首页 > 文章中心 > 下沉工作经验总结

下沉工作经验总结

下沉工作经验总结

下沉工作经验总结范文第1篇

关键词:高速公路;路基沉降;沉降计算

1.前言

在公路施工过程中,为了控制施工进度,指导后期的施工组织与安排,同时保证路基的稳定与适用,需要对路基的最终沉降量进行计算预测。高速公路对地基要求甚高,为了实现其“安全、舒适、高速”的服务目的,在使用年限内不应出现较大的工后沉降,同时还应避免不均匀沉降的发生。随着我国“五纵七横”高速公路网的全面展开,高填方路堤和软土路基也越来越多,如何准确地预测它们的沉降量将会是高速公路建设中的一个重要课题。目前用于计算沉降的方法很多,主要有传统计算方法、根据现场实测资料推测的经验公式法、数值计算法等。本文拟在对传统的计算方法作一总结的同时,侧重于对新的计算方法作一介绍。

2.传统计算方法

经典的沉降计算方法将沉降分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三部分。瞬时沉降包括两部分:由地基的弹性变形产生的和由地基塑性区的开展,继而扩大所产生的侧向剪切位移引起的。对于固结沉降的计算,主要采用分层总和法。次固结沉降常采用分层总和法根据里蠕变试验确定参数求解。最终沉降量的计算通常采用固结沉降值乘以经验系数的方法。

2.1分层总和法

分层总和法是先求出路基土的竖向应力,然后用室内压缩曲线或相应的压缩性指标,压缩系数或压缩模量分层求算变形量再总和起来的方法,这种方法没有考虑路基土的前期应力。e-lgp曲线法可以克服这个不足,能够求出正常固结、超固结和欠固结情况下路基土的沉降。但这两者都是完全侧限条件下的变形计算方法,所以司开普顿和比利提出利用半经验的方法来解决这个问题。关于分层总和法的介绍比较多,这里不再赘述。使用该方法有一点必须引起重视,就是压缩层深度的选择,这可以从位移场角度和应力场角度加以考虑,具体可参见参考文献[1]。

2.2应力路径法[2]

直接用有效应力路径法来计算沉降的步骤是:①在现场荷载下估计路基中某些有代表性(例如土层的中点)土体单元的有效应力路径;②在试验室做这些土体单元的室内试验,复制现场有效应力路径,并量取试验各阶段的垂直应变;③将各阶段的垂直应变乘上土层厚度即得初始及最后沉降。

有效应力路径法可以克服估计初始超孔隙压力以及固结沉降的街接上存在不够合理的地方这个缺点,但它无法避

免用弹性理论来计算土体中的应力增量。

3.现场实测资料推测沉降

由于荷载作用下路基沉降需要一段时间才能完成,所以通过前期的沉降观测资料可以推算路基的最终沉降量。

3.1对数配合法

由路基固结度常用式U=1-ae-bt及其定义式,在实测的初期沉降-时间曲线上任意取3点且使它们之间的时间间隔相等,可得最终沉降量。为了使推算结果精确一些,时间间隔值尽可能取大一些,这样对应的沉降差值就要大一些。

3.2双曲线配合法

该法认为时间沉降量为一双曲线,可由此确定路基的沉降量。但用该公式的计算结果与实测比较后发现偏离较大[3],推算的最终沉降量也偏大,如果沉降过程的观测历时较长,而且在求算最终沉降量时着重于后一阶段的沉降曲线的话,就可得到较好的结果。 双曲线配合法模型简单实用,预测值较实测值稍微偏大,偏于保守,但对工程沉降预测有利。

3.3指数函数配合法

指数函数配合法即在沉降时间关系曲线上,取最大横载段内的三点,并使三点的时间间隔相等,将三点的时间与相应的沉降代入固结度的常用式U=1-ae-bt即可得指数函数配合法的具体表达式,由于上述方法中采用了实测的三点时间和对应沉降值,该方法又称三点法,三点的选择以沉降曲线趋于稳定的阶段,且三点间隔尽可能大最为有利,此时推算的沉降值最准确。

4.其他计算方法

4.1原位试验法[4]

通过原位试验来确定沉降量的方法主要有:平板载荷试验法、静力触探法、标准贯入试验法和旁压试验法。其中平板载荷试验法主要适用于砂土地基,该方法是对一定面积逐级施加荷载增量,并测量由这些增量所引起的沉降,可得到荷载与沉降的关系曲线,该方法通常要进行尺寸效应修正。静力触探法如标准贯入试验法是利用由大量的资料分析所得到的这些试验结果与土的压缩性指标之间的关系来计算沉降。旁压试验法是用旁压试验得到的模量应用弹性理论得到预估沉降量,该方法将沉降分为二部分:由球形应力张量引起的沉降和由偏斜应力张量引起的沉降。

4.2有限单元法[5]

有限单元法是将地基和结构作为一个整体来分析,将其划分网格,形成离散体结构,在荷载作用下算得任一时刻地基和结构各点的位移和应力。该方法可以将地基作为二维甚至三维问题来考虑,反映了侧向变形的影响。它可以考虑土体应力应变关系的非线性特性,采用非线性弹性的本构模型,或者弹塑性本构模型。目前用得最广的是邓肯-张双曲线模型。它可以考虑应力历史对变形的影响,还可以考虑土与结构共同作用,考虑复杂的边界条件,考虑施工逐级加荷,考虑土层的各向异性等。从计算方法上来说,是一种较为完善的方法。它的缺点是计算工作量大,参数确定困难,要做三轴排水试验,目前主要用于重要工程、重点地段的计算。

