超載預(yù)壓施工工藝

1、.超載預(yù)壓施工工藝真空預(yù)壓的特點(diǎn)1.1 真空預(yù)壓法是利用大氣來(lái)加固軟地基，因此和堆載排水預(yù)壓法相比，不許要大量的預(yù)壓材料。1.2 真空預(yù)壓法在施工時(shí)荷載無(wú)須分級(jí)施加，可以一次性快速施加到80Kpa以上而不會(huì)引起地基失穩(wěn)，與堆載預(yù)壓法相比加載較快，可明顯縮短工期。同時(shí)該法在卸載時(shí)只要抽氣停止就可以了，因而施工起來(lái)簡(jiǎn)單、容易。1.3 在同等條件下真空預(yù)壓法處理后地基比堆載排水法處理的地基密實(shí)度高，且加固均勻，平均沉降量要大1.4 在同等條件下，真空預(yù)壓法加固地基時(shí)抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)率比堆載排水法大。1.5 真空預(yù)壓法的工程造價(jià)主要取決于真空泵的動(dòng)力消耗。1.6 真空預(yù)壓與堆栽預(yù)壓相結(jié)合可以達(dá)到超載的目的

2、，而不會(huì)產(chǎn)生填土超載預(yù)壓的不利于穩(wěn)定的弊端。2適用范圍2.1 堆載材料缺乏，價(jià)格較高，工期較緊而電力供應(yīng)不足地區(qū)。2.2 難以施加荷載的超載地基。2.3 臨近危險(xiǎn)邊坡地帶。3工藝原理真空預(yù)壓法是排水固結(jié)法處理軟土地基的有效方法之一，它是利用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，通過(guò)抽真空在地基中產(chǎn)生負(fù)壓，使土體空隙中的水分排出，從有效應(yīng)力原理可知：空隙水排出，孔隙水壓力減小后，有效應(yīng)力就相應(yīng)的增加，在壓力差作用下，土體中的水分被排出，土體得到加固，土體強(qiáng)度得到提高。根據(jù)達(dá)西定律，土體中孔隙水的滲透速度與水力坡度正正比，增加水頭差和減少排水距離L均可加速土體的排水固結(jié)。真空預(yù)壓的加固機(jī)理是通過(guò)保持土體中的總應(yīng)力不變，降低

3、垂直排水通道中的孔隙水壓力使之小于原有的孔隙水壓力，即產(chǎn)生孔隙水壓力，形成滲流需要的水力梯度；而堆載預(yù)壓是通過(guò)施加外荷載使土體中的總應(yīng)力增加，導(dǎo)致軟土中的孔隙水壓力增加并超過(guò)垂直排水通道中的孔隙水壓力，即產(chǎn)生正的孔隙水壓力，從而形成滲流需要的水力梯度/兩者聯(lián)合應(yīng)用，正負(fù)孔隙水壓力壓差增大，也就是增加了水頭差，造成孔壓消散更快，加固效果更好，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基工藝原理見(jiàn)圖34工藝流程及操作要點(diǎn)4.1 工藝流程見(jiàn)圖4.11-平整場(chǎng)地；2-量測(cè)地面起始高程；3-埋設(shè)施工沉降觀測(cè)板；4-鋪設(shè)30砂礫墊層；5-打設(shè)排水板；6-鋪設(shè)20cm砂礫墊層；7-鋪設(shè)10cm砂墊層并敷設(shè)主管、濾管；8-埋設(shè)砂

4、墊層中的真空度測(cè)頭；9-挖密封溝；10-安置主管出膜裝置；11-量測(cè)施工沉降量；12-鋪土工布及土工膜；13-鋪設(shè)10cm砂墊層；14-安裝抽真空裝置；15-回填密封溝；16-聯(lián)接主管到抽真空裝置；17-設(shè)置膜上沉降標(biāo)；18-測(cè)沉降初值；19-試抽真空；20-檢查膜上及密封溝漏氣情況；21-正式抽真空；22-施工監(jiān)測(cè)開(kāi)始；23-土方填筑開(kāi)始；抽真空結(jié)束；（流程圖見(jiàn)下頁(yè)）4.2施工工藝下面結(jié)合杭州灣跨海大橋南接線工程第六合同段工程概況對(duì)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的施工工藝予以說(shuō)明。工程概況：該工程位于浙江省慈溪市掌起鎮(zhèn)，屬于海積平原區(qū)。軟土地基的特點(diǎn)是1亞粘土耕植土層厚1-2m。下伏1層淤泥質(zhì)亞粘土軟土層

