资源描述
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真空排水预压法施工工艺
真空排水预压法是一项比较新的加固软土技术,是属于排水固结法的一种，它通过铺设水平排水砂垫层和设置在软基中的竖向排水体，再在砂垫层上铺设不透气的薄膜封闭装置，借助于埋设在砂垫层内的管道，通过抽真空装置，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，增加有效应力，使土体产生固结，减少后期沉降，提高地基承载能力。其施工内容主要由四部分组成：
（1）施工一个垂直的和水平的排水通道，即施工塑料排水板和砂垫层；
（2）要施工一个使被加固地基与大气隔绝的保证不透气的密封层；
（3）要设置一套高效率的抽真空装置。即在砂垫层内铺设主管和滤管管网和在密封系统外安装真空泵等设备；
（4）要设置一套保证能按设计要求进行施工的检测系统。
下图一为真空排水预压法施工工艺流程图
清除表层耕植土、排放鱼塘水、清除浮淤
测量放线
主管和支滤管的加工
打设塑料排水板
开挖真空管路沟槽及主、支滤管的铺设和抽真空设备的安装与真空度测头的埋设
铺设第二层20cm厚砂垫层，挖密封沟
铺设第一层20cm厚砂垫层
按设计要求整平场地
开挖密封沟
铺设二层密封膜
铺设第一层土工布
出膜连接真空泵系统、回填密封沟
不良
补漏
试抽真空、检查密封系统性能
铺设第二层土工布
接下图
接上图
铺设第三层40cm砂垫层（设计要求真空预压完成后才进行此道工序）
设置沉降观测标、侧向位移桩并测量预压前的标高
进行真空预压，维持真空度80Kpa以上达90~120天
继续观测边桩位移和地面沉降
根据沉降观测推算土体固结度达到90%即可停机卸泵
结束
（图1）真空预压施工工艺流程图
一、施工前的准备工作
1、要做好充分的技术准备，包括收集并熟悉与本工程项目有关的技术规程、规范及地质情况，了解设计意图，掌握设计图纸的技术要求和各项技术参数，对施工现场的现状要调查清楚等，正式开工前组织技术交底。
2、按施工合同要求组织施工机械设备进场，并认真进行检查和调试，对计量设备仪器按现定要求送检标定，保证机械设备完好率。
3、按设计要求选购有关材料，对购置的各种材料按施工进度要求分批分期到位，除具有“三证”外，尚需会同监理工程师抽样送检，合格后方能使用（如塑料排水板每10万米为一批次送样检验）。
4、根据设计要求，有计划的提前对管衬的加工，如支滤管打孔，制作滤膜套等。
5、根据场地的地层情况和设计要求选用塑料排水板施工机械。因本标段地层承载力较低，故选用静压式插板机。导架高度必须在 m，打插能力满足打设深度要求。
6、修建生产、生活用临时设施，规划施工便道和生产用电，根据现场具体情况，修建必要的临时工棚、仓库、料场、加工车间等临时建筑。
7、根据设计单位提供的控制桩、复测线路中线、水准基点及放出路堤坡脚边桩。
8、疏导、抽排施工场地内的地表水和清除地面浮淤、种植土以及地表的杂草树根。
9、按照设计要求平整场地。
二、排水系统的施工
1、场地平整。
1-1根据设计图纸测设地基处理边线桩；
1-2对地基处理范围内的耕植土、树根、浮泥、砖石及障碍物等进行清除；
1-3场地内如有积水要分区分块挖沟排干、晾、晒；
1-4场地原则上做成中间略高、两边稍低约1%的横坡。。
1-5场地平整后要进行高程测量，每隔30~40m测一个断面，边、中、边不小于3点站场内不少于5点，要做好记录。
2、砂垫层施工。
根据设计要求，本工程的砂垫层总厚度为80cm，其中密封膜以下为砂垫层为40cm主要起水平排水和传递真空度的双重作用。密封膜上的40cm厚的砂垫层为保护密封膜设置的。
2-1砂垫层用砂质量要求：一般采用干净的中、粗砂，其技术指标须满足设计和规范要求砂层的渗透系数不小于1x10-2cm/s，含泥质不大于5%。
2-2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，适当压，经监理验收合格后。按设计要求再铺设第二层20cm厚砂垫层。
2-3砂垫层检测要求及质量标准如下表（见铁路验收标准）。
砂垫层检测项目及质量标准
序号
项 目
允许偏差
检验数量
检测仪器
1
厚 度
设计值2cm
每100m检查5点
尺 量
2
宽 度
设计值5cm
