塑料排水板处理软弱堤基工程设计.pdf

第50卷第3期
甘肃水利水电技术
Vol 50. No
2014年3月
GANSU WATER RESOURCES AND HYDROPOWER TECHNOLOGY
Mar.,2014
设计与研究?
塑料排水板处理软弱堤基工程设计
周志业
(上海勘测设计研究院,上海200434)
摘要:广州万顷沙某水闻采用塑料排水板对软弱地基上的连接堤和内外河堤防进行处理,并根据各自特点,分别采
用堆载预压法和真空预压法。本文归纳总结了工程堤基处理设计和相关施エ工艺流程
关键词:塑料排水板;软弱地基;堆载预压;真空预压
中图分类号:TV866文献标志码:B文章编号:2095-0144(2014)03-0037-03
工程概况
表1内外连接段边坡整体稳定计算结果
广州市南沙开发区珠江管理区某旧水闻位于珠
整体稳定安全系数
江三角洲冲积平原的万顷沙地区珠江管理区蕉门水
计算断面
备注
计算值允许值
道东出口,该闸已修建多年,原水闸规模、工程等别
连接堤
0.66
和防洪标准均较低,且多年失修,已无法适应当地经
外江堤防临水坡
0.72
1.20
济快速发展和防洪排涝的需要,为此需要对旧水闻
背水坡
进行重建。
重建水闸为Ⅰ等工程,建筑物级别为1级,闸两工完建期边坡抗滑稳定安全系数均达不到规范要
侧的连接堤和本工程范围内的部分外江堤防级别为求,需进行堤基处理。
1级。闸址位于旧闸内侧约57m处,闸孔总宽度为2.2堤基处理方案选择
18m,工作门选用闸桥结合的悬挂门门型,闸中孔桥2.2.1主要处理方法
面高程6.90m。边孔桥面以约1:10与两侧连接堤相
针对本工程,对软弱堤基处理采用水泥搅拌桩
连。闸两侧的连接堤与交通桥相连,堤顶宽度为8.0法,抛石挤淤法,塑料排水板、沙井等排水固结法。
m,连接堤两側设消浪平台。外江堤防堤顶宽度为
(1)水泥搅拌桩法
8.0m,防浪墙顶高程5.0m,堤顶宽度为8.0m。
适用情况为淤泥厚度小于15m。该方案具有施
闸址处自上而下主要分布淤泥(厚11.50~16.50工工艺简单、施工振动小、无噪音等优点,但其施工
m)、细砂(厚2.60~4.30m)、淤泥质黏土(厚2.3~4.60过程不易控制,施工质量不易保证,且施工周期较
m)、中砂(厚2.00-6.00m)层。场地表层软弱淤泥层长。本工程施工场地狭窄,连接堤搅拌桩施工时会
很厚,力学性质差,易产生触变现象,抗滑、抗冲、抗干扰邻近闸室、翼墙等结构的施工;内外涌堤防主要
震稳定性差,地基承载力小,作为本工程堤基的持力为旧堤加固,施工时要注意保护现有堤防的结构,在
层需先进行加固处理。
斜坡上施工时,成桩质量更不易控制。故搅拌桩法
2堤基处理设计
不适用于本工程堤防基础处理。
2.1堤防稳定计算
(2)抛石挤淤法
外江堤防及连接堤边坡整体稳定的分析仅计算
适用情况为淤泥厚度小于4m。抛石挤淤法原
控制工况即施工完建期,稳定分析采用瑞典圆弧滑理基本同换填砂垫层或碎石垫层法,均是通过用力
动法的总应力法公式进行计算,地基土采用直接快学性质好的材料置换掉力学性质差的淤泥,以达到
剪指标。由于计算工况为施工完建期,连接堤两侧増加整体稳定的目的。由于本工程淤泥深厚,换填
基本为对称结构,故对连接堤仅进行外江侧稳定分的工程量大、投资高,且不利于堤防防渗,同样不适
析。计算结果见表1。
用
从表中可以看出,各堤防在未作堤基处理前施
(3)塑料排水板、沙井等排水固结法
收稿日期:2014-03-21