5、，土工試驗(yàn)指標(biāo)低，變異性較大。主要的軟土層為1：淤泥質(zhì)亞粘土（Q42+m）灰色、灰褐色，飽和、流塑。層間夾亞粘土或亞砂土薄層，層厚約2-4cm。具有高含量、高孔隙比、高壓縮性、高靈敏度等特征，工程地址條件很差。全合同段分布，埋深1-2m，最厚達(dá)23.4m，不宜作為基礎(chǔ)持力層。圖4.1真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法施工工藝流程圖軟土地基處理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：1、    路堤穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)：采用有效固結(jié)應(yīng)力進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，不論在施工期還是運(yùn)營(yíng)期，其穩(wěn)定系數(shù)K1.5；2、    路面設(shè)計(jì)使用年限（15年）內(nèi)殘余沉降滿足下列要求：橋臺(tái)與路堤相鄰處0.10 m，涵洞或箱形通道處0.2

6、0 m，一般路段0.30 m。4.2.1水平排水系統(tǒng)施工  4.2.1.1清除表土，整平場(chǎng)地形成自路中心向兩側(cè)2%的橫坡；  4.2.1.2砂的質(zhì)量和規(guī)格必須符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定；  4.2.1.3砂墊層表面不得存留石塊及其他尖利雜物并符合表4.2.1.3要求；表4.2.1.3 砂墊層施工要求項(xiàng)次    檢查項(xiàng)目    規(guī)定值或允許偏差    檢查方法和頻率1    砂墊層的厚度    不小于設(shè)計(jì)    每200 m檢查4處2  &#

7、160; 砂墊層的寬度    不小于設(shè)計(jì)    每200 m檢查4處3    反濾層的設(shè)置    符合設(shè)計(jì)要求    每200 m檢查4處4    壓實(shí)度    90    每200 m檢查4處4.2.2垂直排水系統(tǒng)施工  4.2.2.1塑料排水板的施工工藝如下：移動(dòng)插班機(jī)就位，調(diào)正套管垂直度，對(duì)準(zhǔn)樁位。在空心套管中插穿入鋼靴，再將排水板回插入套管咀中，拉緊排水板，使鋼靴緊貼套管沉入土層，至設(shè)計(jì)要求深度；  以震動(dòng)加

8、壓的方式將套管沉入土層，至設(shè)計(jì)要求深度；  拔出空心套管，由于土對(duì)鋼靴及排水板的粘結(jié)力而使排水板留在土中；  留出排水板埋入砂墊層的長(zhǎng)度約為30，將排水板減斷，移動(dòng)導(dǎo)管至下一樁位，繼續(xù)下一根排水板施工。  4.2.2.2排水板施工注意事項(xiàng)  施工前根據(jù)設(shè)計(jì)要求打設(shè)深度及地質(zhì)情況選用合適的插班機(jī)；  排水板在打設(shè)當(dāng)中出現(xiàn)回帶現(xiàn)象較嚴(yán)重時(shí)，除嚴(yán)格控制淤泥進(jìn)入套管外，必要時(shí)可向管內(nèi)適量注水，如回帶超過(guò)0.5 m時(shí)應(yīng)重新補(bǔ)打；  打設(shè)排水板時(shí)留在孔口的淤泥應(yīng)及時(shí)清除，以防污染砂墊層；  打設(shè)排水板不應(yīng)扭曲，濾膜不應(yīng)破損或污染；

9、60; 排水板接長(zhǎng)時(shí)應(yīng)拆開(kāi)濾膜，對(duì)準(zhǔn)芯班槽口，再包好濾膜，用釘固定，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.2 m嚴(yán)禁浮放搭接；  排水板應(yīng)露出第一層砂墊層15，彎倒埋入第一層砂墊層。  4.2.2.3塑料排水板施工要求應(yīng)符合表4.2.2.3的規(guī)定表4.2.2.3塑料排水板施工要求項(xiàng)次    檢查項(xiàng)目    規(guī)定值或允許偏差    檢查方法和頻率1    板間距（）    ±150    抽查2%2    板長(zhǎng)    不小于設(shè)