4.3反分析法

反分析法是依靠在工程现场获取位移量测信息反演确定各类未知参数的理论和方法[6]。在反分析确定了路基参数后再根据所选择的模型能准确地求出路基的沉降量。进行反分析计算要注意的问题有:一个可靠的反分析必须依靠一套可靠和完整的数据测定;在反算某些参数时,总要对其他一些辅助参数进行实测,有时还需要估计;进行反分析首先要对整个数学模型某种假定,这些假定的可靠度将影响反分析的适用性;在反分析的模型选择、介质特性假定等方面,经验的工程判断将起到重要作用。

下沉工作经验总结范文第2篇

关键词:地基;沉降;弹性理论法;分层总和法;应力面积法

地基沉降量在工程中是一项重要的控制指标。建筑物荷载差异和地基土不均匀性、体型复杂等因素引起的地基变形,使得上部结构之中相应地产生额外的应力和变形。地基不均匀沉降超过了一定的限度,将导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏,如砖墙出现裂缝、吊车轮子出现卡轨或滑轨、高耸构筑物倾斜、机器转轴偏斜、与建筑物连接管道断裂以及桥梁偏离墩台、梁面或路面开裂等。地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜[1]。

1 沉降原因及分类

地基沉降的主要原因是土体中应力状态的改变。沉降量的大小主要取决于使土体产生压缩的原因和土体本身性状两个方面[2]。

1.1 按变形机理分类

1.1.1 饱和软黏土地基沉降

饱和软黏土地基可能产生的最终沉降 由以下三部分组成[2]:

(1)初始沉降

初始沉降又称瞬时沉降或立即沉降,是指外荷加上的瞬间,饱和软土中孔隙水尚来不及排出时所发生的沉降,此时土体只发生偏斜变形而体积未变,通常把这种变形称为剪切变形,它与地基土的侧向变形密切相关。实际工程中,这部分沉降需要一定的时间,视地基土的情况,个别可达几个月之久。因此,较为准确的定义为:土体体积不变而土体性状改变的沉降为初始沉降。

(2)固结沉降

固结沉降又称主固结沉降,是指荷载作用在地基上后,随着时间的延续,外荷不变而地基土中的孔隙水不断排除过程中所发生的沉降,它起于荷载施加之时,止于荷载引起的孔隙水压力完全消散之后,是地基沉降的主要部分。

固结变形时间一般较长,与土层厚度、排水条件和土体固结系数有关。在深厚软黏土深处超孔隙水压力消散历时很长,有时需要几年、几十年或更长。所以将总沉降s成为可能产生的总沉降。

(3)次固结沉降

次固结沉降又称蠕变沉降,是指土体在附加应力作用下,随着时间的发展,土体产生蠕变变形引起的沉降。蠕变沉降持续时间可能更长。

特别说明,上述三部分沉降是从变形机理角度考虑的,并不是从时间角度划分的。地基在初始沉降时就有可能发生固结沉降,在固结沉降时也可能发生此固结沉降。

1.1.2 砂土地基沉降

对于砂土地基,土体渗透性较大,土体的偏斜变形和排水固结变形在荷载作用后很快完成,土体的蠕变变形也较小,故一般对其不分类,其变形计算可采用弹性理论的方法,计算参数由实验测定。当荷载较大时,应考虑其非线性。

1.2 按沉降时间段分类

按沉降时间段,地基沉降又可分为施工期沉降和工后沉降。

1.2.1 施工期沉降

施工期沉降是地基土在施工完成之间由上部结构及施工荷载引起的沉降。

对黏性土地基而言,施工沉降主要为初始沉降。

1.2.2 工后沉降

工后沉降是指地基土在施工完成后产生的沉降。又可分为工后某段时间内的沉降和工后某段时间后的沉降量。例如,对高速公路而言,人们关心的工后15年内的工后沉降量,对施工期及竣工15年后的沉降量并不是很关心。

对黏性土地基而言,工后沉降包括在施工阶段尚未完成的固结沉降、次固结沉降的大部分,有时还包括部分初始沉降。

2 常用的沉降计算方法

2.1 考虑历史应力计算法[3]

2.1.1 基本含义及应力历史状态

考虑历史应力计算法又称 法。根据前期固结压力 和目前土体自重压力 的大小关系,可将地基土分为:

(1)正常固结土: ;例如:地基土历史上从未受过比现有上覆土层自重压力 更大的压力,且在 作用下已完成固结。

(2)超固结土: ;例如:地基土历史上曾在大于现有上覆土层自重压力 的作用下完成固结。

(3)欠固结土: 。例如:地基土在上覆土层自重压力 作用下压缩尚未稳定,固结正在进行。

2.1.2 沉降量的计算

(1)对正常固结土:

(1)

(2)对超固结土:

当 时:

(2-1)

当 时:

(2-2)

(3)对欠固结土:

(3)

在上式(1)、(2-1)、(2-2)、(3)中:

―固结沉降量(mm);

―第i层土的厚度(m);

―第i层土的天然孔隙比;

―第i层土的压缩指数,无量纲,从 曲线上求得: ;

―第i层土的回弹指数,无量纲,从 曲线上求得: ;

―土的先期固结压力(kPa);

―目前土的自重压力[取土层中部的值](kPa);

―附加压力[取土层中部的值](kPa);

―土的层数;

