李鋒德

摘要:本文首先簡要地介紹了天津港的建設(shè)特點(diǎn)及真空預(yù)壓法,主要對真空預(yù)壓法中塑料排水板的設(shè)計(jì)、管理、施工及監(jiān)理過程中的問題進(jìn)行了探討分析,提出相應(yīng)的處理方法,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞:天津港地基加固淺談

1 天津港建設(shè)特點(diǎn)及真空預(yù)壓法的簡介

天津港是在淤泥質(zhì)海岸上建設(shè)的港口,港區(qū)陸域均為吹填造陸而成。所以,向大海要地,圍海造陸是天津港建設(shè)的特點(diǎn)之一。歷年疏浚淤泥和新建碼頭開挖港池的泥土需要處理,建港需要大量砂石回填料,而天津港又遠(yuǎn)離這些材料的產(chǎn)地,因此充分利用疏浚和施工棄土具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義。造陸前,原泥面至-13～-14m左右的土層為海相沉積,由于成土歷史短,劃稱第四紀(jì)“全新世”新鮮層。屬淤泥,淤泥質(zhì)粘土或亞粘土。其孔隙比大,壓縮性高,強(qiáng)度低。其上則是造陸中吹填的(更)新鮮的淤泥土,猶如稀粥。在這樣的超軟土地基上修建道路、堆場、倉庫等配套建筑,必需根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求對軟土進(jìn)行加固處理,這就是天津港建設(shè)的另一個(gè)特點(diǎn)。隨著天津港建設(shè)的發(fā)展,在軟土地基處理范圍上,由原有的回填區(qū)擴(kuò)大到大面積的新吹填區(qū),由淺層處理發(fā)展到深層處理;在港口建設(shè)處理技術(shù)上,由低承載力要求提高到高承載力要求,由簡單的換填處理發(fā)展到采用先進(jìn)的綜合技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備的復(fù)雜處理。真空預(yù)壓法是一種較理想的軟土加固方法。按要求施工可獲得相當(dāng)8.0t/m2堆載預(yù)壓的加固效果,能滿足多數(shù)建于軟基上的一般貨場,倉庫地坪以及低層的工業(yè)與民用建筑的設(shè)計(jì)要求。真空預(yù)壓法是將不透氣的薄膜鋪設(shè)在軟土地基表面的砂墊層上,四周密封好,埋設(shè)于砂墊層中的管道,用真空泵將膜下土體間空氣抽出,使其形成真空, 利用真空作用,使土體加速排水而固結(jié)。

2 真空預(yù)壓法排水板有關(guān)問題的探討

對大面積較深厚的軟土(甚至超軟土)地基進(jìn)行加固已經(jīng)成為制約天津港建設(shè)速度和控制工程造價(jià)的主要因素。對此,天津港作出了大量努力,不論從加固法的分類、加固材料的選用、施工機(jī)具和工藝,還是預(yù)壓荷重的施加方法上進(jìn)行了上述一系列的試驗(yàn)研究,以尋求合適的軟土加固方法。實(shí)踐證明:真空預(yù)壓排水法加固大面積軟土地基是最為行之有效的。由于在新港地區(qū)存在著砂石料源不足,進(jìn)料困難,運(yùn)輸不便等不利條件,相比之下,真空預(yù)壓法較之堆載預(yù)壓法具有較多的優(yōu)點(diǎn),成為天津港目前最為經(jīng)濟(jì)有效的軟土加固技術(shù)。但是在實(shí)際實(shí)施真空預(yù)壓排水法還有很多問題需要探討,本文只在關(guān)于塑料排水板的設(shè)計(jì)、管理、施工及監(jiān)理方面進(jìn)行淺談。

2.1 設(shè)計(jì)方面 在真空預(yù)壓加固工程中,塑料排水板的布置方式與間距是影響加固效果的重要因素之一。根據(jù)理想井的固結(jié)計(jì)算結(jié)果,在一定的土質(zhì)條件下,縮短井距可有效減少固結(jié)時(shí)間。真空預(yù)壓加固工程中的塑料排水板間距多采用0.8~1.0m。工程實(shí)踐證明,在天津港區(qū)的土質(zhì)條件下,這樣的井距能夠滿足大多數(shù)工程對加固效果、工期所提出的要求,而且造價(jià)合理。但是,對一些工期要求較緊的工程,不得不采用縮短塑料排水板間距的方法加速固結(jié),以滿足工期要求。真空預(yù)壓加固工程的工程造價(jià),主要由砂墊層鋪設(shè)、塑料排水板打設(shè)、膜溝開挖、換粘土、加固后膜溝換填山皮土、真空預(yù)壓6部分組成。隨排水板間距的變化,導(dǎo)致加固費(fèi)用變化量主要由塑料排水板打設(shè)費(fèi)、真空預(yù)壓中人工費(fèi)、單級離心泵臺班費(fèi)、真空預(yù)壓設(shè)備臺班費(fèi)4部分費(fèi)用的變化量而產(chǎn)生。其中,隨塑料排水板間距的變化,塑料排水板打設(shè)費(fèi)大幅度增大或減小,對地基加固的總費(fèi)用起主導(dǎo)作用。而其余3項(xiàng)對地基加固的總費(fèi)用影響較小。對于大多數(shù)以加固費(fèi)用控制的加固工程,由加固費(fèi)用反算塑料排水板間距,并在該間距下加固費(fèi)用滿足開發(fā)商要求。板間距縮小,加固時(shí)間較短,則加固費(fèi)用提高,反之加固時(shí)間增長,加固費(fèi)用降低。在間距—單價(jià)關(guān)系中,加固費(fèi)用隨著排水板間距的增加而逐漸降低。同時(shí),在排水板間距較小時(shí),隨加固間距的變化,加固單價(jià)的變化較劇烈,而排水板間距較大時(shí),加固單價(jià)對排水板間距變化敏感性降低。當(dāng)排水板間距大于1m時(shí),加固費(fèi)用提高較少,但加固時(shí)間增加較多;在排水板間距小于1m時(shí),雖然加固時(shí)間得到了明顯縮短,但加固費(fèi)用卻大幅提高。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體工程情況的土質(zhì)、工期對打板深度和打板間距進(jìn)行綜合考慮。

