10-真空預(yù)壓加固軟土地基施工工藝080704.doc

真空預(yù)壓加固軟土地基施工工藝真空預(yù)壓法適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和其他能夠排水固結(jié)而且能形成負(fù)超靜水壓力邊界條件的軟粘土，并已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事業(yè)、高速公路和機(jī)場(chǎng)等工程中得到廣泛應(yīng)用。1 工藝特點(diǎn)（1）加固過程中土體除產(chǎn)生豎向壓縮外，還伴隨側(cè)向收縮，不會(huì)造成側(cè)向擠出，特別適于超軟土地基加固。（2）真空預(yù)壓荷載不會(huì)引起地基失穩(wěn)，因而施工時(shí)無須控制加荷速率，荷載可一次快速施加，加固速度快，工期短。（3）施工機(jī)具和設(shè)備簡(jiǎn)單，便于操作；施工方便，作業(yè)效率高，加固費(fèi)用低，適于大規(guī)模地基加固，易于推廣應(yīng)用。（4）不需要大量堆載材料，可避免因材料周轉(zhuǎn)干擾施工。（5）施工中無噪音，無振動(dòng)，不污染環(huán)境。2 適用范圍（1）適用于均質(zhì)粘性土及含薄粉砂夾層粘性土等地基的加固，尤其適用于新填土地基的加固；加固深度在10m以內(nèi)。（2）適用于含水量高、孔隙比大、強(qiáng)度低、滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)小的粘性土。（3）適用于堆載預(yù)壓、碎石樁聯(lián)合加固地基。3 工藝原理及設(shè)計(jì)要求真空預(yù)壓法是在地基表面鋪設(shè)密封膜，通過特制的真空設(shè)備抽真空，使密封膜下砂墊層內(nèi)和土體中垂直排水通道內(nèi)形成負(fù)壓，加速孔隙水排出，從而使土體固結(jié)、強(qiáng)度提高的軟土地基加固法。 真空作用下土體的固結(jié)過程，是在總應(yīng)力基本不變的情況下，孔隙水壓力降低、有效應(yīng)力增長(zhǎng)的過程。抽真空時(shí)，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負(fù)壓，使土體與排水通道、墊層之間形成壓差；在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，孔隙水壓力隨之降低、有效應(yīng)力增長(zhǎng)，從而使土體固結(jié)壓密。這樣，地基沉降在預(yù)壓加固階段基本完成，并獲得足夠的強(qiáng)度。因此，在經(jīng)過真空預(yù)壓加固后的地基上施加建筑物荷載時(shí)，既不會(huì)發(fā)生地基失穩(wěn)問題，又不會(huì)產(chǎn)生有害的殘余沉降與差異沉降。4 工藝流程真空預(yù)壓加固軟土地基工藝流程見圖1。5 操作要點(diǎn)5.1 施工準(zhǔn)備（1）編制施工工藝設(shè)計(jì)、作業(yè)指導(dǎo)書等，進(jìn)行技術(shù)交底、技術(shù)培訓(xùn)。（2）真空預(yù)壓設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)并會(huì)同監(jiān)理單位進(jìn)行驗(yàn)收，確保施工工藝參數(shù)。開始原地面處理鋪設(shè)下層砂墊層砂井、塑料板等豎向排水體施工鋪設(shè)中層砂墊層鋪設(shè)真空管網(wǎng)開挖密封溝鋪設(shè)密封膜密封溝回填壓膜安裝真空設(shè)備聯(lián)結(jié)主管和真空設(shè)備試抽真空分層填筑路堤抽真空結(jié)束檢驗(yàn)密封性能工后沉降符合要求不符合是否作 業(yè) 循環(huán)填筑、抽真空?qǐng)D1 真空預(yù)壓施工工藝流程圖（3）施工前應(yīng)按施工圖要求設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)、觀測(cè)斷面，每一斷面上的觀測(cè)點(diǎn)布置數(shù)量、觀測(cè)頻次和觀測(cè)精度應(yīng)符合施工圖要求。觀測(cè)基樁必須置于不受施工干擾的穩(wěn)定地基內(nèi)，并定期復(fù)核校正。