10、計(jì)    查施工記錄3    豎直度    1.5    查施工記錄  4.2.2.4排水板打設(shè)完畢并驗(yàn)收合格后應(yīng)及時(shí)仔細(xì)地用砂料把打設(shè)時(shí)在每根塑料排水板周?chē)纬傻目锥椿靥詈?，否則抽真空時(shí)這些孔洞附近的密封薄膜很容易造成漏氣從而難以達(dá)到和維持要求要求的真空度；4.2.3.1抽真空系統(tǒng)施工4.2.3.1抽真空系統(tǒng)主要包括：主、濾管安裝，主管出膜裝置，抽真空設(shè)備安裝；4.2.3.2一般每臺(tái)真空泵擔(dān)負(fù)軟基處理面積為8001000，據(jù)此可根據(jù)軟基處理總面積算得真空泵的數(shù)量，再根據(jù)真空泵的數(shù)量計(jì)算出主管間距，濾管間

11、距一般為68m。主濾管布置要求見(jiàn)圖4.2.3.2。4.2.3.3濾管與濾管連接可在管頭涂PVC    膠水，再將小管頭塞入略大管頭相連接。4.2.3.4主管與濾管連接由三通和四通構(gòu)成，三通、四通與個(gè)管采用鋼絲橡膠軟管，要求鋼絲橡膠軟管套入真空管和三通、四通的長(zhǎng)度10，并用12號(hào)鉛絲綁扎，綁扎時(shí)注意沿線路橫向不應(yīng)過(guò)緊，達(dá)到不使沙礫進(jìn)入真空管即可，并要求鉛絲頭向下，以防止其損壞密封膜。4.2.3.5 主管出膜采用在膜上挖洞，在膜外用專(zhuān)用塑料膠水粘貼雙層密封膜堵漏進(jìn)行處理，要求見(jiàn)圖4.2.3.54.2.3.6 主管出膜后用橡膠軟管接入止回閥，止回閥再與抽真空裝置連接，其安裝見(jiàn)圖4

12、.2.3.64.2.3.7抽真空裝置由水箱、射流噴嘴、真空吸管、污水泵組成，安裝見(jiàn)圖4.2.3.7，水箱安裝在密封溝上，并應(yīng)使其高度低于密封膜面高度圖4.2.3.74.2.4密封系統(tǒng)施工  4.2.4.1密封系統(tǒng)施工包括密封膜，密封溝，土體深層密封，加固中地表開(kāi)裂的密封。  4.2.4.2密封膜加工時(shí)，尺寸大小應(yīng)考慮埋入密封溝的部分；  4.2.4.3密封膜鋪設(shè)自一邊開(kāi)始，；兩層一道順序同時(shí)由近及遠(yuǎn)進(jìn)行鋪設(shè)；  4.2.4.4密封膜埋入密封溝時(shí)，注意膜不要被石頭、草根、樹(shù)根等戳破；  4.2.4.5密封溝回填好后，在溝中放水，水深控制在10左右

13、，若密封溝有漏氣，水面、會(huì)有漩渦。  4.2.4.6密封膜鋪好后，進(jìn)行試抽真空，檢查密封膜有無(wú)漏氣。具體方法：一般膜有漏洞的地方會(huì)發(fā)出風(fēng)鳴聲，此時(shí)派人穿軟底鞋在膜上進(jìn)行地毯式巡查，發(fā)現(xiàn)膜破時(shí)用小塊薄膜粘貼補(bǔ)好。  4.2.4.7在試抽真空度穩(wěn)定在80Kpa后保持710天，地基土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，才能進(jìn)行堆載欲壓；4.2.2.8密封溝是指在加固區(qū)四周開(kāi)挖用于埋設(shè)密封膜的溝槽，其深度一般為1.21.5米，當(dāng)被加固區(qū)土層粘粒含量較高，滲透性較差時(shí)，取較小值；溝的寬度為0.60.8m，人工開(kāi)挖時(shí)可適當(dāng)放大。4.2.4.9密封溝挖好后，將膜放入溝中，應(yīng)注意將膜貼于溝的內(nèi)壁，并將膜放至溝