2.2 弹性理论法计算沉降

假设地基土是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体,且基础整个底面和地基一直保持接触。基础埋置深度较浅时采用布辛奈斯克课题的位移解进行弹性理论法计算沉降;基础埋置较深时采用明德林课题的位移解进行弹性理论法计算沉降[3]。

采用弹性理论法计算沉降的使用情况:

(1)砂土地基沉降的计算

(2)饱和软黏土地基初始沉降的计算

(3)有时也用于饱和软黏土地基排水条件下的地基总沉降计算。此时土体弹性参数应采用三周固结排水压缩实验测定。

弹性理论法计算沉降在工程中使用较少,限于篇幅,再次不作详细讨论。

2.3 分层总和法

2.3.1 基本概念及基本假设

分层总和法是将压缩层范围内的地基土分成若干层,分层计算土体竖向压缩量,然后求和得到总竖向压缩量[土力学龚晓南]。在分层计算压缩量时,假设地基土只发生竖向变形,没有侧向变形,利用室内侧限压缩实验成果进行计算。

2.3.2 计算说明

(1)地基土分层

成层土的层面(不同土层的压缩性及重度不同)及地下水面(水上下土的有效重度不同)是当然的分层界面。

在同一性质土层中,分层厚度一般不宜大于0.4b(b为基底宽度,附加应力沿深度的变化是非线性的,因此分层厚度太大将产生较大误差)。

(2)计算各分层界面处土的自重应力应冲天然地面算起,地下水位以下一般取有效重度。计算分层界面处基底中心下竖向附加应力应用弹性理论法计算。

(3)确定地基沉降计算深度

一般取地基附加应力等于自重应力的20%深度处作为沉降计算深度的限制;若在该深度以下为高压缩性土,则应取地基附加应力等于自重应力的10%深度作为沉降计算深度的限值。

2.3.3 计算公式

(1)采用压缩试验e-p曲线计算

式中:

―第i层土在自重应力(取该土层中部处的应力)条件下对应的孔隙比,可从e-p曲线上查的。

―第i层土在自重应力与附加应力之和(取该土层中部处的应力)条件下对应的孔隙比,可从e-p曲线上查的。

―第i层土层厚(m)

特别说明:在计算地基处理大面积预压堆载下的地基最终竖向变形量 。

其中 为经验系数,可按地区经验取值,无经验时对正常饱和黏性土可取1.1~1.4;荷载较大或地基软弱土层厚度大时取较大值。

(2)采用压缩系数计算

式中:

―第i层土的压缩系数

―第i层土自重应力与附加应力之和与第i-1层土自重应力与附加应力之和的增量(kpa)

(3)采用体积压缩系数计算

式中:

―第i层土的体积压缩系数

(4)采用压缩模量计算

式中:

―第i层土的压缩模量

2.4 应力面积法(规范法)

2.4.1 基本概念

应力面积比法是将地基视为半无限各向同性弹性体,采用侧限条件下的压缩性指标 ,并应用平均附加应力系数计算,对分层求和值采用沉降计算经验系数进行修正,使计算结果更接近实测值。应力面积比法主要计算有限宽度(面积)附加压力下的总沉降量(存在附加应力扩散),区别于分层总和法计算的大面积沉降(不存在附加应力扩散)。

2.4.2 计算深度的确定

(1)当无相邻荷载影响,基础宽度在1~30m范围内时,可取简化公式:

①在计算深度范围内存在基岩时, 可取至基岩表面。

②当存在较厚的坚硬粘性土层,其孔隙比小于0.5、压缩模量大于50MPa, 可取至该层表面。

③当存在较厚的密实砂卵石层,其压缩模量大于80MPa时, 可取至该层表面。

(2)一般情况可参考《建筑地基基础设计规范》第5.3.7条。

2.4.3计算公式

式中:

―沉降计算经验系数,见《地基规范》表5.3.5

―相应于作用的准永久组合时基础底面处的附加压力(kPa)

―基础底面至第i层土底面的距离(m)

―基础底面计算点至第i层土底面范围内平均附加应力系数,见《地基规范》附录K

3 结语

分析了考虑历史应力和不考虑历史应力的沉降计算方法,探讨了各种计算方法的适用情况。在不考虑历史应力的情况下,应力面积法有如下一些特点。

(1)分层综合法计算沉降时,地基土分层不宜太厚,而应力面积比法采用了精确的“应力面积”概念,一般可以按天然层面划分。使计算工作得到了简化。

(2)地基沉降计算深度 的确定应力面积法更为合理。

(3)应力面积法中的经验系数 是从大量的工程实际沉降观测资料中经过梳理统计分析得出,它综合反映了许多因素:

① 侧限条件的假设。

②计算附加应力时对地基土均质的假设与地基土实际成层的不一致对附加应力分布的影响。

③不同压缩性的地基土沉降计算值与实测值的差异不同等。

综上所述,应力面积法是基于同分层综合法一样的基本假设,实质上是一种简化并经修正的分层总和法。

参考文献

[1] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S]

下沉工作经验总结范文第3篇

【关键词】取水泵房;下沉施工;沉井封底

1、工程概况

该取水泵房位于佛山市芦苞镇北江堤岸,地貌属河漫滩,泵井内径D=28m,壁厚B=1.1m,井深H=19.3m,设计泵井底板顶标高-3.8m,泵井顶板顶标高15.5m,地面标高5.4m,泵井底板厚度1.5m,泵井设计为沉井结构。