每100m检查3点
尺 量
3、塑料排水板施工。
3-1塑料排水板施工工艺流程：
塑料排水板施工工艺是真空预压中的关键工序，直接关系到真空预压的效果，须严格控制，按设计的间距、深度进行施工。
其施工工艺流程如下图
一层砂垫层验收合格后
插板机进场调试
排水板进场、验收
下插桩管至设计标高（设计图中只有深度）
断割排水板（外露30cm）
板位放样
装排水板桩靴
回填排水板桩孔、装桩靴
插板机移机定位
上拔桩管至其下端离地面约50cm
移机至下一排水板桩位
(图2)塑料排水板施工工艺流程
3-2塑料排水板施工工序及要求
塑料排水板施工应在铺设好第一层20cm厚砂垫层后按下列步骤进行：
①根据桩位平面布置图用经纬仪结合皮尺放出排水板板位并作出明显标记，然后插板机定位，管头对准板位，其偏差应控制在30mm范围内。
②开机打插导管至设计标高。如果土层硬可采用振动插板机；如果还打插不下，则需先打引孔，然扣再打插导管。
③提升导管至砂层面以上0.5m。
④剪断塑料排水板，并按设计要求露出砂层面以上的长度一般不少于30cm。
⑤旁站人员检查合格后（记录板位施工情况），移动插板机至下一板位。
3-4塑料排水板施工质量控制
①打插塑料排水板之前，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。
②打插过程中应注意控制导管的垂直度，偏差不大于1.5%
③按设计要求严格控制塑料排水板打插长度，当发现地质土层变硬，难以按设计要求打插时，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，必须穿过此硬层至下部软土层底部下的地层0.3~0.5m或到设计要求的标高；如果硬层是在软土层底部，但未达到设计要求的标高，可报告业主及设计人员来现场确定是否变更打插标高。本段下都有渔塘埂或道路，有可能难施插下去。
④打插塑料排水板时，防止出现扭结、断裂和撕破滤膜的现象。
⑤打插排水板时回带长度不得超过50cm，且回带的根数不宜超过打插总根数的5%。验收标准规定，回带超过0.5m要在旁边重插打一板。
⑥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（铁路验收标准规定，塑料排水板不得接长使用）。
⑦及时清除导管带上来的泥土，并运出场外。
⑧当一个块段排水板施工完成，且验收合格后，应及时用砂料填满打插时在板周围形成的孔洞，以免抽真空时密封膜在孔洞处悬空因吸力而被拉破。
⑨打插塑料排水板时要做好记录，尤其是插打的长度及板位编号要及时记录，并派专业质监员实行全过程旁站。详细记录塑料排水板打设深度、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。
塑料排水板施工记录
工程名称
地面标高
m
设计
井径
cm
砂垫层厚度
施工单位
分包单位
井（板）深
m
cm
序号
施工日期
井板编号
井（板）深（m）
井径（板厚）（mm）
井（板）位偏差（mm）
垂直度（%）
顶端预留长度（cm）
灌砂量（m3）
灌砂率（%）
备注
`
施工员： 质检员： 记录： 项目技术负责人：
⑩塑料排水板由板芯和滤膜组成，应具备单孔过水断面大，排水畅通、质量轻、强度高、耐久性好。本工程拟采用的塑料排水板为SPB-B型塑料排水板，其性能指标应符合下表一要求。（见附件）
三、抽真空系统
1、铺设与安装主、滤管。
根据真空管网设计图的尺寸，用经纬仪测定的里程及断面桩，在砂垫层上面再用皮尺测放主、滤管位置，拉线撤白灰作标记，然后采用人工挖沟槽，沟槽宽0.25m，深度应至第一层砂层面（即0.2m深），即主、滤管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。主、滤管管材：目前多用PVC塑料管。要求滤水管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。
1-1滤管上设滤水孔，孔径φ6~8mm，孔间距8~10cm左右，（间距不宜太小，滤水孔孔径亦不能过大，否则会影响整个滤管强度）呈三角形排列。
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。一定要把滤管上的孔洞盖住，再用细绳把滤布套两端捆扎牢靠。