14、底，然后分層回填；4.2.4.10當(dāng)被加固的地層表面下不太深（35m）的地方，有一層厚度不大（23 m）的透水層存在，應(yīng)考慮采用鋼板樁法、灌漿法、深層攪拌法等對(duì)該透水層進(jìn)行密封處理；4.2.4.11加固區(qū)出現(xiàn)裂縫時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)漏氣，可用一定稠度的粘土漿倒灌裂縫中，將其封閉。4.2.5施工檢測(cè)  4.2.5.1施工檢測(cè)項(xiàng)目有：沉降觀測(cè)、側(cè)向位移觀測(cè)、真空度觀測(cè)  4.2.5.2沉降觀測(cè)分為施工沉降和填筑沉降兩部分。施工沉降指打設(shè)排水板、鋪設(shè)砂墊層、安裝真空等引起的沉降。  4.2.5.3施工沉降在平整場(chǎng)地后開(kāi)始實(shí)施。沉降板采用20×20×0.5鋼板

15、制成，并在鋼板中央焊一小鐵釘，以便安裝塔尺，鋼板下焊接兩個(gè)長(zhǎng)約25左右的“耳朵”，便于插入地下，防止移動(dòng)。  4.2.5.3施工沉降板一般情況下每100m埋設(shè)一組，左、中、右各一個(gè)，埋設(shè)后應(yīng)設(shè)醒目的標(biāo)志，以防破壞，如有特殊情況位置可當(dāng)調(diào)整。觀測(cè)分別在埋設(shè)后上完砂墊層進(jìn)行，其差值為施工沉降。填筑期間沉降板及側(cè)向位移樁構(gòu)造如圖4.2.5.34.2.5.4填筑期間沉降板及側(cè)向位移樁布置如圖4.2.5.44.2.5.5軟土路段觀測(cè)斷面設(shè)置根據(jù)設(shè)計(jì)圖要求設(shè)置，路中沉降板應(yīng)避開(kāi)通信管道位置，沉降板和位移邊樁的布設(shè)可根據(jù)實(shí)際地形和施工情況作適當(dāng)調(diào)整。4.2.5.6沉降板在密封膜鋪完后安放。要求在板

16、下鋪一塊土工布以防損壞密封膜。施工期間根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行接長(zhǎng)，最后一節(jié)應(yīng)安置管帽。4.2.5.7施工中應(yīng)注意保護(hù)沉降板和側(cè)向位移樁，避免被施工機(jī)具破壞，影響觀測(cè)結(jié)果； 4.2.5.8沉降板及側(cè)向位移樁觀測(cè)頻率要求：施工期間，每填一層觀測(cè)一次，路堤填高超過(guò)極限高度后，每天觀測(cè)一次，應(yīng)固停止施工，每三天觀測(cè)一次；預(yù)壓期間，第一個(gè)月每三天觀測(cè)一次，第二個(gè)月至第三個(gè)月每七天觀測(cè)一次，從第四個(gè)月開(kāi)始，每半個(gè)月觀測(cè)一次，直到鋪筑路面。4.2.5.9施工期間，若中樁沉降板日沉降量達(dá)到1/d，或日側(cè)向位移達(dá)到0.5，應(yīng)立即停止加載；停止加載后，必須每天進(jìn)行觀測(cè)，并且當(dāng)連續(xù)觀測(cè)三天的沉降量與位移值之內(nèi)時(shí)，方可繼續(xù)

17、進(jìn)行加載。最后將觀測(cè)記錄繪制成圖4.2.5.9，用以確定軟基沉降量。4.2.5.10真空度量側(cè)裝置要求801000放置一個(gè)。4.2.5.11真空度量側(cè)裝置由真空表、PVC透明軟管、真空度測(cè)頭組成，其組成見(jiàn)圖4.2.5.11；4.2.5.12PVC軟管直接穿過(guò)密封膜引至膜外，再與真空表連接。軟管出膜要求相同，見(jiàn)圖4.2.5.13；軟管與真空表連接處要求擠上一些703硅膠加以密封。4.2.5.13真空度觀測(cè)頻率個(gè)規(guī)定：試抽真空期間，要求每?jī)蓚€(gè)小時(shí)讀一次并記錄，以便準(zhǔn)確測(cè)出真空壓力上升過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣。當(dāng)真空壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，46小時(shí)測(cè)讀一次，并要求晝夜不間斷。將每次做的記錄繪制成膜下真空度-時(shí)

