軟地基地下水處理及加固的關(guān)鍵技術(shù)研究

1、.軟地基地下水處理及加固的關(guān)鍵技術(shù)研究山西路橋集團工程項目管理服務(wù)有限公司1 前言軟弱地基開挖前必須先進行處理和支護，太原武宿綜合保稅區(qū)馬練營路在對該地段淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土軟弱地基開挖時，根據(jù)本工程施工段落地質(zhì)條件特點，結(jié)合以往該區(qū)域的施工經(jīng)驗，本項目的工程特點等各方面因素，采用管井降水處理和鋼板樁支護技術(shù)進行施工，此項技術(shù)施工便捷，不僅容易保證施工質(zhì)量，而且大大縮短了施工工期。二 工程概況馬練營路道路地處太原市小店區(qū)，地下水類型為孔隙潛水與微承壓水的混合水，地下水淺且豐富，靜止水位埋深介于1.7-5.8M之間，場地土在勘探深度范圍主要由粉質(zhì)黏土、粉土組成，該土含水率平均值為22.5-28.5

2、，天然孔隙比平均值0.65-0.75，該土層標準貫入試驗原始錘擊數(shù)平均值為3.0-5.0擊，總之，該地段土質(zhì)天然含水率及孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、易液化、易擾動變形，為軟弱地基。 三 水文地質(zhì)參數(shù)滲透系數(shù)K為：粉土K=3m/d 粉質(zhì)粘土K=2m/d四 管井降水處理技術(shù)(一)基坑和單井涌水量計算根據(jù)場地水文地質(zhì)條件及含水層的滲透系數(shù)選取綜合滲透系數(shù)K=3m/d，基坑降水量采用大口井計算公式，基坑降水深度以基底以下1.0m計算?；酉嚓P(guān)參數(shù)計算公式如下：n =1.1× 式中： Q：基坑涌水量（）K：地層綜合滲透系數(shù)（m/d）H：含水層的厚度（m）R：影響半徑（m）r。：基坑引用半徑

3、（m）n：單井出水量（）經(jīng)上式計算，基坑涌水量為Q總=4451，單井涌水量采用q=144。(二)降水方案及施工工藝 1 降水方案根據(jù)涌水量計算結(jié)果，管井井深采用16m、管井井距采用10m，降水周期初步定60天，視施工情況而調(diào)整?；舆吘墐蓚?cè)各設(shè)一排降水井，路中設(shè)一排降水井，降水井數(shù)量隨基坑長寬而定，路中降水井待降水至開挖水位后，即可關(guān)停。降水過程中根據(jù)出水量情況適當增加井數(shù)或調(diào)整出水量。管井的施工工藝應(yīng)嚴格按照管井施工與驗收規(guī)范進行。降水孔孔徑為600mm,下入外徑為400mm水泥管。過濾器為無砂管過濾器，孔隙率要求不小于15%，井管外采用外包過濾網(wǎng)60目一層，0m-16m。井管與管壁間填入2

4、mm左右的碎石濾料并沖洗干凈。以保證其過水暢通。鉆探過程中采用泥漿護壁鉆進，泥漿比重以1.1-1.2為宜。成井工藝結(jié)束后，立即采用抽水法洗井，直到將水洗清為止。2 排水方式 從降水井抽出的水引入排水渠，排水渠幾何尺寸為：寬1m,深0.8m,長按照實際情況確定的引水渠，引水渠用塑料布覆蓋，根據(jù)現(xiàn)場施工情況加2至3臺4寸泵飲水，泵水至河下游100m外，避免回灌。3 施工工藝 （1）材料機械準備無砂砼管（濾管）、2-4mm砂礫混合料、潛水鉆機、50泥漿泵、50清水泵等。 （2）施工準備首先了解地質(zhì)勘探資料，掌握對下土質(zhì)和水位變化情況，特別是地下流砂層情況，以便鉆孔工藝和準備必要的材料。對設(shè)置井點位置

