浅析水坠砂地基处理的工程应用

发布时间:2021-10-14 10:37:49

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 浅析水坠砂地基处理的工程应用 作者:周庆民 来源:《科学与技术》2018 年第 23 期 摘要:本文以榆林市煤矿矿井水综合处置工程中水坠砂地基处理的工程实例,通过介绍水 坠砂地基处理的施工技术、实施效果、经济效益分析,为类似工程的地基处理施工提供经验和 参考。 关键词:水坠砂;地基处理;承载力;经济合理 1 引言 榆林市煤矿矿井水综合处置工程位于榆林市神木县清水工业园区内,该地区地处陕北黄土 高原与毛乌素沙漠接壤地带,原始地貌属风积沙丘地貌单元,地质条件较差,地基承载力低, 工程特性差,需处理后方可作为建(构)筑物的地基持力层。本文通过对水坠砂地基处理进行 施工总结来分析其优劣性。 2 工程概况 2.1 项目概况 榆林市煤矿矿井水综合处置工程项目主要是修建一座日处理 15 万立方米的水处理厂,水 处理厂占地面积约 91.089 亩,主要工艺构(建)筑包括提升泵房、高密度澄清池、D 型滤池、 清水池、提升泵房、污泥脱水间等,下面以清水池为范例进行分析。清水池为地下式现浇钢筋 混凝土水池结构,地基面积 2737.8 ㎡,水池容积 11949.1m?,基础为钢筋混凝土筏板基础,地 基处理采用水坠砂,地基土主要为中砂,场地内无可湿陷性土层分布,地下水水位埋深较深。 2.2 工程地质情况 根据场地地勘报告,拟建场地勘察范围内的地层主要为*期人工堆积素填土,第四纪全新 世风积中砂、晚更新世冲洪积中砂组成。现将场地地层分为四层,自上而下依次岩土特性描述 如下: ①素填土( ):黄褐色,稍湿,稍密,主要成份以碎石、砂土为主,土质不均,含有少 量植物根系,新*人工碾压堆积而成,密实度不均匀;层厚 1.2-7.4m,层底埋 深 1.2-7.4m,相应层底标高 1168.53-1176.89,该层在场地范围内分部连续,承载力特征值 为 110kPa; 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn ②中砂( ):黄褐色,稍湿,松散-稍密,主要成份以石英、长石颗粒为主,可见云母碎 屑及矿物质,砂纯,颗粒均匀,级配不良;层厚 1.2-6.1m,层底埋深 6.3-8.6m,相应层底标高 1166.33-1172.27m,该层在场地范围内分部连续,承载力特征值为 160kPa; ③中砂( ):黄褐色,稍湿,中密,主要成份以石英、长石颗粒为主,可见云母碎屑及 矿物质,砂质纯,颗粒均匀,级配不良,局部夹有细砂薄层;层厚 4.9-7.8m,层底埋深 12.515.3m,相应层底标高 1166.33-1172.27m,该层在场地范围内分部连续,承载力特征值为 240kPa; ④中砂( ):黄褐色,稍湿-饱和,密实,主要成份以石英、长石颗粒为主,可见云母碎 屑及暗色矿物质,砂质纯,颗粒均匀,级配不良,局部夹有细砂薄层或透镜体;最大揭露厚度 为 16.4m,承载力特征值为 280kPa。 2.3 地基设计要求 清水池基础持力层位于②中砂( )层,地基处理采用原状土水坠来增加土体密实性,提 高地基承载力,从而满足施工需要。 地基设计要求水坠深度不小于 1m,处理范围为基础外边线外放 1m。地基处理完成后压实 系数要求不小于 0.97,承载力特征值要求不小于 180kPa。 3 施工技术 3.1 工艺流程 水坠砂地基处理工艺流程见下图: 3.2 适用范围 水坠砂法适用于对松散的天然砂基进行浅层处理,基础未见软弱下卧层,如:软土、淤泥 等,且地下水位不高于基底下 1m。国内西北沙漠地区大量工程实践表明,其对粒度较大的中 粗砂处理效果最好,其次为细砂,若为粉砂则需掺入一定量的中粗砂或细砂水坠,才能取得较 好的工程效果。 3.3 施工方法 1)根据清水池设计要求开挖基坑,基坑挖深 5m,基坑长 78m,宽 35.1m,基坑边坡按 1:1.5 放坡。基坑底应预留 300mm 厚土层用于水坠下降高度。2)组织建设单位、监理单位、 地质勘测单位、施工单位共同验槽,确认基坑的位置、*面尺寸、坑底标高及基底土质。3) 采用装载机进行粗*,整*必须采取边上土边整*的方式。4)粗*后,人工分格培砂土围 堰,分格宜为 5m*5m,围堰高度不低于 30cm,宽度也不小于 30cm。5)围堰设置好后开始放 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 水,放水应连续进行,放水时水流流速应稍大,砂基顶面上的水深应不小于 20cm。6)待水储 满整个分格,目测水面下沉缓慢,不再有细微气泡冒出时,即可停止给分格进水。7)当分格 内砂土层不见明水,一般闷水(分散水分)约 1 至 1.5 小时后,可以开始检测含水率,每半小 时测一次,比对各区块最优含水率,待其略高于最优含水率时(约 3%),可以开始组织碾 压。8)采用装载机端土碾压,碾压原则:先轻后重、先慢后快、轮迹重叠,压实遍数保证在 6 至 8 遍,轮痕较明显时,尽量消除轮痕,保证表层碾压密实。9)碾压完毕(一般以压至轮 子下沉量,不超过 1 厘米至 2 厘米为度),立即进行压实度试验,如试验不合格时应加遍碾 压。 3.4 注意事项 1)施工前应进行试验段测试,通过试验确定预留水坠厚度、碾压遍数、含水量的区间范 围,指导后续施工。2)水坠过程中,应时刻注意边坡稳定性,必要时采用相应防护措施,以 防侵泡坡脚造成边坡失稳。3)碾压过程中,装载机轮胎边距基坑边缘应大于 50cm,以防發生 溜坡倒角。4)对于装载机无法碾压的边角,可适当洒水后,采用打夯机夯实,首遍各夯位宜 靠紧,如有间隙,则不得大于 15cm,次遍夯位应压在首遍夯位的缝隙上,防止漏夯。 4 试验检测 4.1 静载荷试验 试验采用慢速维持荷载法,加载采用堆*教 50t、100t 油压千斤顶,分级加载,沉降 观测系统由 16 个量程为 30mm 的百分表和 6 根基准梁组成,百分表的量测精度为 0.01mm。静 荷载试验采用圆形压板,直径 d=1.13m,面积 A=1 ㎡,承压板下

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