真空預壓施工工藝工法

1、真空預壓施工工藝工法(QB/ZTYJGYGF-LJLM-0110-2011)前言1.1工藝工法概況真空預壓法早在上世紀50年代初由瑞典人提出并應用，但在我國直至70年 代末期一直末能得到廣泛應用，1980年，交通部第一航務工程局科研所在天津新 港開展現(xiàn)場試驗研究，解決了實用密封薄膜、抽真空裝置等關鍵施工工藝，使該 法達到實用階段。真空作用下土體的固結過程，是在總應力基本不變的情況下，孔隙水壓力降 低、有效應力增長的過程。因此，在經過真空預壓加固后的地基上施加建筑物荷 載時，既不會發(fā)生地基失穩(wěn)問題，又不會產生有害的殘余沉降與差異沉降。目前， 真空預壓法已在港口工程、化工、建筑、公用事業(yè)和機場等工

2、程中得到實際應用， 加固面積已超過150萬平方米，取得了良好的技術經濟效果。1.2工藝原理真空預壓法的過程是在地基表面鋪設密封膜，通過真空設備抽真空，使密封 膜下砂墊層內和土體中垂直排水通道內形成負壓，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、有效應力增長，加速孔隙水排出，從而使土體固結、強度提高的軟土 地基加固法，以達到最終加固地基的目的。工藝工法特點2.1加固過程中土體除產生豎向壓縮外，還伴隨側向收縮，不會造成側向擠 出，不會引起地基失穩(wěn)，特別適于超軟土地基加固，因而施工時無須控制加荷速 率，荷載可一次快速施加，加固速度快

3、，工期短。2.2施工機具和設備簡單，便于操作；施工方便，作業(yè)效率高，加固費用低。2.3施工中無噪音，無振動，不污染環(huán)境。適用范圍適用于加固淤泥、淤泥質土和其他能夠排水固結而且能形成負超靜水壓力邊 界條件的軟粘土地區(qū)地基加固。主要引用標準公路工程質量檢驗評定標準JTGF801；公路路基施工技術規(guī)范JTG_F10；鐵路路基施工規(guī)范TB10202；真空預壓法加固軟土地基施工技術規(guī)程HG/T 20578。施工方法在基底表面鋪設密封膜，通過真空射流泵將密封膜下面的加固范圍土體抽真 空，施工過程主要包括：鋪設砂墊層、設置塑料排水板、安裝抽真空系統(tǒng)、鋪設 密封膜、抽真空。圖1真空預壓施工示意圖工藝流程及操作

4、要點6.1施工工藝流程真空預壓施工工藝流程見圖2。試抽氣鋪設砂墊層打插排水帶筑擋水埝鋪密封月;圖2真空預壓施工工藝流程圖檢 查 修 補停泵觀察驗收拆除設備試抽氣鋪設砂墊層打插排水帶筑擋水埝鋪密封月;圖2真空預壓施工工藝流程圖檢 查 修 補停泵觀察驗收拆除設備6.2操作要點6.2.1鋪設砂墊層采用中粗砂作為濾水層，其厚度一般為400mm，要求表面平整，厚度均勻，其 誤差不大于土 20mm，原地勢高低起伏太大時應設法調整。6.2.2插打塑料排水帶插板機是利用沿豎直軌道上下運動的震動錘將穿有塑料排水帶的鋼套管插入 地下，當套管向上拔起時，位于鋼管下端的樁靴把排水帶留滯在地下，在土體內 形成豎向排水通

5、道。樁靴是保證塑料板埋置深度的關鍵，對于不同的土體，可以 采用不同的樁靴。圖3中A所示的角鋼樁靴用于穿透土層中有礫石或硬層的地基， 圖3中B所示的鋼筋樁靴在穿透較軟土壤時使用。角鋼樁靴使用時需用縫合釘按 圖3中A所示方法縫合，以防排水帶從樁靴上拔脫，角鋼樁靴的長度應比樁管直 徑大1020mm，以便讓淤泥掛住樁靴把水帶留在樁孔內。圖3樁靴示意圖圖3樁靴示意圖排水帶的平面位置和埋置深度應嚴格控制，水平間距允許誤差不大于土 100mm，埋置深度允許誤差不大于土 300mm。為了防止埋置深度不夠，除了要根據 土質條件選擇合適的樁靴外，操作時應讓樁管插夠深度后緩緩向上拔管，待確認 排水帶下端錨固好后再加

