10、真空预压施工工艺工法概论.doc

真空预压施工工艺工法 （QB/ZTYJGYGF-LJLM-0110-2011） 第四工程有限公司 戴书军 1.前言 1.1工艺工法概况 真空预压法早在上世纪50年代初由瑞典人提出并应用，但在我国直至70年代末期一直末能得到广泛应用，1980年，交通部第一航务工程局科研所在天津新港开展现场试验研究，解决了实用密封薄膜、抽真空装置等关键施工工艺，使该法达到实用阶段。 真空作用下土体的固结过程，是在总应力基本不变的情况下，孔隙水压力降低、有效应力增长的过程。因此，在经过真空预压加固后的地基上施加建筑物荷载时，既不会发生地基失稳问题，又不会产生有害的残余沉降与差异沉降。目前，真空预压法已在港口工程、化工、建筑、公用事业和机场等工程中得到实际应用，加固面积已超过150万平方米，取得了良好的技术经济效果。 1.2工艺原理 真空预压法的过程是在地基表面铺设密封膜，通过真空设备抽真空，使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，使土体与排水通道、垫层之间形成压差，在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，孔隙水压力随之降低、有效应力增长，加速孔隙水排出，从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法，以达到最终加固地基的目的。 2.工艺工法特点 2.1 加固过程中土体除产生竖向压缩外，还伴随侧向收缩，不会造成侧向挤出，不会引起地基失稳，特别适于超软土地基加固，因而施工时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短。 2.2 施工机具和设备简单，便于操作；施工方便，作业效率高，加固费用低。 2.3 施工中无噪音，无振动，不污染环境。 3.适用范围 适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土地区地基加固。 4.主要引用标准 《公路工程质量检验评定标准》JTGF801； 《公路路基施工技术规范》JTG_F10； 《铁路路基施工规范》TB10202； 《真空预压法加固软土地基施工技术规程》HG/T 20578。 5.施工方法 在基底表面铺设密封膜，通过真空射流泵将密封膜下面的加固范围土体抽真空，施工过程主要包括：铺设砂垫层、设置塑料排水板、安装抽真空系统、铺设密封膜、抽真空。 图1 真空预压施工示意图 6.工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程 真空预压施工工艺流程见图2。 图2 真空预压施工工艺流程图 6.2操作要点 6.2.1 铺设砂垫层 采用中粗砂作为滤水层，其厚度一般为400mm，要求表面平整，厚度均匀，其误差不大于±20mm，原地势高低起伏太大时应设法调整。 6.2.2插打塑料排水带 插板机是利用沿竖直轨道上下运动的震动锤将穿有塑料排水带的钢套管插入地下，当套管向上拔起时，位于钢管下端的桩靴把排水带留滞在地下，在土体内 形成竖向排水通道。桩靴是保证塑料板埋置深度的关键，对于不同的土体，可以采用不同的桩靴。图3中A所示的角钢桩靴用于穿透土层中有砾石或硬层的地基，图3中B所示的钢筋桩靴在穿透较软土壤时使用。角钢桩靴使用时需用缝合钉按图3中A所示方法缝合，以防排水带从桩靴上拔脱，角钢桩靴的长度应比桩管直径大10～20mm，以便让淤泥挂住桩靴把水带留在桩孔内。 图3 桩靴示意图 排水带的平面位置和埋置深度应严格控制，水平间距允许误差不大于±100mm，埋置深度允许误差不大于±300mm。为了防止埋置深度不够，除了要根据土质条件选择合适的桩靴外，操作时应让桩管插够深度后缓缓向上拔管，待确认排水带下端锚固好后再加快拔管速度。 6.2.3设备安装 设备安装包括安装滤水管网、真空泵、真空表，挖压膜沟，铺塑料密封膜及填筑挡水墙等工序。 1 铺设滤水管 滤水管采用?100mmPVC管材制作，在管壁上按每60mm钻一圈?10小孔，然后在管表面缠裹两层加厚无纺土工布，并用16#铅丝按每100mm一道绑扎牢，管接头可用配套的塑管接头，也可用胶管接头。安装和绑扎时都应注意把绑扎铅丝一顺向下，以防朝上时扎破密封膜。滤水管应埋在滤水层的中间，上下厚度要均匀。滤水管网的布置有3种方法，见图4。滤水管的间距不大于8m，外侧管距膜沟中心线距离不大于4m。 图4 滤水管布置意图 2 真空泵 射流式真空泵性必须完全满足使用要求。 3 加固单元划分和工艺系统设计 在一张完整的密封膜复盖下的加固地块为一个单元。一般情况下，加固单元的面积不大于10000m2，不小于 2000m2，过大会增加施工难度，过小则对工程成本不利。此外还应根据地形和地势条件灵活掌握，划分加固单元的技术条件有： （1）地块的长边和短边之比不大于3:2。 （2）地块的地势要平坦，