5、用白灰表明其位置，挖泥漿坑（每1眼井挖1個泥漿坑）。 確定排水管位置流向，沉淀池位置以及與污水管道連接地點 （3）工藝流程施工準備定點放線挖泥漿坑循環(huán)成孔鉆機就位泥漿護壁成孔下管下濾水層上部用厚土填實洗井下潛水泵抽水。 （4）工藝原理管井采用循環(huán)成孔鉆機成孔，泥漿護壁，待鉆孔到設(shè)計深度后，用吸管將其中泥漿吸凈，下底座，然后下管，外填塞濾水小豆石，上部用厚土填實。管井的有效降水深度取決于管井深度，降水面積，含水層滲透系數(shù)以及水泵揚程，降水坡度環(huán)狀形為1:10。 （5）技術(shù)要求 定位：根據(jù)設(shè)計的井位及現(xiàn)場實際情況，準確定出各井位置，并做好標記。 成孔后立即清孔，并安裝井管，井管下入后，井管的濾管部

6、分應(yīng)放置在含水層的適當范圍內(nèi)，并在井管與孔壁間填充礫石濾料。 安裝水泵前，用壓縮空氣洗井法清洗濾井，沖除塵渣，直到井管內(nèi)排出的水由渾變清，達到正常出水量為止。 水泵安裝后，對水泵本身和控制系統(tǒng)做一次全面細致的檢查，合格后進行試抽水，滿足要求后轉(zhuǎn)入正常工作。 觀測井中地下水位變化，做好詳細記錄。 (6)注意事項 降水深度達到設(shè)計要求，其水位線位于基坑底部下0.50-1m邊坡要求穩(wěn)定，基坑干燥。 井管抽水采用揚程潛水泵抽水，泵位于井管內(nèi)，距井盤底座約0.5m，用鋼絲繩固定于井面，通過膠皮管將水從井中提至地面排掉。 不允許出現(xiàn)死井，洗井一定要及時，抽水及時，從而保證降水效果良好。現(xiàn)場施工人員確保各降

7、水井運行正常，將管井完成后進行編號，將每個降水井排水時間及時進行記錄，根據(jù)日打井量增加水泵，再根據(jù)甲方管網(wǎng)施工進度遞減水泵數(shù)量，并做好降水記錄、觀測井水位記錄。五 鋼板樁支護加固技術(shù)（一） 技術(shù)特點采用拉森鋼板樁有三大特點：1、施工速度快，工序簡便，質(zhì)量容易控制，工期短，具有很好的防水、止水功能；2、節(jié)能環(huán)保，對周圍環(huán)境影響較小而且容易保證施工安全；3、相對地下連續(xù)墻、深層攪拌樁等其它支護形式，拉森鋼板樁工藝支護成本較小，工程造價較低。本工程水文地質(zhì)條件差，工期緊任務(wù)重，尤其是馬練營路為施工節(jié)點，本工程基坑最大開挖深度約為8米，完全適用拉森鋼板樁進行支護加固。（二）簡要技術(shù)說明拉森鋼板樁是一種

8、特制的型鋼板樁，用打樁機及振動錘將鋼板樁壓入地下構(gòu)成一道連續(xù)的板墻，鋼板樁結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、強度高、鎖口緊密、水密性好、施工方便、施工速度快等優(yōu)點，作為深基坑開挖的臨時擋土、擋水圍護結(jié)構(gòu)，拉森鋼板樁近年來已開始應(yīng)用于各種基坑工程。首先，拉森鋼板樁工藝能通過鋼板樁兩側(cè)自身鎖扣互相緊密的咬合在一起而形成一道密封性非常好的樁墻，整體性非常好，從而提高了鋼板樁的支護強度和止水能力，其次，鋼板樁施工工藝簡單，施工速度非?？?，并且沒有齡期限制，打完鋼板樁后就能馬上開挖，能縮短工期，加快施工進度。最后，基坑回填后可以將拉森鋼板樁拔出進行重復(fù)利用，能降低工程造價。拉森鋼板樁支護形式有懸臂式、錨拉式、支撐式，鋼板