根据沉井结构形式、地质情况、现场环境、施工能力等综合考虑,沉井总体分为四个施工阶段,第一阶段为施工准备,第二阶段为沉井下沉阶段制作与下沉施工,第三阶段为地面以上井筒接高施工,第四阶段为附属结构施工。沉井分为下沉和接高两节进行施工,第一节(下沉段)制作高度为13.3m,第二节(接高段)制作高度为10.5m,第二节井筒在第一节井筒下沉到设计标高,下沉稳定后,进行接高,然后封底及底板施工。

本文以该井为例,重点阐述沉井验算、制作、下沉和封底的步骤及工艺。

2、沉井下沉验算

沉井自重下沉验算应符合下式要求:(G-F)/(T+R)≥K

式中:G-沉井下沉时结构自重标准值(kN);

F-在下沉阶段地下水的浮托力设计值(kN);

T-井壁外侧与土层间的总摩檫力设计值(kN);

R- 刃脚反力(KN)。

K-下沉系数,沉井位于软弱土层时宜取1.05,位于其他土层时

宜取1.10~1.20,结合现场工程地质情况取1.15。

①下沉系数计算

(G-F)/(T + R)=(52099-10452)/(18605+5614)=1.72> 1.15

表明沉井能在重力作用下克服井壁与土体间摩檫力而下沉。

②沉井抗浮验算

当沉井素砼封底完成,井内水抽空时,此时浮力向上,摩擦力向下

则 K浮 = (G+G1+ f摩)/F浮2

其中:G1-封底素混凝土重量,经计算得G1=2689.47t;

单位面积的抗浮摩擦阻力可按下沉时井壁的摩擦力之半计算。

摩擦阻力f摩=929.32T

浮力F浮2 = 15.12*3.14*12.3=8806.2t

经计算得:K浮 =1.30>1.1,可以满足抗浮要求。

③沉井土体抗窿起验算

当沉井即将下沉到位,在较软的粘性土上或粉土中开挖,坑底部分的土体有可能发生基底隆起失效时,抵抗基底隆起的安全系数FSB可按下式计算:

FSB=(Nb+×SU)/(V×H+q)

式中: Nb-基底稳定系数,根据基坑的深度比可查图取值;q-坑边均部荷载(kPa);V-土的容重(kN/m3);H-开挖深度(M);SU-坑底土

体不排水抗剪强度(kPa),根据场区工程地质资料可按经验公式SU=10+2.5H计算。则FSB=(7.5×43.87.5×43.8)/(18.8×15.7+0)=1.12>1,属安全。

3、沉井制作施工

(1)测量。测量工作的正确实施是保证下沉目标顺利实现的重要条件,在制作和下沉过程中应加强观测,认真记录,及时纠偏,保证下沉均衡平稳,严防倾斜和突沉事故。

(2)围堰施工。围堰采用单排板桩围堰,板桩为拉森钢板桩,桩长12m,围堰的顶面高程约6.0m;围堰施工过程中,对堰体随时进行观察、测量,如发生滑坡、渗漏淘刷等现象,分析原因,及时采取加固措施。

堰顶宽度设为1.5m,堰外边坡坡度视水深及流速设为1:0.1~1:0.5;土袋围堰发土量为砂袋容量的2/3,袋口缝合,不得漏土;土袋堆码时平整密实,相互错缝。

(3)砂垫层及砂堤施工

基槽开挖至标高4.0m经验槽后,及时铺筑砂垫层。砂垫层施工采用中粗砂、分段分层振实,每回填30cm厚砂振实一次,振捣时要求重叠区域为1/3,按15%的含水量边洒边用平板振动器振实,使其达到中密。回填结束后,用环刀法随机取样测试干容重,回填砂干容重不应小于1.60t/m3。

(4)砼垫层施工。为扩大沉井刃脚的支承面积,减轻对砂垫层的压应力,在砂垫层上浇筑一层C20素砼垫层,素砼垫层的厚度为20cm。素砼垫层宽度分别宽出井壁外50cm。

(5)脚手架工程。沉井制作中,可能出现不同程度的沉降,为安全起见,内、外脚手架离开井壁约30cm,在外脚手每隔4米设斜撑一道。沉井第二节制作时,由于脚手架升高,为了保证脚手架的稳定性,外脚手架靠墙立杆用钢筋拉环与对拉螺栓焊接。内外脚手架均采用扣件式钢管脚手架,采用外径为 48mm,壁厚3.5mm的钢管。

(6)砼工程。本工程砼商品混凝土由砼运输车送至施工点,用两台输送泵浇筑施工,砼浇筑时浇筑的自由高度不大于2m。砼浇筑时应对称平衡,采用分层平铺法,分层厚度控制在30cm左右,振捣时防止漏振和过振现象,以确保砼的质量。

在浇筑过程中,加强沉井平面高差、下沉量的观测,随着砼浇筑总量增大,测量密度相应增大,如出现意外应采取相应措施确保沉井施工安全。施工中严格控制层差,杜绝冷缝出现。

(7)预埋件安装

下沉工作经验总结范文第4篇

关键词:软基处理真空预压法单真空面双真空面吹填土

0 引言

目前常用的软土地基处理方法主要有:(1)浅层处理法,如换土法,抛石排淤法等;(2)排水固结法,如堆载预压法,真空预压法或真空―堆载联合预压法等;(3)复合地基法,如水泥搅拌桩,旋喷桩及粉喷桩等。这些软基处理方法各有优缺点,同时也受到工程条件的限制。大量工程实践证明,真空预压法和真空―堆载联合预压法是较为有效的办法。本文以厦门某综合整治工程为背景,对单真空面和双真空面的真空预压法的进行总结比较,以期为类似软基处理工程提供有益的借鉴。

