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投稿须知 2019WTC专题
爆破挤淤施工方法及应用
编辑:栾强 刘兴木 来源:bet356娱乐场官网 时间:2017-07-17 13:36:17

  爆炸挤淤是软基处理的重要手段,本文以某工程实施的过程及监测结果数据为例,分析施工不足之处并提出改进措施。

  文/大连港口建设监理咨询有限企业 栾强 刘兴木

  某道路工程全长10.3km,路堤防护工程为该工程的分项工程。整个路堤防护工程分主线、支线两条,总长661.511m。其中,主线里程K1+700~ K2+211.426 段采用爆炸挤淤施工方法。各段淤泥厚度如下:堤段K1+700 ~ K2+211.426, 泥面标高为-4.13 ~ -4.50,落地标高-8.87~ -10.56,置换深度4.34 ~ 6.20。

  基本原理

  该工程爆炸处理软基采用“控制加载爆炸挤淤置换法”,即利用堤身自重荷载与爆炸荷载对土体综合作用达到挤淤目的。其基本原理是:

  1. 根据地质勘探报告、土工计算原理和堤身设计高度,经过理论分析计算,确定堤身抛填高度。要点是通过抛填高度参数的控制最大限度地达到挤淤效果,又不至于施工不便或引起爆后堤顶超高。

  2. 根据抛填计算高度值和堤身设计断面,计算堤身抛填宽度值。理论上,加宽部分的抛填方量应等于外侧平台的方量,通过抛填宽度控制,使堤身宽度尤其是堤身两侧平台宽度得到保证,形成的平台尺寸应尽量与设计尺寸相符合,减少理坡工作量。

  3. 由抛填高度和宽度计算堤身自重加载挤淤深度,确定堤身要达到设计深度还需要挤除的淤泥厚度值,根据经验和爆炸作用机理确定爆炸参数。

  抛填结束后,堤身自重挤淤的效果如图1 所示:

  厚大淤泥质土的堤坝基础,可简化为均质地基上的条形柔性基础,其基底压力分布与堤身荷载一致。可根据斯普肯顿公式计算堤身自重加载挤淤深度:

  ――条形荷载下地基极限承载力,kpa

  ―地基土的粘聚力。淤泥取=4.182kpa

  ―堤基埋深d 范围内土的重度,取 =17.4KN/m3

  当地面上任一点的荷载大于地基表面的极限承载力时,该点土体将产生破坏,并向侧向挤出,故在堤坡上总可找到一平衡点,其地面荷载值q A=r1

  h 与地基表面的极限承载力Pu相等,处于竖向平衡状态。抛填后的断面可简化如图1,则堤身底面下沉宽度b1=b0+2(H+h)k,作用于其上的堤身平均自重压力 。由此可推导,堤身自重的平均挤淤深度d 为:

  ――填料重度,取 =r1=26.7KN/m3

  ―系数,取1.2

  4. 施工时,通过对施工环境和爆前爆后断面(包括淤泥包)的监测,控制两侧药包位置和参数,确保堤身断面的完整形成。

  在该方法中,土及填料的物理力学性质是内因,控制抛填加载是手段,必要的爆炸是使挤淤过程得以完成的附加外载。

  通过抛填加载和爆炸载荷的控制,使挤淤过程按设计进行,确保堤身达到设计断面,满足质量要求。

  合龙段施工

  合龙段位置

  合龙段选取的基本原则是选择淤泥厚度相对较薄、淤泥出路较为宽广的地段,同时结合实际施工时淤泥鼓包的高度变化确定合理的合龙段长度。该工程的合龙段位置拟选择在K1+840 ~ K1+900 段, 合龙段长度初步定为35m ~ 40m。

  施工方案

  总体采用先爆填形成10m 的基础堤,然后以此为基础向外海方向以5m ~ 6m 为一个进尺连续侧向爆填的工艺,见图2。

  施工时应采用大块石抛填,并严格控制抛填高度和进尺。

  爆炸参数及爆炸前后断面

  各堤头爆前爆后典型纵断面见图3 :

  各断面经侧爆及坡脚爆夯之后典型断面曲线见图4 :

  爆破挤淤施工结果

  1. 经K2+165 ~ K2+095 段典型施工发现, 在K2+165 ~ K2+130 第一次侧爆8 个断面中,K2+155,K2+130 两个断面石舌未达到设计尺寸,在K2+130~K2+095第二次侧爆7个断面中,K2+125 断面石舌未达到设计尺寸。

  2. 典型施工段所有断面侧爆后坡面及压脚块处标高均高于设计标高。3. 经过数次堤头爆后,堤头前方淤积大量淤泥,最高处标高已达到-0.5m,低潮时已露出水面,影响爆炸挤淤效果。

  4. 经过体积平衡计算,体积平衡系数为90% ~ 95%,达到预期设定要求。

  施工不足之处及改进措施

  1.K2+155、K2+130、K2+125 三个断面经侧爆后石舌未达到设计尺寸,改进方法为在三个断面外侧补埋药包,进行补爆,将石舌爆至设计尺寸。

  2. 由于所有断面侧爆后,坡面及压脚块处标高均高于设计标高,决定采用长臂挖掘机将多余的部分进行反挖,平均每延米反挖量为5.9m3。

  3. 在K1+700 处先提前回填一段堤身,采用合龙段处理将淤泥挤到外侧。

  4. 在施工过程中有时测量误差偏大,造成布药位置不够准确,爆破没有达到理想的效果,因此需要测量认真监控,保证布药位置准确。

( 来源: bet356娱乐场官网 编辑:栾强 刘兴木 )

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