河干流防洪工程管理論文

時間:2022-07-02 10:48:00

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河干流防洪工程管理論文

遼河是我國七大江河之一,遼河流域是遼寧省的主要產(chǎn)糧區(qū)和商品糧基地,同時也是重要的能源和石油化工基地。20世紀(jì)80年代以來,對遼河干流曾進(jìn)行過全面綜合整治,但隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,防洪標(biāo)準(zhǔn)仍然偏低。為配合既將興建的二期石佛寺水庫工程,省里擬興建遼河干流防洪應(yīng)急工程。該工程南起沈陽新城子區(qū)石佛寺鄉(xiāng)達(dá)連屯,北至鐵嶺新臺子鎮(zhèn)黃河子村,位于遼河左岸,堤壩長18.34km。

一、問題的提出

本工程天然地基以飽和砂土為主,壩基中粉砂、細(xì)砂和中砂的顆粒級配均勻(不均勻系數(shù)2.0~4.0左右),粒徑較細(xì)(平均粒徑0.12~0.30mm),屬易液化土類,而且三種砂在天然狀態(tài)下極為松散(一般相對密度在0.3左右),極易液化。

通過對壩基中粉砂、細(xì)砂及中砂代表性土樣在天然狀態(tài)下的動力試驗和天然壩基、筑壩后壩基的靜、動力計算分析,并采用單元液化判別法進(jìn)行地基砂土的液化可能性判定,得出如下結(jié)論:在未建壩的自然狀況下,粉細(xì)砂及中砂分別為嚴(yán)重液化狀態(tài)和輕度液化狀態(tài);建壩后,由于壩體對壩基的上覆壓力作用,壩腳處初始剪應(yīng)力比會有所增加,但若以7度地震條件判別壩基范圍內(nèi)埋深10m以內(nèi)粉土及砂土,在近震及遠(yuǎn)震條件下仍存在不同程度的液化。因此,必須進(jìn)行基礎(chǔ)抗液化加固處理。

二、振沖法基礎(chǔ)處理的設(shè)計

本工程的主體為均質(zhì)壩,結(jié)合二期即將修建的石佛寺水庫工程,按二等二級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,為滿足滲透穩(wěn)定和防止砂質(zhì)壩基液化的要求,在壩體褥墊式排水體下設(shè)振沖碎石樁。樁型按布置位置不同分A形樁和B形樁。于垂直于壩軸線的橫斷面上有兩種基礎(chǔ)處理方式:標(biāo)準(zhǔn)斷面(I)適用于中粗砂基礎(chǔ);標(biāo)準(zhǔn)斷面(II)適用于粉砂基礎(chǔ)(如圖1、圖2所示)。

三、振沖法基礎(chǔ)處理的施工

1.施工前的準(zhǔn)備工作

(1)現(xiàn)場實驗。為了選擇最優(yōu)的地基加固處理方法(候選方案:振沖砂樁、振沖碎石樁、振動沉管砂石樁),同時為設(shè)計提供合理的技術(shù)參數(shù)(樁徑、樁長、樁距、置換率、加密電流及留振時間等),遼寧省水利水電勘測設(shè)計院華燕公司于1999年10月27日開始施工現(xiàn)場的實驗工作,經(jīng)過近兩個月的現(xiàn)場打樁實驗并對各項實驗方案進(jìn)行檢測比較,得出結(jié)論并提出建議。

(2)振沖器型號的選定。目前國內(nèi)常用振沖器型號有功率為30kW和75kW兩種,根據(jù)現(xiàn)場試驗提供的參數(shù)及本工程樁徑、樁距和料場石料的特點(diǎn),選定75kW振沖器。

(3)變壓器的準(zhǔn)備。考慮到75kW振沖器及配套供水每小時15~20m3的水泵及其他設(shè)備的用電量,每臺振沖機(jī)組功率不應(yīng)小于110kW,電壓為380±20V,根據(jù)施工組織安排,整個工地同時工作機(jī)組有8臺75kW振沖機(jī)組和3臺75kW振動沉管機(jī)組。因此,施工現(xiàn)場共配備4臺變壓器,分散布置于施工沿線。

2.施工工藝

(1)制樁順序及填料方式。針對本工程戰(zhàn)線長、任務(wù)量大、工期短的特點(diǎn),采用排打法制樁、連續(xù)填料的施工方式。

(2)制樁工藝。先由吊車將振沖器懸垂對準(zhǔn)樁位,緩慢下放振沖器,開始造孔,待造孔達(dá)設(shè)計深度后,進(jìn)入清孔階段,即反復(fù)提升、下放振沖器直至孔身平順并達(dá)到要求孔徑,最后是制樁階段,即向孔內(nèi)回填碎石料,自下而上逐段成樁直至孔口。