1 实践项目的工程背景

厦门某综合整治工程一方面是为了存放周边海域清淤、疏浚的淤泥,同时也作为电力进岛第一通道和重点工程扩建用地。该项目占地总面积130395.674m2,围填工程占地面积109419.03m2。本工程造地区域采用先吹填海上清淤后的泥砂,采用预压排水固结法进行地基处理,形成陆域。

吹填土是该工程的重点处理对象。为探索真空预压法对厦门地区沿海吹填土软基处理的适用程度,本工程课题组根据现场吹填土软基的实际情况,分别采用单真空作用面和双真空作用面两种不同的工法对真空预压处理吹填土软基的效果展开试验研究。

2 单真空面和双真空面预压法的现场试验

目前,工程中广泛应用的真空预压法都是在被处理软基的表面抽真空,但在沿海吹填工程中,情况比较特殊,因为吹填土不是经过天然地质沉积的地基土,它是在原来的地基土体上面增加上来的软土层。原始沉积地基只有一个可处理面,因此只能在表面设置真空面;而有吹填土的地基可以有两个甚至多个可处理面,因此真空预压法在吹填土软基上的应用可以在工法上进行变通,即增加真空作用面的数量,从而加快吹填土软基的固结速度。

在本工程的试验课题中,分别采用了单真空面和双真空面预压法处理吹填土软基,使我们可以更直观分析双真空面真空预压法的加固效果及其与传统单真空面真空预压法加固效果的差异。

2.1 原状土质情况

在实验场地补勘5个孔,并对原状土进行了详细的室内试验,包括含水量试验,密度试验,比重试验,渗透试验,压缩试验,三轴剪切试验和无侧限抗压强度试验等,得到实验场地内原状软基存在下列几个土层:淤泥、粉质粘土、粘质土砾,并分散分布有细砂、中砂。

2.2 吹填土性质

吹填施工完成时,吹填土极为松散,且含水量极高,整个场地处于泥浆状态。其物质组成随距吹填管口距离的远近存在着显著的差异(在其粒度成分上尤其明显) , 也由此决定了其工程性质上的差异。

2.3 真空预压试验方案

根据真空面设置的不同,将真空预压试验区分为A区和B区两个区,A区采用双真空面预压法,B区采用常规单真空面预压法。具体试验步骤和施工工序如下:

1)在试验区四周开挖密封沟,铺密封膜。实际施工时采取土工布+密封膜+土工布的铺设办法,第一层土工布的作用是防止密封膜被原先围堰上的杂物刺破,第二层土工布的作用是防止密封膜老化及保护密封膜不被吹填土中夹带的贝壳等刺破。2)整平A区原状场地,铺60cm左右的砂垫层。3)吹填海泥前,在A区砂垫层中铺设主滤管,定出主滤管位置,并将抽真空软管沿着围堰接上来,在A区的原状软土面上形成第一层抽真空管网(第一个真空面)。并在砂垫层上铺一整块土工布,同时将四周压实,以保护A区的透水层和第一层抽真空管网。4)往试验区吹填海泥,变化吹填口位置,使得场地内吹填土土性均匀一致。5)吹填到设计标高后,吹填土平均厚度设计约5米,在整个试验区吹填泥落淤后的泥面上铺一层土工格栅加一层土工布,再铺60cm左右砂垫层。6)按间距1m的正方形排列插塑料排水板至淤泥质土层底部,根据之前测得的底层主滤管坐标定出其位置,插板时避开,以免破坏底层真空面的主滤管。7)在吹填后的泥面顶部的砂垫层中布置主滤管,形成面层抽真空管网。8)在泥面顶部的砂垫层上铺2层密封膜,并在密封膜的底面和顶面加铺土工布保护层,以防密封膜被刺破和老化,密封膜的四周压入密封沟中,确保密封。9)按预定时间对A区和B区同时开始抽真空,进行真空预压,真空度须稳定在80 KPa左右。并对真空预压过程中的各项监测数据做好详细的记录。

3 单真空面和双真空面预压法的加固效果比较

试验区的的主要监测内容有:1)表面沉降监测 ;2)分层沉降监测;3)深层水平位移监测;4)A、B区膜下真空度监测,A区底部砂垫层中真空度监测;5)深层真空度监测;6)孔隙水压力监测;7)地下水位观测;8)出水量。主要检测内容有:1)十字板剪切试验;2)标准贯入试验;3)土体物理性质。

下面以表面沉降和分层沉降监测数据为代表,重点阐述双面真空预压法与传统的单面真空预压法的加固效果及它们之间存在的差异。

3.1 表面沉降

表面沉降最能直接反应真空预压的加固效果。根据监测数据绘制表面沉降时程曲线如图1所示。

从单、双面真空预压区表面沉降的变化曲线可以得到以下结论:

1)双真空面(上下表面超孔压都为-80KPa)作用下土体的固结速率快于常规单面负压的固结速率。为此,分析了相同加固时间时,两种工法各自的沉降量: 加固时间17天,26天,53天,72天,90天,常规单真空面真空预压的表面沉降分别为:65cm,75cm,94cm,102cm,107cm, 而双真空面真空预压的表面沉降分别为:84cm,93cm,105cm,110cm,114cm,可以看到,双真空面作用下地基固结速率快于常规单面真空预压,特别是加固早期,速度优势更明显。但最终总沉降量趋于一致,均为126cm左右。