6、快拔管速度。6.2.3設備安裝設備安裝包括安裝濾水管網、真空泵、真空表，挖壓膜溝，鋪塑料密封膜及 填筑擋水墻等工序。1鋪設濾水管濾水管采用01OOmmPVC管材制作，在管壁上按每60mm鉆一圈010小孔，然后 在管表面纏裹兩層加厚無紡土工布，并用16#鉛絲按每100mm 一道綁扎牢，管接頭 可用配套的塑管接頭，也可用膠管接頭。安裝和綁扎時都應注意把綁扎鉛絲一順 向下，以防朝上時扎破密封膜。濾水管應埋在濾水層的中間，上下厚度要均勻。濾水管網的布置有3種方法，見圖4。濾水管的間距不大于8m，外側管距膜溝中 心線距離不大于4m。圖4濾水管布置意圖2真空泵射流式真空泵性必須完全滿足使用要求。3加固單元

7、劃分和工藝系統(tǒng)設計在一張完整的密封膜復蓋下的加固地塊為一個單元。一般情況下，加固單元 的面積不大于10000m2，不小于2000m2，過大會增加施工難度，過小則對工程成本 不利。此外還應根據地形和地勢條件靈活掌握，劃分加固單元的技術條件有：（1）地塊的長邊和短邊之比不大于3:2。（2）地塊的地勢要平坦，相對高差不大于0.3m。工藝設計包括管網平面布置、泵及電器線路布置、真空度探頭位置確定、沉 降觀測點布置以及設計有特殊要求的其它設施的布置和配備。4密封膜鋪設根據所需真空度，一般密封膜應鋪設34層，鋪膜前應先將壓膜溝挖好。鋪 膜應選擇無風的好天氣，鋪膜工作應在白天一次完成，鋪膜要集中人力，并要準

8、 備足夠數量的氯丁膠和一臺高頻熱合機及部分備用的整卷塑料膜。施工人員必須 穿無釘軟底鞋，在統(tǒng)一組織指揮下進行鋪膜作業(yè)。鋪膜沿著長邊的一側開始，認 真檢查塑料膜有無開焊、破孔，并及時修補。相鄰兩層密封膜的接縫必須錯開500mm以上，嚴禁焊縫重疊。大片撕裂處要 用熱合機縫合。鋪膜后應立即填壓膜溝，以防遇大風將密封膜掀壞。壓膜前保持壓膜溝里有200300mm深的水，先把膜浸入水底，再在膜上壓一 層粘土，當泥浸透后要求由人工將粘泥踩成泥漿，然后再在溝里填粘土，并分層 輕輕夯實。膜溝填實后再做擋水埝，埝高600800mm，同一地塊的埝頂要在同一 平面上，高差不大于100mm。抽氣管需穿過密封膜，膜和鋼管

9、的接口處需采取特殊的密封措施，其目的既 要把接口處壓密實，又要防止抽氣時將密封膜拉裂。6.2.4真空預壓1試抽氣階段抽氣開始時，將所有抽氣泵同時開啟，認真觀察真空度的變化，正常情況下， 開泵后24h，泵口處的真空度就能達到20kPa，此階段要多安排人員在地塊內和 膜溝附近認真查找漏氣部位，發(fā)現(xiàn)一批停泵修理一批，反復尋找，反復修理，直 至無漏氣點為止。當膜內真空度達到40kPa時應停泵，進行一次全面檢修，檢修 內容包括：1）擋水埝和膜內外側的地面有無裂焊、塌陷，并查明原因進行加固處理。2）預壓區(qū)內有無過大的不均勻沉降，如沉降呈塌陷形時要剪開密封膜用砂填 平。3）電器、機械是否完好，真空表靈敏度是

10、否正常。2抽真空經過檢查、修理，再抽氣時真空度會提高很快，此時更應注意觀察整個預壓 區(qū)內有無異常，因為隨著真空度的提高.一旦發(fā)生故障情況比較突然，會造成較大 的損壞，而且不易修復。經過24h抽氣，如情況正常，便可向埝內灌水。覆水有兩個作用，一是覆水后可以在三層膜間形成很薄的夾水層，增加膜的 密封性能；二是防止直接暴曬塑料膜，減緩膜的老化。6.2.5監(jiān)測與檢測驗收1監(jiān)測項目及頻率監(jiān)測儀器應在打設塑料排水板后，鋪設密封膜前布設，其數量及布設應滿足設 計要求。施工過程中應對地表沉降、膜下真空壓力、孔隙水壓力、側向位移、深 層分層沉降、地下水位等項目進行監(jiān)測由于檢測設備與技術限制，施工單位一般 只進行

11、地表沉降監(jiān)測，其余項目均由第三方專業(yè)檢測單位實施。各監(jiān)控項目的觀 測頻率應滿足下列要求：1）膜下真空壓力每24h觀測1次。2）孔隙水壓力、地表沉降和塑料排水板內部真空壓力在加載初期每天1次， 中后期24d觀測1次。3）其余監(jiān)控項目在加載初期每12d觀測1次，中后期35d觀測1次。4）加固區(qū)周圍有建筑物和地下管線或采用真空聯(lián)合堆載預壓時對側向位移加 密觀測。2驗收真空預壓抽真空持續(xù)時間應符合設計要求，設計無要求時應持續(xù)25個月。 真空壓力每4h觀測一次，衡量是否達到預壓要求，是以膜內真空度的最低值不小 于80kPa，并且保持穩(wěn)定。地基表面沉降量控制采用雙控，即累計沉降量達到設計 要求；且在確保真