3.施工中的質(zhì)量控制

(1)石料的質(zhì)量控制。一是所有碎石料應(yīng)質(zhì)地堅硬、具有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性好、不易風(fēng)化且級配良好。二是碎石料含泥量≯5%,5mm以下顆粒含量≯25%,100~150mm塊徑含量≯15%,最大塊徑≯150mm。三是為確保料場供料質(zhì)量,每1000m3石料要做一次上述各項指標(biāo)的抽樣檢測,并及時將試驗報告上報監(jiān)理中心。

(2)造孔時的質(zhì)量控制。一是振沖器對準(zhǔn)樁位,偏差應(yīng)小于10cm。二是造孔時各項技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合:造孔水壓0.4~0.6MPa,水量15~20m3/s,造孔電流55A~150A,造孔速度1.5~2.0m/s。三是造孔深度與設(shè)計樁底標(biāo)高允許偏差±20cm。四是造孔后返出泥漿過稠時,應(yīng)進(jìn)行清孔,直到返出泥水較清為止。

(3)制樁過程的質(zhì)量控制。一是制樁加密段長度≯50cm,填料量應(yīng)滿足0.9~1.1m3要求。二是加密電流80~90A留振時間10s,此兩項指標(biāo)應(yīng)用儀表自動控制。三是加密樁體應(yīng)從孔底開始,自下而上逐段進(jìn)行,中間不得漏振。四是加密制樁時的水壓控制在0.3~0.4MPa。

4.檢測

為盡早了解地基加固效果,并為最終單元工程的質(zhì)量評定提供依據(jù),本工程特委托中國冶金建設(shè)集團(tuán)沈陽勘測研究總院進(jìn)行質(zhì)量跟蹤檢測。按照規(guī)范要求,檢測試驗應(yīng)在振沖樁制作結(jié)束后,待樁體及樁間土超孔隙水壓力基本消散后進(jìn)行。本工程檢測時間定為制樁完畢15天以后進(jìn)行。

(1)檢測方法。振沖碎石樁的檢測采用重型(2)動力觸探方法,每單元檢測數(shù)量為本單元總數(shù)的2%,且不少于3根;樁間土的檢測采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法和原狀土樣的相對緊密度試驗法,檢測點(diǎn)位數(shù)取單元樁體總數(shù)的3%,且不少于4點(diǎn)。

(2)檢測標(biāo)準(zhǔn)。樁體檢測:0~2m深樁體按設(shè)計要求相對緊密度應(yīng)達(dá)到0.55,對應(yīng)動觸錘擊數(shù)≥6擊;2m以下樁體相對緊密度達(dá)到0.7,對應(yīng)動觸錘擊數(shù)應(yīng)≥7擊。樁間土:地面以下2~3m范圍內(nèi)為黏性土,不存在相對緊密度要求和液化問題。3m及以下相對緊密度應(yīng)達(dá)到0.7,標(biāo)貫錘擊數(shù)在3m、4m、5m點(diǎn)位≥8.4擊,6m點(diǎn)位≥9擊,7m點(diǎn)位≥9.6擊,8m點(diǎn)位≥10.2擊。

單樁樁體和樁間土點(diǎn)位要求合格率達(dá)到80%,單元工程質(zhì)量等級以樁體和樁間土檢測合格率達(dá)到85%為合格,達(dá)到95%為優(yōu)良。

(3)檢測結(jié)果。單元工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良等級的占單元總數(shù)的81.3%,達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的占單元總數(shù)的100%。地基處理后的相對緊密度滿足地震7°設(shè)防抗液化的要求,達(dá)到了設(shè)計所預(yù)期的效果。

5.結(jié)論

采用振沖法對地基進(jìn)行抗液化處理如本工程這樣,范圍之廣、工程量之大在國內(nèi)是少見的。通過3個月的施工及檢測結(jié)果證明:振沖處理是正確和合理的,振沖處理對于黏性土或淤泥質(zhì)土表層與其下粉細(xì)砂、中砂、粗砂相結(jié)合的地質(zhì)構(gòu)造是適應(yīng)的,對粉細(xì)砂基礎(chǔ)進(jìn)行抗液化處理,采用振沖法可以認(rèn)為是首先的最優(yōu)方案。