[摘要]:西氣東輸工程某天然氣處理廠地基需要加固處理,在綜合考慮各種施工因素的情況下,采用了強(qiáng)夯法進(jìn)行加固處理,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[關(guān)鍵詞]:強(qiáng)夯法 沙漠 基地檢測(cè)
1、工程概況
****處理廠工程位于塔里木盆地庫(kù)車坳陷,處于沙漠邊緣,屬于沙漠地貌單元。場(chǎng)地大部分區(qū)域?qū)儆陲L(fēng)積地貌成因的草灌叢壟崗狀沙灘,多屬于固 定沙丘,高差幾米至幾十米,一般為2-4m,少部分為丘狀沙地。沙丘上植物主要為低矮灌木,呈斑狀或不連續(xù)分布,覆蓋厚度30%-40%,表層為粉砂土,無(wú)活動(dòng)跡象。在該區(qū)域建設(shè)一個(gè)天然氣處理廠,需要對(duì)于填方區(qū)域采用強(qiáng)夯處理方案,使基地的承載力、變形及基地均勻性符合設(shè)計(jì)的要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件,強(qiáng)夯能級(jí)定為1500kNm、2000 kNm、3000 kNm、4000 kNm,地基處理面積約293000㎡。
2、工程地質(zhì)條件
塔里木盆地是以中生界為主的沉積盆地,中生界地層以砂巖、泥巖為主,局部為鈣質(zhì)砂巖。中生界地層之上新生界地層發(fā)育有第三系和第四系地層。第三系以粘土、粉砂巖、砂、細(xì)砂等為主。第四系地層以晚更新系統(tǒng)Q3和全新統(tǒng)Q4大陸沉積層為主。
場(chǎng)地多屬于固定沙丘地貌,地層主要由晚更新Q3陸相沉積砂土組成,按照密實(shí)程度劃分為3個(gè)亞層。細(xì)砂:褐****,稍濕,礦物成分為石英、長(zhǎng)石、云母,分選好,級(jí)配不良。層里不發(fā)育,無(wú)包含物,局部為亞粘土夾層,夾層厚度不超過(guò)5m,亞粘土層里發(fā)育。該層厚度大,自上而下按其密實(shí)程度分為3個(gè)亞層:
1-1亞層:稍密狀態(tài)細(xì)砂;1-2亞層:中密狀態(tài)亞層;1-3密實(shí)狀態(tài)細(xì)砂
3、強(qiáng)夯地基處理方案
強(qiáng)夯是由法國(guó)Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)基地加固策略,它通過(guò)10~40t的重錘和10~40m的落距,對(duì)地基土施加很大的沖擊能(一般為500 kNm-8000 kNm),利用沖擊能在地基土中所出現(xiàn)的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力,提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件等。同時(shí),夯擊能還可提高土層的均勻?qū)佣,減少將來(lái)可能出現(xiàn)的差異沉降。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,尤其適合與砂土地基和加固處理。
強(qiáng)夯法設(shè)備簡(jiǎn)單,施工便捷,技術(shù)成熟,施工質(zhì)量容易制約,施工周期短,而且以往的工程實(shí)踐證明強(qiáng)夯法在各類土處理都取得了十分良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。綜合考慮施工材料、施工機(jī)械、施工周期及施工難度等因素,本工程采用了強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理。
3.1設(shè)計(jì)參數(shù)
4.2質(zhì)量保證措施
(1)施工前應(yīng)檢查夯錘重量、尺寸、落距制約手段,排水設(shè)施及被夯地基的土質(zhì)。施工中應(yīng)檢查落距、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)位置、夯擊范圍。施工結(jié)束后,檢查被夯地基的承載力和加固效果。
(2)遇表層松軟土或地下水位高的情況下,可在表層鋪一薄層砂卵石,在地表形成硬層,用以支撐起重設(shè)備,確保機(jī)械通行、施工。
(3)夯點(diǎn)偏差不宜大于10cm。
(4)當(dāng)?shù)谝槐楹煌旰螅眯峦粱蚩颖诘耐翆⒑豢犹钇,再進(jìn)行下一遍夯擊,直到將計(jì)劃夯擊遍數(shù)夯完為止。
(5)強(qiáng)夯施工時(shí)應(yīng)對(duì)每一夯擊點(diǎn)的夯擊能量、夯擊次數(shù)和最終夯沉量等做好詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)記錄。
(6)為了防止飛石傷人,在夯擊時(shí)所有人員應(yīng)退到安全線以外。
5、加固效果與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
5.1加固效果:
根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)的規(guī)定,對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的一般建筑物,每個(gè)建筑地基的檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3點(diǎn);對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)地或重要建筑地基應(yīng)增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。并根據(jù)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)條件,本次試驗(yàn)靜載數(shù)量總計(jì)80點(diǎn),標(biāo)貫數(shù)量897點(diǎn)。本工程中部分載荷試驗(yàn)(20點(diǎn))成果分析表如表2所示
典型載荷試驗(yàn)p-s曲線、s-lgp曲線由試驗(yàn)結(jié)果可知:強(qiáng)夯后地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為180kPa。強(qiáng)夯后地基比較均勻。
根據(jù)工程需要,在夯前、夯后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),針對(duì)不同地基處理區(qū)域,按每900m2不少于一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),孔深6m(根據(jù)選用強(qiáng)夯能級(jí)影響的深度),每孔1.0m間距作1次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),夯前標(biāo)貫孔為224孔,夯后標(biāo)貫孔897個(gè)。
通過(guò)對(duì)標(biāo)貫試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)對(duì)比分析,強(qiáng)夯后的標(biāo)貫試驗(yàn)擊數(shù)比強(qiáng)夯前有不同程度的提高,深度在5m以內(nèi),強(qiáng)夯后的標(biāo)貫擊數(shù)是強(qiáng)夯前的1.5-2.0倍左右,各孔的標(biāo)貫擊數(shù)平均值均在30擊以上。經(jīng)強(qiáng)夯處理后的土體密實(shí)度提供明顯,根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)中根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)對(duì)砂土密實(shí)度分:1530為密實(shí)。判斷強(qiáng)夯處理后的砂土整體密實(shí)性達(dá)到中密程度。
5.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析:
強(qiáng)夯處理法無(wú)需建筑材料(沙漠核心地帶建筑材料不易獲取),除了少量油料消耗外,沒(méi)有其他消耗,這樣大大減少了沙漠核心地帶施工的難度,消除了制約工期的各種因素。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn),同不同的地基處理策略相比,強(qiáng)夯法的造價(jià)和施工工期的優(yōu)越性是其他地基處理策略無(wú)法比擬的。
本工程采用強(qiáng)夯法加固地基,按保守計(jì)算策略估計(jì),可比擠密碎石樁符合地基加固方案節(jié)約投資約8000多萬(wàn),并且能大大縮短施工工期,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。
6、小結(jié)
通過(guò)改革工程的實(shí)踐,充分說(shuō)明強(qiáng)夯法是在沙漠地帶處理細(xì)沙地基來(lái)加固地基的最佳方案,強(qiáng)夯法設(shè)備簡(jiǎn)單,施工便捷,技術(shù)成熟,施工質(zhì)量容易制約,施工周期短,通過(guò)靜載試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的結(jié)果可知,強(qiáng)夯處理后加固效果顯著,可以明顯提高地基承載力、壓縮模量,減少孔隙比,增加場(chǎng)地的均勻性。
實(shí)踐證明,本工程采用強(qiáng)夯法可以極大降低地基處理的成本,各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均滿足要求,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,對(duì)處于沙漠地帶的其他類似工程有借鑒作用。
參考文獻(xiàn)
1、王鐵宏,全國(guó)重大工程項(xiàng)目地基處理工程實(shí)錄,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005年8月。