2.2 施工管理方面 根據(jù)規(guī)范要求施工前應(yīng)對每批次生產(chǎn)的塑料排水板每20萬m進(jìn)行一次抽樣檢驗(yàn)。施工中要求監(jiān)理單位、施工單位嚴(yán)格按照此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行送檢,進(jìn)檢的合格率一般都很高?，F(xiàn)階段的基建條件、工程投資一旦落實(shí),工期都相當(dāng)緊,施工時(shí)往往是沒有拿到進(jìn)檢報(bào)告前就開工,對施工單位帶來較大的風(fēng)險(xiǎn),因此有必要對生產(chǎn)廠家建立生產(chǎn)許可證制度,并由有關(guān)部門核發(fā)生產(chǎn)許可證并進(jìn)行年審。以降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 施工及監(jiān)理控制 塑料排水板加固地基的效果很大程度上取決于塑料排水板的施工質(zhì)量,塑料排水板的施工質(zhì)量控制就成為工程應(yīng)用及保證加固質(zhì)量的關(guān)鍵問題。塑料排水板施工是一項(xiàng)隱蔽工程,根據(jù)施工技術(shù)規(guī)程,主要應(yīng)從排水板的打設(shè)垂直度、平面位置偏差和打設(shè)深度這三個(gè)方面來控制每根的施工質(zhì)量。其中打設(shè)深度是排水板最重要的控制指標(biāo),也是目前施工中最難控制的。若施工板長達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,就會(huì)影響到軟基豎向排水體的縱向排水效果,導(dǎo)致軟基處理效果達(dá)不到預(yù)定的工后沉降要求,故施工中根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況確定靈活的施工方案。解決排水板在地底的錨固問題,保證所施工的塑料排水板各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均符合規(guī)范要求。施工規(guī)程規(guī)定,打設(shè)排水板每根回帶長度不超過500mm,回帶總量小于打設(shè)數(shù)的5%。目前施工中一般采用的方法是在套管外側(cè)刻有深度標(biāo)記或在樁管上焊一個(gè)鋼筋圈來控制這一指標(biāo)。由于受土質(zhì)條件、打設(shè)機(jī)具、操作水平等各方面的影響,稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)大回帶現(xiàn)象,致使板底標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,而且施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這些超標(biāo)情況。這主要是由于打設(shè)機(jī)具的套管尺寸不合理、下端開口過大、管靴的材料及尺寸和套管配合不夠緊密、套管提升過抉、操作不當(dāng)?shù)纫蛩厮斐傻摹Ａ硗?施工隊(duì)伍的選擇是影響施工質(zhì)量不可忽視的重要因素,根據(jù)近幾年天津港南疆地區(qū)軟基加固發(fā)包施工情況來看,各施工單位施工人員的素質(zhì)參差不齊,加之各單位大量使用臨時(shí)工,在總包單位忽視對分包單位現(xiàn)場施工質(zhì)量控制時(shí),監(jiān)理工程師現(xiàn)場監(jiān)理過程中發(fā)現(xiàn)打假板、回帶嚴(yán)重而未補(bǔ)打等惡性質(zhì)量事故。因此,完善的監(jiān)理制度和有效的檢測方法則是確保施工質(zhì)量的可靠保證。最近施工中有采用長度自動(dòng)記錄儀來控制塑料排水板施工長度及回帶現(xiàn)象的,使用排水板長度自動(dòng)記錄儀,可以減少人為因素。當(dāng)發(fā)現(xiàn)板長不足或回帶時(shí)即可采取補(bǔ)救措施。通過在插板機(jī)上安裝記錄儀,使施工中排水板的控制深度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,也極大地減少了監(jiān)理工作量,以免塑料排水板施工失去控制,在今后的工程中應(yīng)積極提倡。

3 結(jié)語

從第一根塑料排水板試驗(yàn)應(yīng)用至今已經(jīng)20多年了,在這20多年中,塑料排水板從設(shè)計(jì)理論、施工機(jī)械及工藝、質(zhì)量監(jiān)測方法等方面得到了長足的發(fā)展,已形成了設(shè)計(jì)、施工、材料、質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程、施工技術(shù)規(guī)程在內(nèi)的成套技術(shù),為塑料排水板的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。它的開發(fā)應(yīng)用引起了地基處理施工工藝、原材料市場的變化,促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義和廣泛的社會(huì)意義。塑料排水板的設(shè)計(jì)是真空預(yù)壓加固地基處理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素之一,直接關(guān)系到工程的造價(jià)和工期;塑料排水板施工質(zhì)量好壞直接關(guān)系到軟基加固工程質(zhì)量,由于是隱蔽工程,質(zhì)量問題不容易發(fā)現(xiàn),這就加大了施工控制難度。所以對真空預(yù)壓加固技術(shù)的研究,特別是對塑料排水板在設(shè)計(jì)、管理、施工及監(jiān)理等方面的問題進(jìn)行研究是十分必要的。

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