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大面積袋裝砂井軟基加固施工

08-22 13:19:10  瀏覽次數:315次  欄目:結構設計
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1、  概述

    新會港天馬作業區位于珠江三角洲潭下游的銀洲湖畔,設計的碼頭主體結構為5000t級,泊位二個,長度260m,陸域縱深450m,占地面積約120000m2。港區地質勘探表明,地基土質分布比較均勻,除表層1。0m左右耕植土外,接著為8.6m厚的高含水量、高壓縮性、低強度,高含粘性的超軟弱淤泥。第三層為厚約1.0m的貝殼粉砂土;第四層又為7.6m厚的淤泥質粘土;以下分別是0.5m厚粘土和3.0m厚粉細砂。往下為擊數(SPT)大于19擊的含礫粗砂層,再往下土質更好。港區地基土質為20m左右深厚的淤泥,含水量高達85.7%,十字板剪切強度僅4Kpa,且港區淤泥分布深度大致由前方碼頭向后方陸域傾斜,前淺后深,前方相對有利。在這樣大面積超軟弱的淤泥地基上建造碼頭、堆場、倉庫等需作軟基深層處理,以防止施工期軟基沉降緩慢,引起工程完工后仍有較大剩余沉降量,同時不致因加載引起地基失穩破壞。這一帶因軟基不當而出現工程質量或安全事故是較常見的,就在本工程施工期,河對岸雙水鎮某工程就發生了一起滑坍事故。因此,設計采用Ф7cm袋裝砂井加砂墊層堆載預壓排水固結進行軟基加固,目的是通過打設砂井使第二、四層淤泥土排水固結后,土質強度獲得提高、減少工程投產后的沉降,保證工程的正常使用,滿足工程設計要求。

2、  砂井設計

    設計的袋裝砂井分前、后兩部分,前方碼頭區位于河堤外,需吹填砂使地面達到+0.5m—1.0m高程后變水上施工為陸上施工。河堤內大面積陸域則已通過水羅吹填(砂)使地面平整到了+0.5m標高。設計砂井頂標高亦為+0.5m,砂井打設后可分層分區填至標高6.0m左右堆載預壓。

根據設計布置,碼頭后方的堆場、倉庫、道路等均需作軟基處理,碼頭位置40m范圍需吹填出水面后再加固。港區倉庫和拆裝箱庫的外墻及防火中心線兩側各預留2。5m并暫不處理,以利今后樁基礎施工。

    采用Ф7cm袋裝砂井加固軟基,砂井中心距為1.30m,呈正方形布置,堆場、倉庫、道路等不同區域處理深度不同,從前方大堤內側向后方陸域410m范圍共劃分為18.5m、21.5m及23.7m三種工度砂井區,設計數量分別為19萬,35.2萬,39.2萬延米,累計需打設砂進約4.3萬根,94萬延米。

按設計要求,軟基加固后即堆載預壓,要求在6.0m標高預壓,原地面的均衡沉降量第一年達到2.5—3.0m,第二年為0.25—0.35m,第三年后即工后沉降控制在0.08—0.10m,承載能力達到設計要求。建設單位要求盡量趕在3個月內完成砂井打設,早些堆載預壓;后提出邊打設砂井邊填砂覆蓋,分塊分層填土加載,充分利用預壓荷重,延長預壓排水固結時間,使沉降盡早完成一些,以時換取金錢,滿足工程投產后使用要求。

3、  施工組織

    根據工程項目內容單一、數量集中、工期緊迫等特點與要求,選擇專業軟基施工隊伍承擔任務,工程實行項目經理兼技術主管負責制,現場由技術人員與管理人員組成精干高效的施工管理機構,按項目法進行管理,使工程能保質保量按期完成,為后續工程創造有利條件。

    首先進行測量放樣,將大面積施工區域按設計要求劃分不同長度砂井區,并將暫不處理的區域劃隔出來。檢查吹填砂層厚度,不符合要求的補砂,盡量使砂層平整密實。施工前現場做好臨時設施和施工組織方案,分派任務,要求各機組負責人,施工員明確各自施工區域與要求。為使施工現場組織工作有條不紊,開工初先組織2臺砂井機進場,打設18.5m深砂井,機上共配操作工作18—20人,自備2臺75KW發電機組。待施打砂井較正常后,隨即分批陸續組織機械設備進場,指定各機組分區作業。由于過去廣東地區軟基處理深度一般在15—18m左右,均很少超過20m,此次需臨時對砂井機調整井架高度和樁管長度,以促進證機架行走安全平穩和具有足夠長的打設能力。由于港區土質松軟、均勻,地層中堅硬夾層較薄,機械上配備的激震器無需更換,在樁管及激震器自重作用下即可插到2/3砂井設計深度,稍有振動即可達到設計標高。由于砂井機重新改裝,23.7m深砂井最遲開工。為趕工期,高峰期菜有8臺砂井機同時施插(其中2臺雙管機)。鑒于短管的機械受聘用制訂設不了超過其樁管長度的砂井,反之,長砂井機打設短砂井時安裝袋裝砂井困難,施工效率低且浪費材料,因而不同規格的砂井機插完各自的施工區域后即退場。原考慮每臺單管機一天需完成1500—2000延米,月工作量達5—6萬延米,只需安排4臺砂井機3月內即能完成任務的計劃作了適當調整。