9、樁自身有U、W、Z三種截面形式，壁厚4-7mm為輕型，壁厚8-12mm為普通型，本工程使用的拉森鋼板樁為懸臂式U形截面普通型，具體規(guī)格為：對于深度5H8m的基坑，采用冷彎LWBU12A-12m拉森鋼板樁支護。（三） 懸臂式鋼板樁計算 根據(jù)實際情況采用懸臂式鋼板樁插入坑底，由于僅在特殊情況時打設(shè)支撐，鋼板樁的穩(wěn)定完全靠坑底以下兩邊的土壓力維持。根據(jù)市政工程施工手冊，鋼板樁支撐上的土壓力計算與擋土墻的計算不同，是近似的或經(jīng)驗性的。1 懸臂式鋼板樁簡化計算示意圖如下： 2 入土深度計算公式如下式所示：（h+t）3Ka-t3Kp/K=0式1式中：Ka-主動土壓力系數(shù)，Ka=Tg(450-/2)=0.3

10、3； AhDEaLEp1/KtEp2B Kp-被動土壓力系數(shù)，Kp=Tg2(450+/2)=3； K -被動土壓力安全系數(shù)，取1.1：計算所得t=4.9米。 由式1求得鋼板樁入土深度t,作為實際入土深度，再增加0.5米作為超出二部槽高度，則鋼板樁總長度為：L=h+t+0.5=5+6.5+0.5=12米。3 最大彎矩截面在基坑底深度t0計算，該截面的剪應(yīng)力為0： 1T0= Kp -1 =1/1.87=0.53 米kAK 4 土壓力計算 根據(jù)朗金理論壓力計算：因緊臨建筑物的安全系數(shù)為3。則：Ea=3h2Ka/2=3×21×5.53×2×0.45/2=3

11、15;52.3=157KN/m。式中：墻后土的重度（KN/m3）；21 KN/m3； H計算點距土表面的深度（m），5.53m Ka-主動土壓力系數(shù)，0.33，在此計算取0.45； 5 支護結(jié)構(gòu)頂端的水平位移值計算： S=×××Y式中：懸臂排樁上段結(jié)構(gòu)柔性變形值；下段結(jié)構(gòu)在最大彎矩作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角；下段結(jié)構(gòu)在最大彎矩作用下產(chǎn)生的水平位移；6 支護排樁選擇及撓度驗算(1)撓度驗算按換算等值荷截計算：q=【（157/100）×（36+13.6+36）】/2=134.2KN/m=13420 KN/cm=13694 Kg/m 彈性模量E=210000kg/cm2

12、; 截面慣性矩 I=552cm4；則其撓度Fa=Q14/8EI=(13694×5.534)/(8×210000×552)=12806511.65/927360000=0.014cm=0.14mm (2)由計算可知：采用鋼板樁作為本工程的支護加固結(jié)構(gòu)，能滿足現(xiàn)場條件要求，同時能滿足支護結(jié)構(gòu)不允許變形的施工要求。（四） 支護方案選擇開挖深度為5mH8m段支護方式：鋼板樁樁長12m，入土深度取5m，鋼板樁為懸臂式LWBV-12m拉森鋼板樁。個別段落開挖深度為5mH6m段支護方式：鋼板樁樁長9m，支護入土深度取4m。采用36-C號工字鋼作為鋼板樁。（五） 鋼板樁施工方法使

13、用鋼板樁振動打拔樁機用于打設(shè)和拔除鋼板樁。打拔樁機型為EX350H,激振力800KN。鋼板樁數(shù)量按1個施工段300根考慮，每一施工段基槽兩邊各設(shè)150根，前一施工段施工完畢拔除后，轉(zhuǎn)入下一施工段，依靠反復(fù)周轉(zhuǎn)使用。1、單樁逐根打入法施打鋼板樁（1）一步槽開挖完畢先由測量人員定出鋼板樁的軸線，并撒白灰現(xiàn)控制樁位，可每隔一定距離設(shè)置導(dǎo)向樁，導(dǎo)向樁直接使用鋼板樁，然后掛繩線作為導(dǎo)線，打樁時利用導(dǎo)線控制鋼板樁的軸線。（2）準備送樁：打樁機吊起鋼板樁，人工扶正就位。（3）單樁逐根連續(xù)施打，不許垂直施打，注意樁頂高程不宜相差太大。2、拔樁與樁孔填砂（1）原則上土方回填后方可拔樁，樁經(jīng)整修后重新利用。（2）

