jī)械設(shè)備
打設(shè)塑料排水板的設(shè)備有兩種形式:一種為履帶式打樁機(jī),一種為門架式插板機(jī)(帶導(dǎo)軌) 。要求用能打入設(shè)計(jì)深度的靜力式或振動式設(shè)備,不可用錘擊式或水沖式。套管插入桿為扁平狀或圓形,內(nèi)徑大于排水板的尺寸,長度大于排水板設(shè)計(jì)長度,在打設(shè)中保護(hù)排水板不
被損壞。
本次試驗(yàn),我們共改造、組織兩臺履帶式打樁機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。一臺機(jī)架總高度為43.5米, 重約45T, 配備不同型號振動錘, 主插管長42米、采用壁厚10㎜,管徑<=160mm的無縫鋼管焊接而成,鋼管材料為錳鋼、其強(qiáng)度較高。插管下端焊接一個10㎜×50㎜×160mm 的矩形端頭,利用φ<=30mm的插銷固定塑料排水板端頭。整臺打樁機(jī)配備一臺150KW 的發(fā)電機(jī),以提供機(jī)械行走和打排水板用電。另一臺樁架高度為27米,重約23T ,采用不同型號振動錘,主插管為雙套管形式,外管長度為23米。內(nèi)管φ<=130mm、外管φ<=160mm,內(nèi)外管的連接采用4顆φ<=25mm插銷連接,插銷間距為20~30㎝左右。整臺打樁機(jī)配備一臺120KW 的發(fā)電機(jī)。
四、施工工藝
1、測量放樣
(1)根據(jù)設(shè)計(jì)資料提供的起訖樁號打出控制樁,再每隔10~20m 放出路線中心樁。
(2)按照打設(shè)的寬度放出邊樁及護(hù)樁。
2、地面清理及整平
將施工范圍內(nèi)的雜物清理干凈,并將施工場地大致整平,若設(shè)計(jì)有整平標(biāo)高時,應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高整平,并進(jìn)行壓實(shí)(壓實(shí)度>85%)。
3、砂墊層鋪設(shè)
一般天然泥面須鋪設(shè)砂墊層,形成排水通道,砂墊層總厚度要求大于30cm(壓實(shí)) 。攤鋪?zhàn)龅骄鶆颉⑵秸?,形成雙向橫坡。同時注意避免泥土、雜物混入砂層。壓實(shí)應(yīng)用靜壓式壓路機(jī)進(jìn)行,不得振碾。由于本次施工地表已有吹填砂,不需再鋪設(shè)砂墊層。
4、樁位放樣
(1)首先根據(jù)設(shè)計(jì)給定的處理長度、寬度計(jì)算出布設(shè)的排數(shù)和列數(shù)。
(2)根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出布樁圖,標(biāo)明排列的編號。每排樁的軸線應(yīng)垂直于路線中心線,曲線上應(yīng)為法線方向。同時應(yīng)繪制一張較大的布樁圖交施工人員打設(shè)時使用,每施打一根在圖上相應(yīng)位置標(biāo)出,以免遺漏。由于有些處理段落位于不規(guī)則的邊界區(qū)域,應(yīng)注意不要超布或遺?
漏。
(3)根據(jù)布樁圖在鋪設(shè)好的砂墊層上放出具體的樁位,做出鮮明的標(biāo)志。一般可用15cm 長的塑料排水板(已剖開的)插在樁位上,放樁位時一般一次不宜過多,可先在半幅內(nèi)布設(shè)。以免施工時丟失。施工中應(yīng)經(jīng)常注意檢查和保護(hù),丟失的及時補(bǔ)上。
5、塑料排水板施工
1)施工準(zhǔn)備
在進(jìn)行施工放樣等工序的同時,應(yīng)做好施工準(zhǔn)備。主要是塔架的拼裝,機(jī)件的安設(shè)調(diào)試,可在待處理地段端部的場地上進(jìn)行。然后試打2~5根檢驗(yàn)機(jī)器的性能、地質(zhì)情況及工藝。
2)施打排水板
A 、機(jī)器調(diào)試正常后移入場內(nèi)。
B 、將排水板裝入卷筒,并穿過振動錘將排水板引入插桿中。
C 、將排水板從插入桿端頭引出、折回,夾上短鋼筋,用訂板機(jī)訂好。
D 、拉緊排水板,將插入桿對準(zhǔn)樁位。
E 、開啟振動將插入桿壓入地基。
F 、到達(dá)設(shè)計(jì)深度后將插入桿拔出,則排水板被短鋼筋錨固于孔底。
G 、在砂墊層以上30cm 處將排水板剪斷埋入砂中。
H 、移至下一個樁位。
具體設(shè)備及流程如下:
1) 單管式振動打設(shè)機(jī) 鋼管(D=14-16cm,
塑料排水板
鋼管扶正器
振動錘
卷狀塑料排水板
鋼管扶正器
加壓裝置
初次打入鋼管2)套管式振動打設(shè)機(jī)
雙套管預(yù)備
提出內(nèi)套管
最終打入鋼管打入雙套管繼續(xù)打入套管
五、施工技術(shù)要求
根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)要求,本場地地基處理要求如下:
1) 塑料排水板采用B 型和C 型排水板,板芯材料為透明型、濾膜為粘合型,主要技術(shù)參數(shù)見下表:
2)塑料排水板外露長度不小于500㎜。
3)施工時應(yīng)提交詳細(xì)施工記錄,包括插板深度、板位、垂直度、外露長度、回帶長度、回帶板根數(shù)、布打根數(shù)與位置,具體控制標(biāo)準(zhǔn)詳見如下:
板位標(biāo)記偏差:+70㎜;
回帶長度:≤500㎜(根數(shù)不得超過打設(shè)總根數(shù)的5%,大于1.5米時應(yīng)在插點(diǎn)附近補(bǔ)打);
外露長度:-0、+500㎜(根數(shù)小于3%) 平面位置:+100㎜(根數(shù)小于10%)
垂直度:+1.5%(根數(shù)小于10%)
4)打塑料排水板時嚴(yán)禁出現(xiàn)扭曲、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象,如果有此現(xiàn)象,應(yīng)在插點(diǎn)附近補(bǔ)插。
5)打設(shè)塑料排水板應(yīng)采用套管打法,并使用套靴;套管的斷面形狀、尺寸與管靴的材料、型式等應(yīng)滿足打設(shè)垂直度、深度等對套管強(qiáng)度及剛度要求,并減少對地基產(chǎn)生擾動。管靴材料可采用鋼板、鋼筋、混凝土或硬質(zhì)塑料等,型式可根據(jù)試驗(yàn)確定。
六、施工說明
1)項(xiàng)目部自2004年4月5日到4月10日采用單套管進(jìn)行了塑料排水板的試打工作, 振動錘采用30KW 、套管采用φ152鋼管,共進(jìn)行了23個點(diǎn)的試驗(yàn),施工深度從14.5m ~24.5m 不等。從現(xiàn)場的試驗(yàn)情況看,施工場地地表下24.5m 內(nèi)可分成三個小段。第一小段0m —13.5~17.5m 內(nèi)的土層,施工時間在2—3分鐘,電流表讀數(shù)在50A 以內(nèi),這一段導(dǎo)管急速下沉;第二段13.5~17.5m —17.5~20m 內(nèi)的土層,施工時間一般在15分鐘以內(nèi),電流表讀數(shù)在50—100A 間,這一段基本靠振動錘的震振動下沉;第三段17.5~20m —20.2~24.5m 內(nèi)的土層,施工時間一般大于20分鐘,且電流表讀數(shù)始終在100—120A 以上,電機(jī)已屬超負(fù)荷狀態(tài),插管下沉速度緩慢,甚至停止下沉??傮w看,試驗(yàn)深度與設(shè)計(jì)要求相距較遠(yuǎn),基本沒有穿透25米厚的砂層,同時目前的設(shè)備也不能滿足試驗(yàn)要求。
2)2004年6月5日至10日,在吸取第一次試打經(jīng)驗(yàn)后,對管靴的?
形狀進(jìn)行了改變,改平口狀為棱錐狀,增強(qiáng)了穿透能力。施插進(jìn)入硬層后,如果阻力偏大,則提升插管1米后再進(jìn)行施插。本次試驗(yàn)是在第一次試驗(yàn)孔中選取部分進(jìn)行二次施插,一方面可檢查塌孔情況,另一方面為以后施工工藝提供借鑒,試驗(yàn)結(jié)果表明取得了一定的效果:
A 、根據(jù)與前一次相同施插深度所需時間比較,第二次施插時間明顯縮短;
B 、施插深度比前一次增加了2.5m~3.8m,最深達(dá)28.3m ;說明管靴改進(jìn)后有利于施插.但整體深度仍有欠缺。
C 、施插進(jìn)入硬層后阻力偏大時,可采用先提升插管再施插的方法,結(jié)果表明電流讀數(shù)明顯不降,最后終止施插時,電流讀數(shù)一般仍穩(wěn)定在50~80A之間。
D 、在改進(jìn)管靴的同時,我們也采用45KW 振動錘,套管仍采用φ152鋼管但增加了壁厚,最終施打最大深度為33.7m 。共施打塑料排水板15根,從施工情況看,一般完成一個排水板插設(shè)需10~15分鐘,但總體深度仍沒有完全滿足設(shè)計(jì)要求深度。
塑料排水板應(yīng)有足夠的抗拉強(qiáng)度, 溝槽表面平滑, 能保持一定的過水面積, 抗老化能力在兩年以上, 并具耐酸堿抗腐蝕性。塑料排水板質(zhì)量、品格要求應(yīng)依據(jù)有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、依據(jù)插板深度不同選用, 斷面尺寸宜采用4mm ×100mm 。
在塑料排水板進(jìn)場前需檢查其廠家產(chǎn)品合格證和質(zhì)量檢測報(bào)告, 并按同批次產(chǎn)品每20m 鑒。
打設(shè)過程中應(yīng)隨時注意控制導(dǎo)管垂直度, 其偏差應(yīng)不大于±115%。
要求嚴(yán)格控制塑料排水板的打設(shè)標(biāo)高, 不得出現(xiàn)線向偏差; 當(dāng)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化, 無法按設(shè)計(jì)要求打設(shè)時, 應(yīng)與現(xiàn)場監(jiān)理工程師聯(lián)系, 征得同意后方可變更打設(shè)標(biāo)高。
打設(shè)塑料排水板時, 嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。
打設(shè)時回帶長度不得超過500mm , 且回帶的根數(shù)不宜超過打設(shè)根數(shù)的5%。
插板機(jī)的保養(yǎng)和維修由專職人員負(fù)責(zé), 以便使機(jī)械能正常運(yùn)作, 工程能順利進(jìn)行。
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