当把滤管装入布套之前，要清除管内、外泥砂，避免砂、泥等杂物留在管内，被吸入泵体会损坏泵叶。
1-2现场铺设
1-2-1主、滤管未端应用堵头堵死，可用木塞或PVC园板封死；
1-2-2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。
1-2-3管路在砂沟内安装完毕，用砂填平沟槽、覆盖管网。
2、主管的出膜装置。
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。
3、真空设备
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淤泥质土和淤泥地层，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，节省用电。但必须保证稳定在设计要求的真空度上。
真空泵的安装时间，可以与挖沟铺膜同时进行，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。当要维修抽真空设备时，应关闭截止阀，以避免膜下真空度迅速下降。
四、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。
1、密封膜的技术要求
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：
厚度
拉伸强度Mpa
纵、横向断裂
直角撕裂强度
mm
纵向
横向
伸长率%
N/mm
0.14
18.5
16.5
≥220
≥40
2、密封膜的制作和铺设根据加固区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，铺膜要在无风的天气下进行，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。
3、铺设密封膜的质量要求：
3-1、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。
3-2、将砂垫层表面的石头，硬泥、铁丝等杂物清除干净。
3-3、在砂垫层上先铺一层90g/m2无纺土工布。保护薄膜在抽真空时，被残留在砂垫层的硬物刺破。
3-4、铺膜时不要拉得太紧，为地基下沉时留有伸展余地。
3-5、在膜上放置沉降板时，应在板下垫一层土工布。
3-6、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。
7、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，以便发现漏气膜破的地方及时进行修补。
4、密封沟
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后，方能向沟内复水。
五、施工期间的检测
软土地基路堤的施工应注意观测填筑过程和以后的地基变形动态，根据公路软土地基路堤设计与施工技术规范有关规定以及结合真空排水预压法的特点，其观测项目：
1、膜下真空度的观测并定时记录。为了掌握加固区真空度变化，膜下砂垫层中设置真空度测头，每1000m2~1500m2面积设置一个测头，均匀分布可观测膜下真空度是否达到设计要求。
2、地表沉降量的观测，为了解加固区沉降情况，在膜上设置一定数量的沉降板，设计要求线路纵向每隔50m一个并要均匀分布。观测各区域的沉降情况并做好记录。
3、地表水平侧向位移边桩：当采用堆载联合预压法且堆载土很高时，为了解地表的形变情况，决定填土速率。
六、加固过程中的管理
1、保证可靠的供电
电力供应的连续不断是保证抽真空装置连续工作的必要条件，因此，要弄清电源的供应能力，必要时适当配置一定数量的发电机，以备停电时用，保证一块加固场地上有几台泵在工作，可以维持必要的真空度。
2、建立严格的值班制度
随着抽真空或堆载的进行，地基将发生不断的变形可能出现各种想不到的情况，需要一天24小时有人进行观察检查，对真空度表、沉降、真空泵的变化也要做好记录，当发现漏气，泵损坏等问题要及时处理维修，保证真空泵、密封系统正常工作。
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