真空预压法处理软土地基施工方法的研究与分析论文_赵亮

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摘要:本文从具体工程施工实例出发,从现场施工技术管理与质量管理的角度重点介绍了真空预压施工方法的管理流程,对其中的质量管理重点与施工控制要点进行了总结,对实际的施工管理工作具有重要意义。

关键词:施工;安装;管理

一、引言

由于某些道路修筑区域土质的工程性状较差,土层含水量较高而呈现出低强度的软粘性难以满足工程建设的需要,各种软基加固处理方法应运而生。近年来,真空预压软基处理施工工艺发展迅速,在加固软土地基方面得到了广泛地应用,取得了很好的工程和经济效益。

真空预压法属于排水固结法的一种,它通过铺设水平排水砂垫层、砂垫层内的管道以及竖向排水体等一系列装置,通过在砂垫层上铺设不透气的薄膜进行密封,以抽真空装置使土体中形成负压,将土体孔隙中的孔隙水抽出,从而降低孔隙水压力,使土体产生固结,减少后期沉降,提高地基承载能力。真空预压法主要由三部分组成:1是排水通道,即是施工塑料排水板和砂垫层;2是使加固地基与大气隔绝的密封层;3是一套高效率的抽真空装置。

二、真空预压法施工过程管理

1、施工准备工作

真空预压设备进场后,及时进行检查验收,进行现场工艺试验并会同监理进行验收审批。查验进场材料每批产品出厂合格证、性能报告单,抽样检验无纺土工布、密封膜的厚度、透气性能、拉伸强度和排水滤管的管径、壁厚、透水、渗滤、抗压强度和环形刚度等。施工前按施工图要求设置观测断面,每一断面上的观测点布置数量、观测频次和观测精度符合要求。场地平整时,先挖除表层种植土、树根、生活垃圾、建筑垃圾等杂物,再回填7%石灰土至设计标高。

2、砂垫层施工

根据设计要求,本工程的砂垫层总厚度为80cm,其中密封膜的以下的砂垫层为40cm,主要起到水平排水和传递真空度的双重作用。密封膜上40cm厚的砂垫层用以保护密封膜。砂子质量要求一般采用干净的中、粗砂,砂层的渗透系数不小于1x10-2cm/s,含泥质不大于5%。其中作为水平排水通道的砂垫层,厚度为40cm,本次施工分两层填筑,第一层先铺填20cm,整平并适当压实后,再铺设第二层20cm厚的砂垫层。其检测项目及质量标准按照下表进行。

3、塑料排水板施工

塑料排水板是由板芯与滤膜组成,施工塑料排水板应在铺设好第一层20cm厚的砂垫层后进行,在插入塑料排水板之前,先在插板机上按设计要求的板长作好刻度标记,有的塑料排水板上标有每米长度。在插入过程中应注意控制导管的垂直度,偏差不大于1.5%。施工时要按设计要求严格控制塑料排水板插入长度,当发现地质土层变硬,难以按设计要求插入时,应该首先与现场监理人员一起研究分析,硬层(或透镜体)如出现在软土层上,而且是成片的,应更换马力更大的插板机如振动式插板机,必须穿过此硬层到下部的软土层底部下的地层0.3-0.5m或到设计要求的标高。打入地基的塑料排水板应为整板,当长度不足需要接长时,应先将两根板头滤膜剥开,使板芯之间直接相连,然后包滤膜扎紧,一般用骑马钉上、中、下三个钉牢,搭接扎孔眼不要在同一排水槽中,搭接长度不小于20cm。详细记录塑料排水板的插入深度、板位偏差、垂直度、外露长度等情况以备抽查,确保插入的板长符合设计要求。

