吹砂回填软土地基预处理方案的论证与选取剖析Word格式文档下载.docx

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论证

中图分类号:

TU4　　　文献标志码:

A

Demonstrationandselectionofpretreatmentprogram

ofblowingsandandbackfillforsoftclayfoundation

XIEBao’an

（NorthwestElectricPowerDesignInstitute,Xi’an710075,China

Abstract:

Regardingtothermalpowerplantsiterequiringblowingandbackfillsandsoiltoformlandneartheseaandriverbeach,thefirstimportanttaskthattheconstructorshavetofaceistoavoidtheconditionofweaksubsidencefoundationwithunderconsolidatedsoil;

tocarryonthepriorperiodgroundinvestigationandfollow2uppreparationforstructuralconstruction,allofwhichrequirethepre2treatmenttothesoftsoilfoundationafterblowingandfillingsand,soastosatisfythestablityrequire2mentofapproachofconstructionmachineryandfollow2upexcavation.Therearemanysitepretreatmentmethods,involvingeconomy,constructionperiodlimitrequirementsandtreatmenteffectandsoon.Ac2cordingtothesitecondition,todemonstrateandselectproperpretreatmentprogramsoastosatisfytherequirementofeconomy,constructionandtreatmenteffectatthesametimeislookedforwardtobyev2erydesignengineer.Theselectionmethod,requirementandresultofsitepretreatmentprogramsarede2scribedbycomparingseveralpretreatmentprogramsofblowingsandandbackfillinsoftsoilfoundationandsharingtheexperienceandresultsoffoundationpretreatment.

Keywords:

blowingsandandbackfill;

pretreatment;

dynamicimpaction;

demonstration

1　前　言

对于沿海、江河滩涂吹填砂土造地的火力发电厂厂址,由于吹填砂土造地的时间很短,未充分固

结,吹填后的地基原始强度很低,抗变形能力很差;

吹填土下有深厚的软弱土层,这使得建设场地不具备“五通一平”施工和大型施工机械进场的条件,也难以满足建（构筑物基坑开挖对地基强度和变形

武汉大学学报（工学版第42卷

稳定能力的要求,必须对吹填砂土后的软土地基进行预处理.

结合某火力发电工程吹砂回填软土地基预处理项目,对预处理方案选取、施工、效果检测和成果验证等工作进行总结分析,预处理成果也已经过时间和后续施工的考验,缩短工期、控制造价和处理效果三方面取得了最优组合.

2　工程概况

2.1　工程简介

某燃煤供热火力发电工程位于广东省广州市郊.一期工程建设两台燃汽轮机发电机组,已于2006年投入商业运行;

二期工程（本工程将建设2×

300MW供热发电机组,计划2009年底全部投入商业运行.

二期工程建（构筑物主要采用现浇钢筋混凝土结构.主要建（构筑物的地基处理采用Φ800mm直径的钢筋混凝土灌注桩方案,桩长23~30m,桩端地基持力层为中风化砂质泥岩;

辅助及附属建（构筑物地基处理主要采用Φ500mm直径的PHC高强预应力混凝土管桩方案,桩长20~25m,桩端地基持力层为强风化砂质泥岩.2.2　场地及地质条件

建设场地区域的地貌单元属于珠江三角洲冲积平原南缘的中部地带,厂址紧邻珠江出海水道,场地地下水位埋深0.1~1.5m,场地平整前的地面主要为鱼塘耕作区（详见图1所示,自然地面高程约在3.76~6.93m间,低于厂区主要建（构筑物的地坪高程7.5m;

因此,考虑鱼塘深度后,现有场地自然地面与厂区主要建（构筑物的地坪间将有较大的高程差,需外购河砂、并船运至现场进行建设场地的吹填垫高和整平

.

图1　二期建设场地自然地貌

2.3　地基土工程性能评述

①层素填土为近期人工吹填砂,松散,液化,欠

固结;

②层粉砂的力学性质较差,松散,不均匀,液化;

③层淤泥的力学性质很差,软塑~流塑,属高压缩性土,它们均不适宜作为建（构筑物的地基持力层.　　