14、先用打拔樁機夾住鋼板樁頭部振動1min-2min,使鋼板樁周圍的土松動，產(chǎn)生“液化”，減少土對樁的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔樁時注意樁機的負荷情況，發(fā)現(xiàn)上捌困難或拔不上來時，應(yīng)停止拔樁，先振動1min-2min后下錘0.5m-1.0m再往上振拔，如此反復(fù)可將樁拔出來。（3）鋼板樁拔出后應(yīng)及時回填樁孔；回填樁孔時應(yīng)采取措施填實。本工程采用中粗砂灌填，沖水助沉。（六）鋼板樁的施工中遇到的問題及處理由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼板樁打拔施工中常遇到一些難題，常采用如下幾點辦法解決： 1、鋼板樁雜填土地段擠進過程中到石塊等側(cè)項擠壓作用力大小不同容易發(fā)生偏斜，采取以下措施進行糾偏：在發(fā)生偏斜位置將鋼板樁往上拔

15、1.0m-2.0m，再往下錘進，如此上下往復(fù)振拔數(shù)次，可使大的塊石振碎使其發(fā)生位移，讓鋼板樁的位置得到糾正，減少鋼板樁的傾斜度。 2、鋼板樁沿軸線傾斜度較大時，采用異形樁糾正，異形樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標準寬度的板樁，異形樁可根據(jù)實際傾斜度進行焊接加工；傾斜度較小時也可以用卷揚機或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘打。（七）鋼板樁插打的主要施工技術(shù)要求1、采用單根打入法插打鋼板樁，樁頂標高±100mm，軸線偏差±100mm，垂直度偏差1%.2、對距離堤坡及已有建筑物近的位置，單根鋼板樁打樁持續(xù)時間應(yīng)小于20min，打樁的順序首先從建筑物最近點附近開始。六 總 結(jié)綜上所述，

16、軟弱地基地下水處理采用管井降水技術(shù)，加固采用鋼板樁支護技術(shù)，施工過程中嚴格按照巖土工程勘查報告、建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程、深基坑支護技術(shù)施工手冊 、公用用水管井技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，取得了良好的實踐效果，同時，也為軟地基地下水處理及加固技術(shù)提供了一種新的借鑒。 .;測量學(xué)模擬試卷一、 單項選擇題（每小題1 分，共20 分）在下列每小題的四個備選答案中選出一個正確的答案，并將其字母標號填入題干的括號內(nèi)。得分評卷人復(fù)查人1經(jīng)緯儀測量水平角時，正倒鏡瞄準同一方向所讀的水平方向值理論上應(yīng)相差（A ）。A 180° B 0° C 90° D 270° 2. 1：50

17、00地形圖的比例尺精度是（ D ）。A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm  3. 以下不屬于基本測量工作范疇的一項是（ C）。A 高差測量 B 距離測量 C 導(dǎo)線測量 D 角度測量 4. 已知某直線的坐標方位角為220°，則其象限角為（D ）。A 220° B 40° C 南西50° D 南西40°5. 由一條線段的邊長、方位角和一點坐標計算另一點坐標的計算稱為（A ）。A 坐標正算 B 坐標反算 C 導(dǎo)線計算 D 水準計算6. 閉合導(dǎo)線在X軸上的坐標增量閉合差（ A ）。A為一不等于0的常數(shù) B 與導(dǎo)