2)无论是单面还是双面真空预压试验区,都是初期的沉降量较大,后期的沉降量有限,在前53天这段时间内,单面真空预压试验区的平均沉降量占总沉降量的75%,平均每天的沉降量约为1.8cm;双面真空预压试验区的平均沉降量占总沉降量的83%,平均每天的沉降量约为2.0cm

3)双面真空预压区平均表面沉降的速率大于单面真空预压区平均表面沉降的速率,且在抽真空中前期,这种速率优势更加明显,后期则差距不大。根据真空预压过程中的沉降量与抽真空结束后的最终沉降量的比值得出的固结度值可以看到,抽真空90天时单面真空预压试验区地基土体的固结度约为84.9%,而双面真空预压试验区地基土体的固结度约为90.5%。

3.2 分层沉降

单、双真空面两种方法下相同时间点各土层沉降量如下表:

表1各时间点土体总沉降和分层沉降

通过对以上监测数据的分析,可以得到以下结论:

1)无论是单面还是双面真空预压试验区,吹填土层的分层沉降和其下直到排水板底部的淤泥质土层的分层沉降之和小于平均表面沉降,则排水板打设深度以下土层也有沉降,这说明真空预压对排水板打设深度以下土体也有加固作用。2)双面真空预压区吹填土层的沉降速度快于单面真空预压区吹填土层的沉降速度,但该层最后沉降量则趋于一致。3)从单双面真空预压试验区吹填土层以下土体的分层沉降的监测数据来看,双面真空预压区吹填土以下土层的沉降速度快于单面真空预压区的沉降速度,沉降量也较大。一方面是由于底层真空面的存在提高了土层中真空度的传递效果;另一方面是由于底层砂垫层作为排水通道,减小了土体中孔隙水的排水路径。

3.3 地基承载力检测情况

本工程设计图纸中要求,经过处理后的吹填土软基承载力必须达到60kPa以上。真空预压处理结束后,经现场实测,单真空面预压区地基承载力平均值为61.3 kPa,双真空面预压区地基承载力平均值为69.2 kPa,均能满足设计要求,且双真空面比单真空面预压区承载力要略好一些。工程验收前,业主委托有资质的第三方检测机构再次进行真空预压区地基承载力检测,结果与上述基本一致,并通过了本综合整治工程的竣工验收。这表明:单、双面真空预压法处理吹填土软基在本工程上的实践是成功的。

3.4 经济性和时效性的综合比较分析

综合上述分析可知:双真空面预压法处理吹填土软基确实比常规单真空面预压法处理效率高且效果要好,但这并不意味着双真空面预压法比常规单真空面预压法更具有推广应用空间。由上述真空预压试验方案可知:双真空面预压法比常规单真空面预压法多了一层真空面,这必然要推高吹填土软基处理的费用。只有依据每个工程的实际情况并经过经济性和时效性的综合比较分析后,才能决定是否使用双真空面预压法处理吹填土软基。

3.5 真空预压法施工中必须说明的几个问题

1)施工中要严格控制砂垫层的含泥量,保证砂垫层具有良好的透水性,并确保铺设在砂垫层内的渗水滤管与抽真空装置的可靠连接,这是基本要求。2)要保证塑料排水板或砂井等竖向排水体施工质量可靠,这是提高真空预压效率的重要前提。3)密封膜上下表面的土工布保护层是必不可少的,以防密封膜被各种尖锐的物质刺破;抽真空过程中还要安排有责任心的施工人员巡逻真空预压施工现场,万一有漏气点要及时修补,确保真空预压过程中始终保持良好的密封状态,这是真空预压法成功的关键。4)真空预压现场要准备好应急电源,以便工地停电时真空预压得以连续进行,确保真空度稳定在80 kPa左右。5)真空预压法施工的噪音和污染小,可以文明施工,对于加固面积大、承载力要求不是很高的工程具有明显的优势。

4 结论

本文借助于厦门某综合整治工程这一项目,通过对单双面真空预压试验的现场监测数据分析,阐述了双面真空预压和单面真空预压的加固效果并比较了他们的异同,得出如下主要结论:

(1)原始沉积的软基只有一个可处理面,但吹填工程中的软基可以有两个可处理面。因此,双真空面预压法只适用于具有吹填土覆盖层的软基加固工程。

(2)吹填土软基处理中,双真空面预压下的固结速度比常规单真空面预压下的固结速度快,特别是加固早期,速度优势更加明显,但最终总沉降量趋于一致。

(3)双真空面预压试验区的总体加固效果好于单真空面预压试验区,但和中期检测结果相比,加固效果的差异有所减小,且双真空面预压区的中期检测指标和最终的检测指标差距不大,这说明双真空面预压法早期的加固效果尤为显著,中后期则趋于平稳,提高加固效率。

(4)无论是单面还是双面真空预压法,对排水板打设深度以下的土体也有加固作用,且双真空面比单真空面预压法的加固效果要好一些。

(5)厦门某综合整治工程真空预压法处理吹填土软基的实践项目中,单、双面真空预压试验区的地基承载力均符合设计要求。这表明:真空预压法处理吹填土软基在本工程的实践是成功的,也可为类似的软基处理工程提供参考。

下沉工作经验总结范文第5篇

关键词:检测技术;弯沉;养护;跟踪观测

中图分类号: U418.6 文献标识码: A 文章编号:

一、检测技术在路面养护工程中的内容

在实际的路面养护工作中,对于一般路面养护工作,其整体方案总结为:首先通过竣工文件系统的了解该项目建设期遇到的相关问题及解决方案,并对通车以来的历年路面养护工程、病害治理工程以及检测评价报告等资料进行分析,客观全面的了解该项目路面技术状况的发生、发展过程,找出调点,指导技术人员进行有重点的调查和检测分析工作,对典型病害和代表路段进行深层的研究,结合现场检测和室内试验,分析病害机理,并在总结国内其它高速公路病害治理的类似工程经验的基础上,为治理路面养护工程提供有力的数据支持和理论依据,并制定更为针对性的、科学、适用、经济的病害治理及养护工程检测方案。主要包括:

1)、对项目路段路面破损进行全面、系统的调查; 2)、对项目段进行必要的技术指标:平整度、路面结构强度(弯沉)、车辙等进行检测。3)、进行必要的探坑、取芯配合室内材料试验,结合路面强度、车辙等检测结果,分析病害产生原因; 4)、在外业调研资料及试验分析结果的基础上对该段进行路面病害治理施工图设计、补强或罩面施工图设计及必要的附属设施恢复完善施工图设计; 5)、编制招标文件的图纸、技术规范等; 路面状况调查包括:沥青路面破损位置、范围和程度调查;路面结构强度检测;路面平整度检测;路面车辙检测;现场试验和室内试验等方面内容。

二、检测技术在路面养护工程中的具体应用

高速公路沥青路面养护工作中需要的检测技术及具体应用如下: 1)、路面病害破损调查,派有丰富经验的技术人员,配备相关的测量工具,进行现场调查,并绘制路面病害图。 2)、弯沉及平整度、车辙检测 采用自动弯沉仪和落垂(FWD)弯沉仪相结合对项目范围内的行车道和部分超车道进行自动弯沉普测和FWD重点部位的测量。采用激光平整度检测仪对全路段行车道及超车道进行平整度检测,统计出平整度较差路段。车辙检测:采用自动车辙仪对超车道、行车道进行车辙测量。并整理得出小于15mm、15mm~30mm、大于30mm不同病害程度的车辙路段。 3)、钻芯、挖探、切割横断面等现场试验 对路面行车道、超车道和不同的代表性病害处和段落进行现场钻芯和挖验,确定病害发展深度、程度掌握路面病害发展程度,路面结构层位,并选取芯样进行室内材料试验,分析病害产生的原因,并对照强度检测数据逐一确定治理范围和深度。对代表性的样品进行相关室内试验。 车辙横断面切割:在车辙发生的主要部位(行车道),选取车辙典型深度和较大深度处,垂直于行车方向在整个行车道范围内横向切割条状沥青混凝土样本,深度为整个沥青面层,宽度为20cm。通过切割车辙样本,直观判断沥青面层和结构层的变形情况,分析判断发生变形的主要层位,并取样品做相关室内试验,通过从材料方面出发,分析车辙产生的原因,为治理工作提供依据。 4)、地质钻探:针对严重的纵向裂缝病害,进行钻探检测,取整孔芯样,以判断路基中有无滑动面;通过室内试验分析路基填土状况;地基中有否较弱土层,厚度、埋深等,并对较弱土层的物理力学性质进行试验研究;原则上每个较长纵缝段选取3个断面,每个断面分别在上下行的硬路肩,行车道、超车道布孔 5)、雷达检测:采用地质雷达沿裂缝垂直于行车方向进行扫描检测,目的是探明裂缝深度,裂缝沿深度的变化情况,是否存在滑动面,配合地质钻探结果,为裂缝的治理工作提供依据。6)、渗水试验:采用路面渗水试验仪,对沥青路面的渗水情况进行详细检测。平均每5公里1组。 7)、室内工程试验:对沥青混合料的油石比、矿料极配、强度、密度、疲劳等参数进行试验,沥青老化、粘度、软化点、针入度及其他沥青常规试验,土的物理力学试验,无机结合料组成试验。 8)、相应路段沥青路面温度场检测与分析:采用自动无纸记录仪及气候调查等手段,对沥青路面温度场进行检测和分析,以用于混合料动稳定度和低温应变等指标确定,以及改性沥青等材料各技术指标的有针对性的制定。 根据以上对路面破损调查的原始记录汇总整理,划分典型病害路段,结合路面检测报告综合分析以及对全路段取芯试样的沥青混合料试验,土样物理力学指标,基层各种指标,针对车辙病害、纵缝病害、横缝病害、水损坏病害以及网裂病害等进行综合分析,编制分析报告,制定出经济、有效的病害治理方案及补强及罩面检测方案。

三、弯沉检测在高速公路沥青路面病害治理工程中的应用实例

对于半刚性基层沥青路面而言,路面弯沉值是体现路面强度的重要指标,它与行车作用下路面的实际工作状态有着很好的相关性,为判定路面病害成因及破坏程度提供了依据。实测弯沉的大小取决于路面结构层强度的大小,通过这些测值能够表明路面强度的状况及相对差异,反映出结构层位病害弱点的所在。