（4）鋪設(shè)水平排水體。（5）連結(jié)各系統(tǒng)進(jìn)行抽真空試驗(yàn)，檢查密封性。（6）在加固范圍內(nèi)應(yīng)按施工圖要求設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。5.2 施工工藝（1）檢查豎向排水體是否露出地面并符合要求。（2）鋪設(shè)水平排水墊層。施工中應(yīng)避免對(duì)軟土表層的過大擾動(dòng)和隆起，以免造成砂墊層與軟土混合，影響墊層的排水效果。（3）埋設(shè)排水濾管。濾水管可采用鋼管或塑料管，外包尼龍紗或土工織物等濾水材料。三通、彎管等管材采用鋼管，濾管與鋼管間膠管接頭并用鉛絲綁牢。（4）挖封閉溝。密封膜周邊的密封可采用挖溝埋膜，密封溝的截面尺寸應(yīng)視具體情況而定，以保證周邊密封膜上有足夠的覆土厚度和壓力。（5）鋪設(shè)密封膜。膜四周密封處，膜與軟土接觸要有足夠的長(zhǎng)度，保證有足夠長(zhǎng)的滲徑；膜四周密封處應(yīng)有一定期壓力，保證膜與軟土緊密接觸，使膜周邊有良好的氣密性。（6）預(yù)壓過程中，應(yīng)對(duì)加固范圍的地基穩(wěn)定安全、固結(jié)度、垂直變形、側(cè)向變形控制和加固效果實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)測(cè)被加固體內(nèi)不同部位的負(fù)壓時(shí)狀況。6 主要機(jī)具設(shè)備6.1 塑料排水板打設(shè)機(jī)可采用履帶式或軌道式等輕型設(shè)備，其接地壓力應(yīng)與加固地基相適應(yīng)；當(dāng)?shù)鼗周浫?，地基承載力偏低時(shí)，往往需要對(duì)地基表層臨時(shí)處理，以適應(yīng)打設(shè)機(jī)對(duì)地基承載力的要求。打設(shè)方式可用振動(dòng)錘打入，亦可用靜壓壓入。采用目前常用塑料排水板打設(shè)機(jī)打設(shè)長(zhǎng)度為20m左右的塑料排水板時(shí)，打設(shè)效率一般可達(dá)到10001500m/臺(tái)班。6.2 真空設(shè)備及自控裝置6.2.1 真空設(shè)備48型射流泵、3HA9型離心式水泵。6.2.2 自控裝置自動(dòng)控制儀表、記錄儀。7 勞動(dòng)力組織真空預(yù)壓班勞動(dòng)力組織見表1。表1 勞動(dòng)力組織表（僅為真空預(yù)壓班）序號(hào)工種人數(shù)工作內(nèi)容1工班長(zhǎng)1負(fù)責(zé)全面工作2測(cè)量工1負(fù)責(zé)測(cè)量工作3技術(shù)工人3負(fù)責(zé)真空裝置操作及電線、管道管理工作4操作工24負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)量測(cè)、安裝密封系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、真空裝置等合計(jì)798 質(zhì)量要求及質(zhì)量控制措施8.1 質(zhì)量要求（1）真空預(yù)壓期間，泵上真空度應(yīng)大于700mmHg，膜下真空度應(yīng)大于600mmHg。（2）采用以下方法檢驗(yàn)真空預(yù)壓加固效果：1）鉆探取土進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)。2）現(xiàn)場(chǎng)十字板、靜力觸探等試驗(yàn)。3）必要時(shí)進(jìn)行載荷板試驗(yàn)。8.2 質(zhì)量控制措施（1）在真空預(yù)壓加固過程中，加固區(qū)周圍將產(chǎn)生向加固區(qū)內(nèi)的水平變形，加固區(qū)邊線以外約10m附近常發(fā)生裂縫。因此，在建筑物附近施工時(shí)應(yīng)注意抽真空期間地基水平變形對(duì)原有建筑物所產(chǎn)生的影響。（2）整平加固區(qū)場(chǎng)地，清除雜物，并鋪設(shè)砂墊層。為避免塑料密封破損，砂墊層表面不得存留石塊及其他尖利雜物。（3）塑料排水板打設(shè)完畢并驗(yàn)收合格后，應(yīng)及時(shí)仔細(xì)地用砂墊層砂料把打設(shè)時(shí)在每根塑料排水板周圍形成的孔洞回填好，否則，抽真空時(shí)這些孔洞附近的密封薄膜很容易破損，造成漏氣，從而難以達(dá)到和維持要求的真空度。