18、線形狀有關(guān) C總為0 D 由路線中兩點確定7. 在地形圖中，表示測量控制點的符號屬于（D ）。A 比例符號 B 半依比例符號 C 地貌符號 D 非比例符號8. 在未知點上設(shè)站對三個已知點進行測角交會的方法稱為（A ）。A 后方交會 B 前方交會 C 側(cè)方交會 D 無法確定9. 兩井定向中不需要進行的一項工作是（C ）。A 投點 B 地面連接 C 測量井筒中鋼絲長度 D 井下連接10. 絕對高程是地面點到（ C ）的鉛垂距離。A 坐標原點 B任意水準面 C 大地水準面 D 赤道面11下列關(guān)于等高線的敘述是錯誤的是：（A ）A 高程相等的點在同一等高線上B 等高線必定是閉合曲線，即使本幅圖沒閉合，

19、則在相鄰的圖幅閉合C 等高線不能分叉、相交或合并D 等高線經(jīng)過山脊與山脊線正交12下面關(guān)于非比例符號中定位點位置的敘述錯誤的是（B ）A幾何圖形符號，定位點在符號圖形中心B符號圖形中有一個點，則該點即為定位點C寬底符號，符號定位點在符號底部中心D底部為直角形符號，其符號定位點位于最右邊頂點處13下面關(guān)于控制網(wǎng)的敘述錯誤的是（D ）A 國家控制網(wǎng)從高級到低級布設(shè)B 國家控制網(wǎng)按精度可分為A、B、C、D、E五等C 國家控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)D 直接為測圖目的建立的控制網(wǎng)，稱為圖根控制網(wǎng)14下圖為某地形圖的一部分，各等高線高程如圖所視，A點位于線段MN上，點A到點M和點N的圖上水平距離為M

20、A=3mm，NA=2mm，則A點高程為（A ）ANM373635A 36.4m B 36.6m C 37.4m D 37.6m100°30130°30100°30DCBA15如圖所示支導(dǎo)線，AB邊的坐標方位角為，轉(zhuǎn)折角如圖，則CD邊的坐標方位角為（ B ）A B C D16三角高程測量要求對向觀測垂直角，計算往返高差，主要目的是（D ）A 有效地抵償或消除球差和氣差的影響B(tài) 有效地抵償或消除儀器高和覘標高測量誤差的影響C 有效地抵償或消除垂直角讀數(shù)誤差的影響D有效地抵償或消除讀盤分劃誤差的影響17下面測量讀數(shù)的做法正確的是（ C ）A 用經(jīng)緯儀測水平角，用橫絲照準

21、目標讀數(shù)B 用水準儀測高差，用豎絲切準水準尺讀數(shù)C 水準測量時，每次讀數(shù)前都要使水準管氣泡居中D 經(jīng)緯儀測豎直角時，盡量照準目標的底部18水準測量時對一端水準尺進行測量的正確操作步驟是（ D ）。A 對中-整平-瞄準-讀數(shù) A 整平-瞄準-讀數(shù)-精平C 粗平-精平-瞄準-讀數(shù) D粗平-瞄準-精平-讀數(shù)19礦井平面聯(lián)系測量的主要任務(wù)是（ D ）A 實現(xiàn)井上下平面坐標系統(tǒng)的統(tǒng)一 B 實現(xiàn)井上下高程的統(tǒng)一C 作為井下基本平面控制 D 提高井下導(dǎo)線測量的精度20 井口水準基點一般位于（ A ）。A 地面工業(yè)廣場井筒附近 B 井下井筒附近C 地面任意位置的水準點 D 井下任意位置的水準點二、 填空題（每

22、空2分，共20分）得分評卷人復(fù)查人21水準測量中，為了進行測站檢核，在一個測站要測量兩個高差值進行比較，通常采用的測量檢核方法是雙面尺法和 。22直線定向常用的標準方向有真子午線方向、_磁北方向_和坐標縱線方向。23地形圖符號一般分為比例符號、_半依比例符號_和不依比例符號。24 井下巷道掘進過程中，為了保證巷道的方向和坡度，通常要進行中線和_的標定工作。25 測量誤差按其對測量結(jié)果的影響性質(zhì)，可分為系統(tǒng)誤差和_偶然誤差_。26 地物注記的形式有文字注記、 _ 和符號注記三種。27 象限角的取值范圍是： 0-90 。28 經(jīng)緯儀安置通常包括整平和 對中 。29 為了便于計算和分析，對大地水準面