③21层细砂的力学性质相对较差,属淤泥中的砂夹层;

④层粉细砂呈透镜体分布,且局部淤泥质含量较高,承载力较低,局部液化;

⑤层中砂和⑥层粗砂的力学性质都较好,但分布层位均不稳定,且局部都下覆⑦、⑧层,⑥层粗砂还常夹淤泥质土透镜体;

⑦层粉质粘土的力学性质较差,分布层位不稳定,且呈透镜体状;

⑧层淤泥质土呈软塑状态,高压缩性,承载力低,它们均不适宜作为建（构筑物的桩端持力层.

⑨22强风化和⑨23中等风化层力学性质均较好,分别适合作为辅助附属建（构筑物PHC高强预应力混凝土管桩和主要建（构筑物钢筋混凝土灌注桩地基处理的桩端持力层.

3　吹砂回填软土地基预处理要求

根据场地地质条件及使用要求,吹砂回填软土

地基预处理的范围为:

厂区围墙范围及厂外进场道路范围内的有效场地,其中主要厂区约17.33hm2,厂区外煤场区约2.98hm2,合计20.31hm2.

根据工程进度计划安排,场地预处理的工期为50d.预处理的效果要求见表1.

4　吹砂回填软土地基预处理方案的

论证选取

4.1　预处理方案论述

对吹砂回填的软土地基,常用的预处理方法有预压法和强夯法两种,可根据需要与其他措施联合使用.下面就如下3种预处理方法进行适用性分析和论证比较.吹砂回填后的场地地貌见图

2.

图2　吹砂回填后的场地地貌

8

13

　增刊解宝安:

表1　预处理的效果要求

区　域有效处理深度/m处理后场地地基承载力

特征值要求/kPa

备　注

道路7120一次性处理,道路边外放3.0m

主厂房围护轴线范围内7100包括汽机房、除氧间、煤仓间、集控楼、锅炉等

主厂房围护轴线外20m范围7120超出道路时,以道路边为界炉后、烟囱、脱硫等建（构筑物7100

升压站4100

煤场7120一次性处理辅助生产区5100

冷却塔6100以周边道路及围墙为界循环水泵房6100以周边道路及围墙为界

其他区域5100一次性处理

4.1.1　堆载预压法

一般情况下,当软土层厚度小于4m、土质排水条件较好时,可采用天然地基堆载预压法处理;

当软土层厚度大于等于4m、土质排水条件不好时,为加速预压过程,可采用塑料排水带法或砂井排水预压法进行处理.

4.1.2　真空预压法

真空预压法的加固效果取决于真空度的高低.地基处理时,一般设置塑料排水带或砂井,土体中的水通过塑料排水带或砂井被抽至砂垫层排出,所以塑料排水带的插入深度,就是真空预压的有效深度.

真空预压法的工艺流程较为复杂:

加固地基表面铺设约300~400mm厚的砂垫层—设置塑料排水带或砂井—在砂层内埋设滤管—加固地基四周开挖沟槽—密封薄膜铺设（薄膜面积应大于加固地基范围—回填软粘土,使薄膜四周严密埋入土—射流泵进行抽气.

4.1.3　强夯法

强夯法的优点是:

适用于本工程场地填土类型,加固效果较好;

经济性好,同比条件下单位造价约为135元/m2,工期短,约1~2个月.缺点是:

对周边影响较大,需使用大中型施工机具;

有效处理深度5.0m与要求的最大值7.0m有一定的差距.

4.1.4　强夯与其他措施相结合的联合措施法

降水强夯法或高真空击密法,是一种将降水措施与强夯结合起来的新方法.

高真空击密法是一种快速加固软土地基的新技术,它是采用快速高真空排水法排出土体中的自由水,再结合变能量击密法增加土体的密实度,通过调整高真空排水与变能量击密的施工参数,反复击密土体,在地层表面形成6~7m厚的超固结硬壳层,并完成大部分工前沉降,以达到降低土层的含水量、提高密实度和承载能力及消除液化的目的,具体的工艺流程是高真空强排水和强夯击密的多遍循环,造价约为150元/m2,工期稍长些.一期工程在部分区域采用此方法进行了处理,处理深度约5.0m,处理范围仅在表层.