（4）埋設(shè)膜下濾管時(shí)，綁扎過濾層的鉛絲頭均應(yīng)朝向兩側(cè)，切忌朝上。濾管周圍須用砂填定，埋砂厚度以5cm左右為宜。砂料中的石塊、瓦礫等尖利雜物必須清除干凈，以免扎破密封膜。（5）鋪膜時(shí)須挖溝，挖出的土堆在溝邊平地上，不得堆在砂墊層上。還應(yīng)避免砂?；霚现?。薄膜應(yīng)事先仔細(xì)檢查，鋪設(shè)時(shí)四周應(yīng)放到溝底，但不要拉得過緊。溝中回填的粘土要密實(shí)且不夾雜砂石。（6）管道出膜處應(yīng)與出膜裝置妥善連接，以保證密封性。膜外水平管道上應(yīng)接有閥門。每臺(tái)射流和閥門外側(cè)均應(yīng)裝有真空表，使用前應(yīng)進(jìn)行試抽檢查。（7）整個(gè)真空系統(tǒng)安裝完畢后，記錄各觀測(cè)儀器的讀數(shù)，然后試運(yùn)轉(zhuǎn)一次。發(fā)現(xiàn)漏氣等問題時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施補(bǔ)救。（8）抽真空期間必須保證電力連續(xù)供應(yīng)，不得中途斷電，以使真空度在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到并長(zhǎng)期維持設(shè)計(jì)值。9 安全及環(huán)保措施9.1 施工安全（1）操作人員必須持證上崗。主要設(shè)備的操作人員應(yīng)具有熟練的操作技能并了解施工的全過程。（2）機(jī)械、電氣設(shè)備必須達(dá)到國(guó)家安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，施工中若發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常，應(yīng)立即關(guān)閉電源，進(jìn)行檢修。（3）機(jī)電設(shè)備廠應(yīng)固定就位，不可隨意搬運(yùn)，電動(dòng)部分應(yīng)設(shè)置網(wǎng)罩，電箱電線懸掛。（4）施工安全防護(hù)、機(jī)械操作及用電要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、行業(yè)的有關(guān)規(guī)定。 9.2 環(huán)境保護(hù)（1）地基固結(jié)溢水，不得隨意排放，應(yīng)設(shè)排水通道到指定區(qū)域。（2）真空預(yù)壓排水過程中，應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)（如建筑物、道路、管線等）的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。（3）現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的廢棄砂石料、生產(chǎn)及生活垃圾等必須及時(shí)清理。不得隨處拋撒。（4）盡量采用低噪聲施工機(jī)具，避免影響周邊居民。10 工程實(shí)例目前國(guó)內(nèi)真空預(yù)壓法加固軟基已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，很大程度上節(jié)約工程投資。天津新港東突堤真空預(yù)壓加固工程為天津新港新建突堤碼頭后方堆場(chǎng)加固處理工程，總加固面積48萬平方米。被加固土為在原軟粘土地基上新近吹填的超軟粘土地基，土質(zhì)為淤泥、淤泥質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)亞粘土，含小量大、壓縮性高、強(qiáng)度低。該工程加固面積大，工期要求緊，且缺乏堆載材料，所以普通堆載預(yù)壓不但造價(jià)高，而且無法按預(yù)定工期要求完成。設(shè)計(jì)采用真空預(yù)壓法施工，并自1987年6月至1989年11月僅用29個(gè)月就完成了全部加固工程，比原定工期提前兩個(gè)月。該加固工程采用塑料排水板作水豎向排水通道，板距1.3m，正方形布置，板長(zhǎng)20m（部分長(zhǎng)板達(dá)24.5m