4、抽真空系统的安装

现场根据真空管网设计图的尺寸,用经纬仪测定里程及断面桩,在砂垫层上面测量出管道位置,然后采用人工挖沟槽,沟槽宽0.25m,管道一般设置在水平排水垫层中部,保证管上有10-15cm厚的砂覆盖为宜。管材目前多用PVC塑料管。要求管道在抽真空预压过程中能适应地基的变形差,能承受足够的径向压力,而不出现变形。一般情况下,主管直径为76mm,滤管为50mm。滤管外设反滤布套,滤布套一般采用无纺土工布缝制而成,反滤布的渗透系数要达到设计要求即k≥5x10-4cm/s。缝制的滤布套长度应大于管长约0.3m。管与管间的连接,单根管长度不够需要连接时,可采用透明塑料软管(即螺纹纲丝橡胶软管)连接。软管长度约30-40cm。注意不能有空隙,然后包上土工布并用铅丝扎牢,以适应地面不均匀沉降变形。主管和滤管的联接,可用三通或四通来完成,并用专用胶水粘结牢固。管路在砂沟内安装完毕,用砂填平沟槽、覆盖管网。

主管出膜装置是指膜下主管与膜外的抽真空装置相联接的一种装置,该装置使整个膜内外抽真空系统形成一个有机整体,要做到管路系统连续、通畅,同时又不使薄膜漏气。真空设备效率直接影响预压效果,所以要求真空设备具备真空效率高,能适应连续运转,重量轻、结构简单,便于维修。真空泵的台数,应根据设计要求而定,按照以往的经验加固,对于淤泥地层,要在膜下达到80KPa的真空度,用5.5KW-7.5KW的离心泵,每台可抽1000-1500m2面积。约5-7天(有的只要24小时)可达到预定真空度80kpa以上,当真空度稳定在80KPa以上后,可酌情减少泵的台数。真空泵的安装时间,可以与挖沟一起进行,在主管出膜装置安装完毕后,用钢丝橡胶软管与真空泵连接,连接的地方用10号铁丝扎紧捆牢,不能有漏气,并在软管的中段安装两个阀门,一个是止回阀,一个是截止阀。

5、密封系统

密封是真空排水预压法成功与否的关键,因此,若采用真空排水预压法,密封问题要高度的重视。密封膜材料要选择密封性能好,抗老化能力强,韧性好,强度大以及抗穿透能力强的薄膜,一般采用聚氯乙烯薄膜即可,密封膜技术指标应符合下表规定:

密封膜的制作和铺设根据面积的大小和几何尺寸在工厂预先进行加工,将条状的薄膜用热粘法拼成一张,由人工铺设,要在无风的天气下进行铺膜,将成捆的薄膜送入加固区,然后在现场用人工拉开,不要拉得太紧,将薄膜慢慢拉开,放在密封沟边,待开挖密封沟时,再将膜放入四周密封沟中。加工密封膜的大小要考虑埋入密封沟的尺寸,一般每边各加宽3-4m,本区因表层填有碎块石土,一定要埋在填土层以下的软土层中。抽真空前应详细检查,遇到有孔洞漏气和粘接不好的地方必须及时补好。试抽时,应派有经验的人穿软底鞋在膜上进行地毯式的检查,以便发现漏气或破损的地方及时进行修补。密封沟是指在加固区四周挖一定深度用于埋设密封膜的沟槽。沟深视表层土层情况而定,本工程设计为 1-2m,但不能埋在填土层中,挖沟时要注意清除土层中的植物根系。沟壁要平整、薄膜埋入沟底、沟内用粘土回填密实,土中不得夹有石子、瓦砖。回填粘土要湿润,并用人工踩实。确保密封系统不漏气,经验查确认没有漏气。

参考文献:

[1]余洋,赵广才. 真空预压法加固软土地基施工技术[J]. 建筑施工,2017,39(2):151-153.

[2]杨斐. 软土路基施工中的真空预压技术应用[J]. 山西建筑,2017,43(18):149-151.

[3]陈训东. 塑料排水板+真空预压联合堆载在软基处理中应用[J]. 低碳世界,2018,No.180(6):172-173.

论文作者:赵亮

论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期

论文发表时间:2019/10/17

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