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論文共鑒

振動飽和水密法在高速公路通道基坑回填中的技術應用

作者:于松波     部門:西寶高速公路改擴建工程B-JC09駐地監理辦     發表日期:2019-03-27    瀏覽次數:810

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摘要:針對寶鈦收費站通道基坑施工空間狹小、工期緊、雨季施工等特點,對比分析了不同基坑回填方案的優缺點,給出了振動飽和水密法工作機理,制定振動飽和水密法施工方案,并進行通道基坑回填施工。有效地提高了基坑回填質量,保證了路床銜接處施工質量,降低了工后不均勻沉降和車輛跳車發生的可能性,為相似工程條件下減小路基不均勻沉降提供了參考依據。

關鍵詞:高速公路 通道基坑回填 振動飽和水密法

引言:公路“三背”回填施工質量是公路路基施工的關鍵控制點,其回填質量的好壞,將直接影響公路路面結構穩定性和通車后的行車舒適度[1-2]。高速公路通道基坑由于特殊的施工條件,其基坑回填質量也如“三背”一樣面臨著相同的問題,特別是隨著高速公路路網建設的快速發展,施工環境和工程地質也日益復雜多變,如何減小基坑回填后的不均勻差異沉降,是不同施工環境下通道基坑回填施工中亟需解決的技術問題[3-4]。經過多年的技術研究和工程實踐,很多新技術、新材料在基坑回填中得到應用和發展,但滲水性回填材料及其如何回填密實一直得到廣大工程技術人員的關注和工程應用[5-6]

一、 工程概況

連霍高速(G30)西寶高速公路擴建項目寶鈦收費站位于寶雞市高新區寶鈦鎮,由地勘鉆孔揭露,收費廣場范圍內地層以粉質粘土為主,厚約3~5m,地下水埋深為3.2m。收費站廣場為半填半挖路基,收費島為“四進八出”布置,南北長72.0m,寬約8.3m,采用開挖基坑→施做通道主體→回填基坑的施工工序,基坑垂直開挖,基坑深2.7m,基坑邊沿距通道主體結構約1.0m,基坑形狀見圖1(陰影部分為通道主體結構,空白部分為回填部位)。

二、 基坑回填方案設計

(一) 基坑回填方案選擇。

采用灰土分層回填壓實,施工空間狹小,只能采用小型手扶振動夯或者手扶振動壓路機壓實,一次回填厚度為30cm,材料回填和壓實作業效率較低、工期較長;采用漿砌回填,施工空間狹小影響人工作業效率,且漿砌施工成本較高;排水固結法和注漿法密實回填材料不僅工序復雜,且工期長、成本高,與寶鈦收費站緊張的施工工期相違背。采用透水性材料回填,利用振動飽和水密法進行壓實作業,其施工成本較低,且基坑狹小的施工空間不影響施工效率和壓實效果。又因寶雞地區7-9月份為雨季,氣象記錄表明陰雨天數較多,連綿陰雨會導致正常施工停滯,而相對于灰土回填和漿砌回填,陰雨天氣不影響振動飽和水密法基坑回填作業。綜合考慮工程質量、進度和經濟因素,寶鈦收費站通道基坑采用透水性材料進行振動飽和水密法基坑回填。

   

(二)振動水密法工作原理

采用級配良好的透水性材料回填基坑,一般回填虛鋪厚度40~50cm,加水飽和回填材料,用插入式振搗器振搗回填材料,通過振搗水分子形成下滲通道,帶動小粒徑回填材料下沉密實材料空隙,達到回填密實的目的。然后用平板振搗器拖振找平后,進行下一層回填。水體通過設在基底的排水盲溝排到基坑外的降水井里,從而完成回填密實的處理目的。

(三) 振動水密法施工方案設計

1.回填材料選擇。選用級配良好的干凈粗砂,材料中不應有粒徑超過2mm的碎石等無雜物出現。回填粗砂應在距離基坑上沿5m以外的地方存放,以免砂堆形成側向土壓力作用在基坑壁上破壞基坑穩定性,且不能距離基坑太遠,以保證回填施工時的作業效率。

2.基坑回填環境處理。回填前,對基底進行一定的處理,清除雜物、浮土,及因降雨而形成的淤泥,使基坑底部處于平整密實的狀態。在基坑坑壁四周鋪設土工布,外延基坑上沿50cm,以防止灌水滲透時砂土流失,影響密實效果。