弯沉检测以及相应的路面病害调查检测工作,宜尽可能地安排在一年中的最不利季节,路面处于最弱时期进行,对于广东省每年的3月上、中旬的春季冻融期间。并与相关病害调查工作结合起来。目前我检测中心已对全省各条高速公路都做有系统的自动弯沉检测,建立了相应的数据积累。下面以弯沉检测在广深高速公路深圳段沥青路面养护工程中的分析应用为例,详细说明检测技术对于养护工程的重要性和实用性。广深高速公路全长122.8公里,宽33.1米,双向6车道、全封闭、全立交,限速为120km/h。沥青路面上面层为4cmAC-16 I (调整)的中粒式沥青混凝土,中面层为5cmAC-20 I型中粒式沥青混凝土,底面层为6cmAC-25 I型粗粒式沥青混凝土。上基层为19cm水泥稳定碎石,下基层为19cm二灰稳定碎石,底基层为20cm二灰土。自1997年7月竣工通车以来,至今已运营了十年多的时间,经历了几次的路面维修养护。 通过对全线弯沉分布汇总的分析,路况较差、弯沉值偏大,之间都具有一定的规律性。全线弯沉值较大段落基本上集中在某几个施工标段内,分别表现出不同的病害特点。这与施工单位的队伍素质、管理水平有着很大关系。如同样是高填方路基,有的路段几乎没有病害发生,而有的路段则出现多条纵向裂缝、网裂等。以下摘取其中横缝密集、纵横缝交叉严重、纵缝较为严重以及广州方向无明显病害等几段弯沉检测散点图做对比分析。 1、广州方向K47~K48横缝密集路段。广州方向K47~K48路段内,根据病害调查,共有67条横缝,且在行车道、超车道都有纵向裂缝,实测弯沉值离散较大,弯沉值也大。虽然在K47+100~K48+600路段内已经对原沥青混凝土上面层进行过挖补处理,但从处理效果上看,弯沉值仍较大,开挖发现,原水泥稳定碎石基层顶面存有大量横、纵向裂缝,且缝宽较大,纵向裂缝与横向裂缝交叉形成网裂,基层强度衰降。二灰碎石顶面纵横向裂缝也很明显,强度较低。通过对照分析,说明此前病害挖补路段的处理不彻底,致使检测弯沉值依然较大。所以,在病害挖补治理过程中,一定要做到彻底挖补,不留后患。 2、深圳方向K35~K36纵横缝交叉严重路段。深圳方向K45~K46路段内,根据病害调查,共有94条横缝,行车道两条轮迹带处存有纵向裂缝。在K35+100~K35+200段内,有40米已挖补至二灰碎石顶面,所以此段的代表弯沉值为0.22mm。其它已经做过的挖补路段,弯沉值依然较大的原因仍然是由于病害处理的不彻底。开挖发现,基层顶面也存在大量纵向裂缝,且缝宽较大,纵向裂缝与横向裂缝交叉形成网裂,基层强度衰降。

桩号/m

弯沉检测散点图对比分析图

由以上对比分析可以看出,病害表现明显的路段,代表弯沉值均大大超出了设计允许弯沉值,说明该段路面的整体强度已经明显不足,路面或基层甚至土基等都会存在不同程度的病害。主要原因是来自透水性水损害,造成了沥青面层、基层整体强度的衰变。代表弯沉值小而均匀路段,路况良好,沥青混凝土面层和基层基本无病害。因此,在检测及设计时,可以通过分析路面强度检测的结果,并对照路面病害现场调查情况,识别出路面结构层发生强度衰减的路段,再进一步结合FWD、钻孔取芯、探坑挖验等检测手段,对路面病害进行定性和定量的评价,为病害治理方案的确定提供更加科学的依据。 通过弯沉检测在广深高速公路路面病害治理工程中的应用,结合对典型、代表性病害部位的钻孔取芯、探坑挖验等综合分析,以及病害在治理过程中、治理之后的跟踪观测,可以分析判定路面病害发生的诱因、程度、层位及深度,从而能够明确提出路面病害的治理方案。在治理时能帮助技术人员有针对性的切中要害,做到彻底挖除,不留后患。因此,弯沉检测是一种较为理想的无损检测手段,值得在今后的道路设计、施工、养护中去分析和应用。以上是对弯沉检测与应用所做的分析,在实际养护过程中,对于检测技术的应用是全方面、综合性的。如路面破损调查、钻芯、雷达检测、室内试验,以及平整度、抗滑、车辙等检测结果的数据处理,都使得我们的沥青路面养护检测技术越来越更量化、更准确、更科学。因此路面养护检测技术是综合了最新检测技术、路面设计理论新理念、新工艺、新材料等多方面的一个领域,有着更为严格的综合性技术要求。

四、结语

目前,养护工程对检测技术要求上越来越更全面、更准确、更快捷、更实用,检测技术在养护工作中越来越重要,地位也越来越突出。随着高速公路大量修建,养护工作任重而道远。作为技术人员,应与时俱进,对于养护工作中出现的如早期路面病害问题、耐久性问题,以及养护检测与评价技术需求等多方面问题,都有待于我们继续去研究和总结。今后应加强如沥青材料,路用新材料、结构方面、区域气候、土质、建材、检测评价等综合技术研究,通过维修养护中的经验积累和反复验证,不断总结、不断提高,勇于探索和创新,以为今后公路事业的蓬勃发展打下坚实的基础。我们要加大对高速公路养护力度,进一步引进竞争机制,降低养护成本,提高养护效率,确保高速公路安全畅通,最大限度地发挥其通行能力。正确树立“公路建设是发展,公路养护也是发展,而且是更为重要的发展”的观点。

参考文献:

[ 1 ]《公路养护技术规范》(JTG H10-2009) 人民交通出版社 2009,12

[ 2 ]《高速公路养护管理手册》[ S] 人民交通出版社, 2002.5

相关期刊更多

市场观察

部级期刊 审核时间1个月内

国务院国有资产监督管理委员分

西铁科技

省级期刊 审核时间1个月内

中国铁路西安局集团有限公司科学技术委员会

现代家电

部级期刊 审核时间1个月内

中国商业联合会