23、采用一個規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面進行表示，這個數(shù)學(xué)曲面稱為 參考托球面 。30 光電測距儀按照測量時間的方式可以分為相位式測距儀和 差分 。三、 名詞解釋（每小題5分，共20分）得分評卷人復(fù)查人31豎盤指標差豎盤分劃誤差32水準測量利用水準儀測定兩點間的高差33系統(tǒng)誤差由客觀原因造成的具有統(tǒng)計規(guī)律性的誤差34視準軸儀器望遠鏡物鏡和目鏡中心的連線四、 簡答題（每小題5分，共20分）得分評卷人復(fù)查人35簡述測回法測量水平角時一個測站上的工作步驟和角度計算方法。對中，整平，定向，測角。觀測角度值減去定向角度值36什么叫比例尺精度？它在實際測量工作中有何意義？圖上0.1毫米在實地的距離?？梢杂绊懙匚锶∩?7簡述

24、用極坐標法在實地測設(shè)圖紙上某點平面位置的要素計算和測設(shè)過程。38高斯投影具有哪些基本規(guī)律。五、 計算題（每小題10分，共20分）得分評卷人復(fù)查人39在1：2000圖幅坐標方格網(wǎng)上，量測出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 5.2cm。試計算AB長度DAB及其坐標方位角AB。abdceBA120014001600180040從圖上量得點M的坐標XM=14.22m, YM=86.71m；點A的坐標為XA=42.34m, YA=85.00m。試計算M、A兩點的水平距離和坐標方位角。測量學(xué) 標準答案與評分說明一、 一、  單項選擇題（每題1分）1

25、 A； 2 D； 3 C； 4 D； 5 A； 6 C； 7 D； 8 A； 9 C； 10 C；11 A；12 D；13 B；14 A； 15 B；16 A；17 C；18 D； 19 A；20 A 二、 二、  填空題 （每空2分，共20分）21 變更儀器高法22 磁北方向23 半依比例符號（或線狀符號）24腰線25偶然誤差26數(shù)字注記27 大于等于0度且小于等于90度（或0°, 90°）28 對中29 旋轉(zhuǎn)橢球體面30 脈沖式測距儀 三、 三、  名詞解釋（每題5分，共20分）31豎盤指標差：在垂直角測量中，當豎盤指標水準管氣泡

26、居中時，指標并不恰好指向其正確位置90度或270度，而是與正確位置相差一個小角度x, x即為豎盤指標差。32 水準測量：利用一條水平視線并借助于水準尺，測量地面兩點間的高差，進而由已知點的高程推算出未知點的高程的測量工作。33 系統(tǒng)誤差：在相同的觀測條件下，對某量進行了n次觀測，如果誤差出現(xiàn)的大小和符號均相同或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。34視準軸：望遠鏡物鏡光心與十字絲中心（或交叉點）的連線。 四、 四、  簡答題（每題5分，共20分）35（1）在測站點O上安置經(jīng)緯儀，對中，整平（1分）（2）盤左瞄準A點，讀數(shù)LA，順時針旋轉(zhuǎn)照準部到B點，讀數(shù)LB，計算上半測回角度O1=LB-LA； （2分）（3）旋轉(zhuǎn)望遠鏡和照準部，變?yōu)楸P右方向，瞄準B點讀數(shù)RB，逆時針旋轉(zhuǎn)到A點，讀數(shù)RA，計算下半測回角度O2=RB-RA； （3分）（4）比較O1和O2的差，若超過限差則不符合要求，需要重新測量，若小于限差，則取平均值為最終測量結(jié)果 O = （O1+O2）/2 （5分）