12、空度不低于80kPa時，連續(xù)5d的日平均沉降量不大于0.5mm， 地基固結度已經達到設計要求的80%時，經有關各方驗收，即可終止抽真空。施工結束后應鉆探取土進行土工試驗以及現(xiàn)場檢查地基土十字板剪切強度， 靜力觸探值及要求達到的其它物理力學性能。6.2.6設備拆除與清理所有的設備、管網都應進行保護性拆除，濾水管網起出后，應將管內的泥土 用水沖洗干凈，晾干后集中堆放以備再用。射流泵和清水泵都應檢修保養(yǎng)，真空 表應進行校驗。塑料薄膜也應清理干凈，擋水埝應就地平整。勞動力組織真空預壓施工每10000皿工程量的勞動力計劃見表1，具體可根據工程規(guī)模等 情況進行調整，以滿足施工略有富余為原則。表1施工作業(yè)勞

13、動力配備序號項目工種人數備注1鋪筑砂墊層普工20人工配合小型機具2插板作業(yè)機械操作工2按1臺樁機1個作業(yè)班配備指揮1普工63挖膜溝、筑埝普工10以每10000m2臨時配備4鋪膜普工10以每10000m2臨時配備5設備安裝電工4以每10000m2配備鉗工4普工106抽氣運行電工2按三班制運行，每班正常人員 配備（白班進行修補，增加普 工34人）鉗工1測量工2運行工3普工48.主要機具設備真空預壓工程主要施工機械設備見表2,具體數量和機械型號等根據工程規(guī) 模、特點等進行調整配備，以滿足施工略有富余為原則。表2每10000m2所需主要機具數量序號名稱單位數量備注1真空射流泵臺682濾水管m14001

14、6003塑料薄膜m235000380004真空表塊12 165沉降觀測標尺件206自動控制記錄儀套1273HA-9型離心式水泵臺358IJB-16型履帶式插帶機臺1質量控制9.1易出現(xiàn)的質量問題9.1.1有砂墊層中夾雜石塊等雜物刺破密封膜；9.2.2塑料排水板打設時排水板扭結、斷裂或淤泥進入帶芯堵塞輸水孔，影響 到塑料排水帶的排水效果。9.2保證措施9.2.1整平加固區(qū)場地，清除雜物，并鋪設砂墊層。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。9.2.2濾管周圍須用砂填定，并用磁盤埋好，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。9.2.

15、3鋪膜挖溝時挖出的土堆在溝邊平地上，不得堆在砂墊層上。還應避免 砂粒滑入溝中。薄膜應事先仔細檢查，鋪設時四周應放到溝底，但不要拉得過緊， 溝中回填的粘土要密實且不夾雜砂石。9.2.4塑料排水帶濾水膜在轉盤和打設過程中應避免損壞，防止淤泥進入帶 芯堵塞輸水孔，影響到塑料排水帶的排水效果。9.2.5打設塑料排水帶時嚴禁出現(xiàn)扭結斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。安全措施10. 1主要安全風險分析主要安全風險包括施工現(xiàn)場用電安全、機械傷害等方面。10. 2保證措施10.2.1無論是電工或運行工，上崗值班必須兩人同崗，嚴禁單人上崗。必須 堅持定期安全檢查制度。強風、暴雨后應立即進行線路和用電設備檢查。10.2.2插

16、樁作業(yè)如遇雷雨天，必須停止作業(yè)，并把樁管插入地里。10.2.3機械作業(yè)插板機卷揚機鋼絲繩必須經常檢查，及時更換。震動錘的所 有緊固件必須有防振自鎖裝置，并要經常檢查、緊固。10.2.4插板作業(yè)必須專人指揮，特別是穿樁靴的人員必須動作協(xié)調，嚴防人 身傷害。環(huán)保措施11.1加強對施工燃料、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾的控制和治理， 對產生的廢棄物集中存放，集中處置。11.2對施工現(xiàn)場、運輸便道等易產生粉塵的地段定時進行灑水降塵，勤洗施 工機械車輛，使產生的粉塵污染程度減至最小。應用實例12.1工程簡介廣州大學城市政道路工程一標段工程，我公司承建管段全長6.75km，其中軟 基處理主要工程數量有：真空預壓15000皿，水泥攪拌樁25.23萬m，塑料排水板 93.08 萬 m。12.2施工情況標段地層全部為軟土地基，地層自上而下依次為第四系人工填雜土、淤泥及 風化變質巖，軟土含水量大，強度低，不適宜直接填筑路