由于本次吹砂回填厚度不均匀,故吹砂回填下的软土地基处理能否达到预期效果没有把握.

4.2　预处理方案的论证选取

从上述各预处理方案的论述看,适合于工程工期要求50d、经济性指标合理和对周边影响程度等要求考虑,强夯法有着明显的优势;

其劣势在于处理深度与要求有一定的差距.

根据场地土层条件,并结合已有工程实例经验,最终选取的预处理方案为降水强夯法,即动力

排水固结法.施工现场见图3.

图3　降水强夯施工现场

5　试验区试夯方案及检测结论

根据场地地质条件及不同区域预处理有效深度和承载能力的不同要求,共选取4个试验区进行试夯,每个试验区面积约1200m2（40m×

30m.

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试夯测试项目:

根据试夯前设置的地表沉降观测点、地表土水平位移观测点、孔隙水压力观测点和地下水位观测井,对试夯过程进行全方位动态观测.试夯后通过静力触探和标贯试验检测固结度和加固后的固结深度,通过载荷板试验检测加固后的地基承载力.

表2　试夯区域及检测项目

试夯区域试夯技术要求试夯面

积/m2

试夯检测

静力触探标贯试验载荷板试验

一区有淤泥下卧层加固深度7m,

固结后地基承载力120kPa

12003个点,深度8m3个点,深度8m3个点

二区有淤泥下卧层加固深度6m,

固结后地基承载力100kPa

三区有淤泥下卧层加固深度5m,

四区吹填砂下卧层为耕植土加固

深度7m,固结后地基承载力

120kPa

表3　试夯施工参数表

试夯区域试夯技术要求

试夯面

试夯技术参数

轻型井点夯型

单击击能

/（kN・m

夯击

遍数

单点

击数

夯点

间距

布置

试夯一区有淤泥下卧层

加固深度7m,

固结后基承

载力120kPa

1200

竖管采用4.0/8.0m

间隔布置,外围封

闭,降水至2.0~2.5

m开始强夯

点

夯

2500第一次6~105.0×

5.0正方形

2500第二次6~105.0×

满夯1000一遍2普夯搭接1/4D

试夯二区有淤泥下卧层

加固深度6m,

固结后地基承

载力100kPa

竖管采用4.0/7.0m

2000第一次6~105.0×

2000第二次6~105.0×

试夯三区有淤泥下卧层

加固深度5m,

竖管采用3.0/6.0m

1500第一次6~105.0×

1500第二次6~105.0×

试夯四区吹填砂下卧层为

耕植土,加固深

度7m,固结后地

基承载力120kPa

　　注:

停夯标准:

按最后两击夯沉量≤50mm控制.

　　根据试夯区域夯前和夯后静力触探、标贯试验和载荷板试验的数据对比分析,试夯试验区的试夯参数能够满足设计对吹砂回填软土地基预处理后地基固结度、固结深度和承载能力的要求,试夯获得的施工参数可用于大面积场地降水强夯预处理施工中.

6　结束语

针对火力发电厂工程建（构筑物种类繁多、对地基预处理后所需要达到效果的要求也不尽相同的情况,采取分片分区、分而治之的策略才能达到工期、效果与经济性的最优结合.降水强夯法在本工程中的最终选用正是综合考虑以上因素后的选择.

本工程地基预处理的结果证明,吹砂回填软土地基场地预处理选择降水强夯法处理是可行的,尤其在工期要求紧迫的情况下更具优势.当然,在具体的施工实施过程中,优化施工组织,根据现场具体条件采取辅助施工措施也是必须的.另外,严格执行大面积施工前的试夯也是保证处理的重要条件.

参考文献:

[1]　第10届全国地基处理学术讨论会论文集[C].南京:

东南大学出版社,2008.

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