    在施工中一直將重點放在數量最大的23.7m深的砂井上。整個工程在施工期內自始至終安排專人跟機跟班作業,解決施工中碰到的各種問題,協調各機組間矛盾,掌握質量和進度,保證計劃順利實施。但在施工之初,由于要求各機組按區域施工,按完成的砂井延米數計酬引起機組間競爭而趕進度,竟致夜間偷工減料行為發生。該事件發現前,跟班施工員對夜間進度超過白天的現象引注意,根據施工記錄和對當天夜間12點前跟班觀察,認為必有異常。于是第二天夜間跟班至12點后再突然返回工地巡查,發現了有打短井的偷工減料行為,趕緊作出嚴肅處理,將前四天內施工砂井補打,防止了一起可能引起嚴重質量事故的發生。為抓好質量,教育工人,對機組負責人進行罰款1000元,并要求寫出深刻檢查。同時決定各機組只準在白天至夜間9點前施工,否則不予計理驗收。為準確掌握進度與質量,對當天完成的砂井數量現場清點,并加大抽查頻率;當天施工記錄必須經跟班施工員簽字;現場采用人工撥拉砂井檢驗是否短砂井或灌砂是否飽滿。決不能片面追求進度不求質量。

    按劃定的區域施工打完砂井,現場清點檢查和質量驗收。監理工程師簽證后,即可填砂覆蓋,交由建設單位安排堆土預壓。采用平行流水作業使軟基提前進入預壓期,縮短了工序銜接引起的停歇時間。

    由于現場施工組織得當,有充足的施工設備,嚴格管理,控制作業時間與進度計劃,同時采取措施調動各機組積極性,保證了砂井施工較順利進行,在三個月內除按設計圖紙要求完成任務外,在陸域后方又吹填擴大了面積,一并作了砂井加固,累計打設砂井約114萬延米。

4、  施工質量控制

    港區土質軟弱,為保證砂井打設質量,使之起到良好排水作用,施工中一定要嚴格遵守有關施工技術規范和設計圖紙要求。首先是要保證砂袋質量。過去由于塑料排水板生產一哄而上,一些廠家采用廢塑料再生做成,脆性大,易拉(折)斷,或破裂,往往樣品質量不錯,而大量產品運送工地時質量較差,難以保證塑料排水板性能要求。因此,采用袋裝井以避免此問題。施工前一定要對砂袋提出質量要求并進行性能檢測,工地按進貨數量分批抽檢。為了保證軟基處理質量,除必須做好“三通一平”外,還要詳細了解地質鉆探或軟基試驗資料,了解地下軟弱層、砂層、亞粘土層或亞砂土層的分布情況,以及溝、道路走向。對砂墊層要求有足夠厚度,均勻、連續、有中、粗砂級配,含泥量應小于5%;場地要求無明顯起伏,控制一定橫向坡度,施工前測出施工插砂井的區域位置并作好標志,按設計要求定出砂井行列距離,以利于樁管定位,提高工作效率。

    目前常用的滾筒式砂井機,結構簡單,行走方便,激震力一般為30—50t,靜加壓力10t,最深插孔深度通常不超過20m,整機電氣設備容量60KW ,視場地電力供應情況,可配備發電機。每柚班勞動力約9人。如土質較差,地下無障礙物或硬土層,只用靜力壓打設砂井可防止對淤泥擾動。

為保證施工質量與進度,工作中應注意幾個問題:

    (1)考慮砂井兩端頭灌砂打結需要,砂袋事先要下足材料長度;灌砂要逐段灌滿并用力抖落密實。這種預裝的袋裝砂井便于質理檢驗,可防止偷工減料行為。過去一些砂井質量問題常發生在砂袋下料短,灌砂率不夠,達不到要求打設的深度造成排水功能不理想,使軟基加固效果差。

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