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土工格栅在码头陆域地基处理中的应用

文章出处: 人气:发表时间:2018-03-25 21:42
      1、工程概况
 
  江都港1号码头位于长江下游扬中河段北岸的夹江段内,为长江综合性多用途码头,近期建设5000t级高桩栈桥式泊位一个和500t级内港池泊位两个。其后方堆场布置在沿江大堤内的冲积平原上,陆域形成面积为45600m,吹填料为长江里的粉细砂,土层颗粒多在0.08~0.25mm之间,并夹有少量的淤泥质粘土及亚粘土,该土呈灰黄色松散饱和状态,属高压缩性易液化土体。由于在吹填形成陆域过程中,未做到分区、分块吹填及没有很好地采取排水措施,故吹填后整个陆域范围内含水量较大,给码头陆域道路和堆场的地基处理带来了困难。
 
  根据码头总平面布置和工艺要求,原设计采用强夯法加固地基。由于强夯法施工程序多,工程费用高,对周围环境影响大,且易受天气影响,质量较难控制。
 
  2、地质、地貌概况
 
  江都港地段位于长江三角洲腹地,沉积物属于长江三角洲冲积成因,上层为河漫滩相,下层为河床相。自地表起40m以下部分以砂性土为主,40m以上部分以软弱粘性土与薄层砂性土互层为主,局部砂性土。
 
  吹填前场地内地形起伏变化较大,沟塘纵横,分布人工围堤,陆域地面标高1.20~3.50m(黄海高程零点基面),一般在3.0m左右,吹填形成陆域后地面高程为5.50m.地下水为孔隙潜水,水位埋藏较浅,一般小于0.6m,并接受降水垂直补给以及长江侧向渗流补给。本工程所在区域属7度地震烈度区。
 
  3、土工格栅及其力学性质
 
  土工格栅是在聚丙烯(PP)或高密度聚乙烯(HDPE)板上打孔,然后加热进行单向或双向拉伸,提高高分子键的定向排列性,从而得到高强、低延伸的补强材料。它与过去用挤压成型HDPE热焊成网相比较,抗拉强度为后者的5~10倍,初期接线变形系数是4~10倍,而破坏时的应变只有10%~15%.土工格栅在抗化学药品性、耐腐蚀性等方面都较好,但存在紫外线照射易老化或使用温度限制(-50℃~+80℃)等问题。在材料中掺入碳黑后,能提高其耐候性。
 
  土工格栅具有粘弹性的力学特性,即随着试验速度和试验温度的变化,强度与变形的关系也发生变化。因而土工格栅的补强效果在作为半永久性的情况下,拟将徐变试验值作为设计强度。目前日本根据单向拉伸材料的徐变试验结果,将抗拉试验强度的40%作为设计值。
 
  土工格栅用作补强土工法的有:
 
  (1)铺网工法;
 
  (2)缓坡补强土工法(边坡1∶1.5~1∶1.8);
 
  (3)陡坡补强土工法(边坡1∶0.5~垂直);
 
  (4)垂直补强土挡土墙法;
 
  (5)沉排基础(石笼式基础)工法;
 
  (6)抗土压力结构等。
 
  为节省工程投资,经综合比较论证,选用施工方便和快捷的CE131土工格栅并采用铺网工法对粉细砂软基进行处理。该土工格栅是以热塑性树脂为原料,采用高温挤压拉伸工艺精制而成。
 
  该土工格栅加固地基的机理是:通过在地基表层铺设具有一定刚度和抗拉强度、并能适应地基变形的土工格栅,再在其上铺设一定厚度的山皮石土,使得粒状填料与格栅网孔相互锁合在一起,形成稳固的平面,防止填料的下陷。
 
  4、土工格栅的施工方法
 
  由于码头陆域地基近期对承载力的要求仅在120~150KPa左右,故采用铺设一层土工格栅加填料即可满足荷载设计要求。
 
  首先在吹填砂形成的地基表面铺一层CE131土工格栅,每两块格栅间用U型钉固定或用铁丝绑扎,搭接宽充为15~20cm,U型钉间距不得大于80cm,铁丝间距不得大于30~40cm.接着在土工格栅上铺30cm厚山破石土,其碎石含量约为60%,然后用振动压路机进行压实,平压2遍(一个来回为一遍),振压4遍。为确保压实效果,同时应对该土层进行排水,降低下水位,以防止饱和细砂产生液化现象。
 
  5、结束语
 
  目前,建成后的陆域堆场和道路,经过一年多时间10~15t载货汽车的使用考验,尤其是经历了1996~1997年夏季洪水,场地虽被短时间淹没,但水退后即可行驶重车,使用效果良好。
 
  江都港1号码头陆域的软基处理试验表明,采用CE131土工格栅结构对粉细砂软基进行处理,具有施工工序少,施工速度快,工程费用低,处理效果好的优点。经初步估算,与原设计采用强夯加固法相比,可节约造价约25元/m2。
 
  栅结构对粉细砂软基进行处理,具有施工工序少,施工速度快,工程费用低,处理效果好的优点。经初步估算,与原设计采用强夯加固法相比,可节约造价约25元/m2。
 
  如考虑将来码头发展需要,场地上荷载加大,要求提高地基承载力,则可在上述软基处理的基础上,增设一层CE131土工格栅和20~30cm厚山皮石土,即为双层土工格栅结构,并进行多次重碾压实。
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