巖不良地質條件下管道基礎處理與施工(2)
(2)灰土墊層材料配比。灰土中石灰用量在一定范圍內,其強度隨灰土用量的增大而提高,但當超過一定限值后,強度則增加很小,并且有逐漸減小的趨勢。1∶9灰土只能改善土和壓實性能,2∶8和3∶7灰土一般作為最優含灰率,但與石灰的等級有關,通常應以CaO+ MgO所含總量達到8%左右為最佳。
灰土中土不僅作填料用,而且參與化學作用,尤其是土中的粘粒或膠粒具有一定活性和膠結性。含量越多,灰土強度越高,土粒粒徑不得大于15 mm.灰土墊層的施工,應嚴格按有關規程進行。
(3)灰土的質量檢驗。一般采用環刀取樣,測定其干土重度。質量標準可按壓實系數確定,一般為0.93~0.95.管道基礎壓實系數一般采用0.95,不得小于0.90.
(4)灰土墊層的厚度與濕陷變形的關系。墊層具有一定的厚度才能使濕陷量最大的上部土層的濕陷性消除,并由墊層擴散到天然黃土層的附加力減少到某種程度,使浸入后的濕陷量減少。墊層的寬度則以溝槽寬度為依據,對于孔洞、溝澗、墓穴及其它回填土、淤土地區,墊層處理范圍要擴大。
2.2.2 素土墊層
素土墊層是先挖去基坑下的部分或全部軟弱土,然后回填素土分層夯實,處理Ⅰ級非自重濕陷性黃土,管徑不大的管道基礎常采用素土墊層。
素土墊層的土料一般以粘性土為宜,填土必須在無水的管溝(基坑)中進行。夯(壓 )實施工時,應使土的含水量接近于最佳含水量,填土的夯(壓)實應分層進行,多層虛鋪的厚度可參照灰土墊層的虛鋪厚度。
2.2.3 砂和砂石墊層
當管道的不透水性基礎與軟土層相接觸時,在荷載的作用下,軟弱土地基中的水被迫從基礎兩側排出,基底下的軟弱土不易固結,形成較大的孔隙水壓力,還可能導致由于地基強度降低而產生塑性破壞的危險。砂墊層和砂石墊層材料透水性大,軟弱土層受壓后,墊層可作為良好的排水面,可以使基礎下面的孔隙水壓力迅速消散,加速墊層下軟弱土層的固結和提高其強度,避免地基土塑性破壞。因此濕陷性黃土地基處理也可采用砂和砂石墊層。
砂墊層的厚度一般根據墊層底面處的自重應力與附加應力之和不大于同一標高處軟弱土層的容許承載力來計算。
δ?c?+δ?z?≤R
式中?δ?c——墊層底面處土的自重應力,kPa;
δ?z——墊層底面處土的附加應力,kPa;
R?——墊層底面處軟弱土層修正后容許承載力,kPa.
具體計算時,一般可根據砂墊層的容許承載力確定墊層基礎寬度,再根據下臥土層的承載力確定出砂墊層的厚度。
砂墊層的寬度除應滿足應力擴散的要求外,還要根據墊層側面的容許承載力來確定,防止墊層向兩邊擠動。如果墊層寬度不足,側面土層又比較軟弱時,墊層就有可能部分擠入側面軟弱土中,使基礎沉降增大。
砂、砂土墊層的材料宜采用級配良好,質地堅硬的粒料,其顆粒的不均勻系數不小于10.管道基礎砂墊層以中粗砂為好,也可摻加一定數量的碎卵石。
關于質量檢查,用容積不小于200 cm3的環刀壓入墊層土取樣,測定其干土重度,以不小于砂料在中密狀態時的干土重度數為合格,如中砂一般為15.5~16 kN/m3.
2.2.4 強夯法
強夯法處理地基具有效果顯著、設備簡單、施工方便、適用范圍廣、經濟易行和節省材料等優點。對濕陷性黃土地基的加固有較好的效果,在管道施工中,若遇到濕陷性黃土層厚、濕陷性變形大,且管道自重大,對管道的安全性要求高的情況下,也可用強夯法來處理基礎。
在濕陷性黃土地基土上進行強夯,當夯擊能為1000~2000 kN時,一般可消除夯面下5 ~8 m深內黃土底濕陷性,5 m深度內的土的壓縮模量可提高到150 MPa,容許承載力可提高到200 kPa以上。
2.2.5 注意事項
管道地基處理不同于其它建筑工程,大部分地基處理方法的加固效果并不是施工結束后就能全部發揮,還需要在施工完成后經過一段時間才能逐步體現出來,另一方面,每一線段的地基處理存在它的特殊性,而且地基處理效果大都是隱蔽工程,很難直接檢驗其處理效果。這就要求在地基處理施工過程中和施工完成之后注意下面幾點:
(1)在地基處理施工中,只了解如何施工是不夠的,還必須了解所采用處理方法的原理、技術標準和質量要求。
(2)進行施工質量和處理效果的檢驗,確保工程質量。
(3)作好監測工作,以保證施工的正常進行,通過觀察收集數據為下一階段的工作提供可靠的依據。
(4)采用可行的檢測手段來檢驗處理效果。
(5)通過分析可獲得必要的參考值,可以驗證設計,必要時進行設計修改,也可通過分析獲得寶貴的經驗。
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