3.降水井和排水盲溝布置。在基坑南北兩側個設置直徑為2m的降水井,其中北側降水井設計井深6.2m,在超過地下水位2.2m(該處標高較基坑頂部標高高80cm);南側降水井設計井深6.2m,挖至5.6m時見地下水,停止開挖。沿通道主體結構四周設置排水盲溝,排水盲溝用碎石填滿,使用三層建筑尼龍網覆蓋排水盲溝,防止粗砂堵塞影響飽和密實效果。排水盲溝和降水井通過排水管材連接,使振搗密實的水排到降水井中。

4.分層回填。在通道四周每隔5米標記一處回填厚度控制線,最下面150cm按每50cm做刻度線,最上面120cm,控制高度為40cm,同一刻度線保持同一水平高度。分層填料時嚴格按照水平控制線攤鋪,攤鋪厚度嚴禁超過50cm,人工整平,飽水振搗密實后再進行下一層填料回填。

5.飽水振搗。填料回填整平后用水噴灌填料,保證水分充分滲透砂體,配備2-3個插入式混凝土振搗器,型號為50式,及一臺平板振搗器。先用插入式振搗器由中部向兩側垂直振搗,布點間距為20-30cm,每點振搗30-60s,控制振搗快慢節奏,遵從“快插慢拔”施工原則,直到表面砂粒無流動、無氣泡排出,然后使用平板振動器沿回填平面縱橫交叉拖振一次,使回填材料充分飽水密實并確保平整度。

(四)施工質量注意事項

1.通道主體結構混凝土強度達到設計強度的75%,并在通道主體外側鋪設雙側SBS瀝青防水卷材后,方可進行基坑回填,防止回填過程中損壞主體結構和防水卷材。同時考慮主體結構在基坑飽水狀態下的上浮問題,必須確保主體結構不上浮。

2.回填過程中注意保護坑壁四周鋪設土工布,嚴禁脫落、損壞、搭接不嚴,以防止振搗過程砂土流失。避免漏振現象發生,尤其注意填料邊緣部位的振搗,不留回填密實薄弱點出現。同時做好施工人員安全保護工作。

三、 基坑回填質量檢測和工程效果分析

每層填料振搗密實后,待表面砂體晾干后采用灌砂法進行密實度檢測,為充分檢驗密實效果,在每層壓實度檢測時基坑東西兩側各取兩個測點進行壓實度檢測,每測點壓實度均大于設計值96%,滿足了基坑回填密實要求,其中基坑回填最上層壓實度檢測結果見下表1

寶鈦收費站通道基坑回填面積為360m2,水密法施工速度為100m2/h,即每層填料施工需要3.6h,考慮其他客觀因素影響施工工序,每天可回填施工兩層,3天即可完成基坑回填密實工作,且能保證良好的密實效果。較灰土回填、漿砌、注漿、排水固結等回填施工方案節省大量工期,滿足當前施工進度計劃要求,節省了施工成本,具有可觀的經濟效益。

1 基坑回填最上層壓實度檢測數據

測點

東測點1

東測點2

西測點1

西測點2

設計值(%

96.0

實測壓實度(%

96.9

97.2

97.0

97.3

均值(%

97.1

四、 結論

綜合考慮寶鈦收費通道基坑地質條件、施工空間狹小、工期要求和氣象條件,通過回填技術對比分析,制定了振動飽和水密法回填施工方案,得到以下結論:

(一)通過分析振動飽和水密法工作機理,對基坑回填方案進行了設計,給出填料選擇、基坑回填環境處理、降水井和排水盲溝布置、分層回填、飽水振動等施工要求,提出了施工質量注意事項。

(二)采用灌砂法對回填密實度進行檢測,數據分析表明飽水密實法取得了良好的基坑回填效果,為降低路基工后不均勻沉降和車輛跳車發生的可能性提供了技術保障。

(三)施工結果表明振動飽和水密法能在施工空間狹小、多雨環境下滿足基坑回填質量和工期要求,為相似工程條件下基坑回填提供技術參考。

參考文獻

1.茍龍泉.高速公路橋涵臺背回填施工工藝與質量控制的探討[J].江西建材,2018,(2):106,108

2.劉高友.淺析高等級公路橋頭跳車的成因與防治措施[J].黑龍江交通科技,2008,(12):67-68

3.張耐華.兩次振動飽和水密法填砂地基處理工法[J].建筑施工,2010,32(8):782,793

4.顏春,凌天清.鋼板樁+振動水密法在吹填土地區大型管溝開挖埋設的應用[J].公路交通科技(應用技術版),2014,10(05):74-76

5.史茂林.振動飽和水密法在公路橋涵臺背回填中的應用[J].鐵道建筑,2004,(12):7-9

6.許啟新,楊鼎,戈祥林,.振動水密法基坑回填施工技術[J].建筑施工,2013,35(12):1054-1055

 

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