作者简介:周志业(1982-),男,江苏徐州人,工程师,学士,主要从事水利水电工程设计。
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2014年第3期
甘肃水利水电技术
第50卷
适用情况为淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏土剪切破坏,甚至地基产生整体破坏而滑动。由固结
地基。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分而增长的强度可按下式计算
共同组合而成。排水系统是由水平排水垫层和竖向
△Cu= Uagntan b
排水体构成,水平排水垫层采用厚50cm的中粗砂:;式中:ー-地基中某点的固结度,可用平均固结度
竖向排水体主要有普通砂井、袋装砂井和塑料排水
代替;
板。对含水量很高的软土,普通砂井容易产生缩颈
△r一荷载所引起的地基中某一点的最大
断颈或错位现象;袋装砂井是用具有一定伸缩性、抗
主应力增量
拉强度很髙的聚丙烯或聚乙烯编制袋装满砂子,保
Φ。一二轴固结不排水压缩试验求得的土的
证∫砂井的连续性,是一种比较理想的竖向排水体
内摩擦角。
塑料排水板单孔过水断面大,排水畅通,质量轻、强
(2)地基固结度的计算
度高、耐久性好,是一种较理想的竖向排水体,应用
固结度计算是排水板设计中的一个重要内容,
越来越广泛。对于缺少砂源的地方,尤其适用,本T因为知道各级荷载作用下不同时间的固结度,就可
程排水井选用塑料排水板。
推算地基强度的增长,从而可以进行各级荷载作用
根据本工程的实际情况和各堤段的地质条件,下地基的稳定性分析,并确定相应的加载计刘。逐
结合工期和造价等情况,经技术比较,本工程地基处级加荷条件下地基平均固结度的计算可按JGJ79
理选择采用塑料排水板的排水井法。
2012《建筑地基处理技术规范》的要求计算。
2.2.2处理方法选择
3)填筑加荷计划
连接堤为新填筑堤防,采用堤身自重堆载法排
按整体稳定交全系数k=1.20,地基达到80%以
水固结。对外江和内涌堤防,由于为旧堤加固,采用上固结度控制填筑速度。则可确定连接堤的分级填
真空预压法实施排水固结,若外江和内涌堤防的原筑加荷计划(表2)。
基础范围内有少量抛石,则应淸除抛石,否则将会影
响塑料排水板的施工.。
表2连接堤分级填筑计划
2.3堤基处理方案设计
分期填筑计划填筑高程m各期固结时间?累积固结时间?
2.3.1塑料排水板参数确定
第1级
0.0
60
选用B型塑料排水板,截面尺寸为100mm
第2级
第3级
155
4mm。根据工程的地质情况,鉴于淤泥层深度较深
第4级
6.4
180
塑料排水板不可能打穿整个淤泥层,由于井阻影响
土层径向排水平均固结度随深度而减小,过深其排2.3.3真空预压法设计
水固结作用已不大。根据经验排水板深度一般取
本工程外江、内涌堤防采用真空预压法实施
12~15m,本工.程取15m,排水板间距1.0m,等边三排水固结,经过固结度计算,真空预压实施时间为
角形分布
90d,土.体固结度达80%以上.。砂垫层上铺膜内真空
2.3.2堆载预压设计
度要求大于80kPa,真空度可一次抽气至最大。
连接堤地基处理采用自身预压和塑料排水板
根据《广东省海堤工程设计导则》,采用放慢加
法,利用堤身自重有控制地分级逐级加载,使地基在载速率、分期施工和设置竖向排水设施时,地基能产
受压过程中排水固结,増加一部分强度以满足逐级生排水固结,施工期可获得强度增长。施工期抗剪
加荷条件下地基