18、間過(guò)程曲線，見(jiàn)圖4.2.5.134.2.6.真空荷載的卸除4.2.6.1真空荷載的卸除前提是路堤填筑高程已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的路堤高程或者路面高程，并且真空荷載始終大于80Kpa；4.2.6.2施工監(jiān)測(cè)中得到的在加固荷載下產(chǎn)生的路堤沉降量，大于在滿足設(shè)計(jì)路面高程下可能產(chǎn)生的固結(jié)沉降量；4.2.6.3真空荷載的卸除的月沉降量應(yīng)滿足符合表4.2.6.3的要求：表4.2.6.3真空荷載的卸初標(biāo)準(zhǔn)采用的加固辦法    路段的種類(lèi)    停止抽真空前連續(xù)兩個(gè)月的沉降速率    停止抽真空后，中止預(yù)壓加固前連續(xù)兩個(gè)月應(yīng)達(dá)到的沉降速率真空聯(lián)合堆載

19、0;   一般路段    30-25mm/月    10-8mm/月    橋頭路段    20-15mm/月    8-5mm/月5材料5.1塑料排水板質(zhì)量要求應(yīng)符合表5.1規(guī)定表5.1 塑料排水板質(zhì)量要求項(xiàng)目    單位    C型    條件寬度        100±2    厚度        4.5

20、0;   縱向通水量    3/s    65    側(cè)壓力350Kpa濾膜滲透系數(shù)    /s    5×10-3    試件在水中浸泡24h濾膜有效孔徑    Um    50-110    以098計(jì)復(fù)合體抗拉強(qiáng)度（干態(tài)）    KN/10    2.3    延伸率10%時(shí)濾膜抗拉強(qiáng)度    縱向干態(tài) 

21、;   N/m    40    延伸率10%時(shí)    橫向干胎        50    延伸率15%時(shí)，試件在水中浸泡24h濾膜梯形撕裂    縱橫向強(qiáng)度    N    100    芯板材質(zhì)    100%聚丙烯新材濾膜材質(zhì)    長(zhǎng)纖維無(wú)紡布5.2土工布質(zhì)量要求應(yīng)符合表5.2規(guī)定表5.2 土工布質(zhì)量要求指標(biāo)    單位

22、質(zhì)量要求    厚度（2Kpa）    抗拉強(qiáng)度（均值）    延伸率（縱向/橫向）    CBR頂破阻力    有效孔徑（O90）    垂直滲透系數(shù)    法向透水流量（50mm水頭）單位    g/    Mm    KN/m    %    N        m/s    1/s數(shù)值

23、0;   250    2.2    19    80/35    2900    0.09    3×10-3    725.3砂礫材料質(zhì)量要求砂礫材料應(yīng)為中砂、粗砂級(jí)配礫石（級(jí)配碎石）組成，最大粒徑應(yīng)小于50mm。用作排水墊層時(shí)，通過(guò)5mm篩孔的粒料應(yīng)在20%-50%，小于0.074mm的粒徑不大于5%，其不均勻系數(shù)應(yīng)大于10，曲率系數(shù)為1-3，壓實(shí)后的滲透系數(shù)應(yīng)大雨1×10-2/s。5.4主管及濾管質(zhì)量要求主管和濾管均采

24、用公稱直徑75mm的真空預(yù)壓工程專(zhuān)用PVC管，設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度450Kpa（壓縮量5%）。其中主管上沒(méi)有孔洞和反濾材料的包裹，濾管上均勻分布孔洞，并用針刺無(wú)紡?fù)凉げ及?，并且濾管管頭一頭略大。主、濾管材料的連接材料，三通，四通均用76mm鋼管制成，三通和四通與各管的連接是用鋼絲橡膠軟管制成，長(zhǎng)度在30cm左右，同時(shí)用10號(hào)或12號(hào)鉛絲綁扎。5.5密封膜質(zhì)量要求  目前國(guó)內(nèi)使用的密封膜主要由聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）制成，選用和檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)參照聚氯乙烯（PVC）土工膜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17688-1999） 聚乙烯（PE）土工膜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（CB/T17643-1998），公路工程真空

25、預(yù)壓所用膜的厚度可適當(dāng)減弱。密封膜的施工是真空預(yù)壓加固法成功的關(guān)鍵，熱合時(shí)以平搭接，兩條熱合縫為好，一般搭接1.52。要求拼接處強(qiáng)度高，氣密性好，滿足施工要求。項(xiàng)目    厚度     拉伸強(qiáng)度      縱橫向斷裂伸長(zhǎng)率    直角撕裂強(qiáng)度（縱、橫向）    滲透系數(shù)    檢測(cè)                        方法

26、60;   拉伸速率        縱向    橫向                    單位        MPa    %    N/    /s        %建議        15    15    200    80    10-11    SL/T235-1999