真空预压法软基处理工程的施工技术和管理

2018年12月18日 21:29来源于:科技创新与应用

谢晓军+++黄照标

摘 要:真空预压工艺是用于处理港口、码头等地基较软的工程的处理方法,文章以广东某工程为背景,从施工准备、施工过程、施工总结等方面对真空预压法进行阐述,希望能为相关技术人员在处理软基工程时提供一些参考意见。

关键词:真空预压法;软基处理;施工

1 工程概况

广东某地吹填造地工程主要是对现有的滩涂条件进行利用,同时采用真空预压处理软地基形成造地。此工程的地质条件为粘土、海相沉积淤泥层、新近吹填淤泥层组成,有相当一部分的就近吹填淤泥层含沙量较大,大体有深度为7-10米的淤泥层需要处理,局部需要处理的淤泥层深度达到12米;其土体特点为:压缩性高、含水量大、触变性强、抗剪力度弱、渗透性差。根据工程的设计要求:要求要采用真空预压工艺,恒压时间不小于120天,膜下真空度不小于80千帕,完工后的要求为地基承载力要大于60千帕,场地沉降不得大于30厘米。

2 软基处理过程

2.1 砂垫层的施工

砂垫层的施工是用人工进行铺设及平整的,因为预压区晾晒时间短的缘故,且都为新近的吹填淤泥,强度较低,所以在现场采用了在淤泥层上铺设加筋材料的方案,在承载力较低的淤泥上铺设了350克/平方米的短纤针刺非织造土工布及竹片篱笆,并竹片篱笆与土工布用细铁丝绑扎在一起的做法使其连接。

2.2 泥浆搅拌桩与塑料排水板的施工

泥浆搅拌桩施工:考虑到加固场地临近海边,会受到潮汐水位会对泥浆搅拌桩有冲刷作用,因此选用了双排泥浆搅拌桩设计,泥浆搅拌桩直径为700毫米,桩距为500毫米,泥浆搅拌机型号为SJB-2型,搅拌机四喷四搅的方式进行施工,采用的泥浆比重≥1.35吨/立方米,参入比指标≥20%;控制桩长的方式为通过观察机械设备的电流表读数变化并结合实际情况进行控制。

塑胶排水板施工:施打设备采用了门架式震动插板机,形状为正三角形,梅花状进行布置;深度记录采用自动记录仪,深度施打到持力0-0.5米以下;塑胶排水板材料型号为SPB-B。

2.3 真空膜及水平管网铺设

真空膜铺设:铺设方式为“两膜一布”,聚氯乙烯薄膜是密封膜,比较脆弱,为了防止密封膜被刺破,在铺膜前预先铺了一层土工布;一边铺膜一边压膜,铺好后进行密封沟踩膜,要把密封膜余下的周边踩进淤泥深度超过1米,以此来固定住密封膜。还要使密封膜紧贴着加固区的内侧壁。

水平管网铺设:水平管网采用的是网格形布置,用主管和支管相连,支管间距为5-6厘米,主管间距为25-30厘米。主管是硬塑管,支管是软塑管,支管外还包裹了一层无纺土布。连接处用硬塑套接管套接,并用钢丝轧牢,然后把管网埋进管沟中。

2.4 真空设备安装及真空抽气

根据项目的实际地质条件,以及现有的设备的能力,选用了真空射流泵。每台真空泵应该有形成90千帕真空度的能力,有效处理范围要达到800平方米,且真空泵的功率应大于7.5千瓦,各个施工区域还要多配备两到三套备用泵,各方准备妥当后对真空泵进行安装,安装好后的要进行检查,确保真空泵的气密性。一切准备好后对进行试抽,试抽的条件时要当真空度在98千帕以上后才开始,试抽时对密封膜要进行严格的检查,如发现有破膜现象,要及时修补,真正施工时要适当的增加真空泵工作的台数。当真空度达到工程说要求的标准后,要进行连续的抽真空,时间持续120天。连续抽真空期间,派专人值守,并对各方面数据进行详细记录。

2.5 施工监测

施工中需要监测的地方包括了地面沉降、深层沉降、孔隙水压力、真空度、水平位移等方面。通过现场检测的数据可得出:加固区抽真空的时间一共有130天,其中密封膜下的真空度超过80千帕的时间为120天以上。在抽真空期间,经实测得到地表沉降平均值达到85厘米,地面沉降量有连续十天小于2毫米/天,由实测数据推算出最终的沉降量平均值为109厘米,沉降速率越来越趋向于稳定,地基固结度由实测数据推算出其不小于80%,在现有的荷载情况下,完工后沉降不大于完工后沉降不大于30厘米,达到了工程的设计要求。

3 总结与分析

(1)施工過程中膜下真空度稳定在80千帕左右,达到了工程设计的要求,实践证明,采用含泥量不大于5%、1米厚的粗砂垫层,能确保真空度顺利传递;用总厚度大于0.24毫米的两层聚氯乙烯薄膜进行密封、用人工辅以踩膜、并在周围施打双排泥浆搅拌桩的真空预压施工工艺能很好的确保密封效果,提高膜下真空度。

(2)加固区的密封程度是影响真空预压实际效果的决定因素,

另一个影响施工质量的因素为泥浆搅拌桩。施工过程中有一个分区曾经出现了真空度下降的情况,排除了密封膜深度不够及密封膜漏气的原因,同时开启了备用的真空泵,现象任然无法好转,因此分析可能是因为淤泥中砂含量较大,泥浆搅拌桩在真空负压下泥浆干结导致了状体有孔隙进而导致漏水。所以对泥浆搅拌桩进行了补救施工,在补救施工过程中加大了泥浆的稠度,并调整了搅拌节奏重新施工后,真空预压得以顺利进行。

(3)真空泵的性能对真空预压的效果也是有相当大的影响,工

程施工时能用到的设备实际工作性能可以达到80至90千帕,但没有性能更好的设备了。故而在施工前根据不同的含沙量情况,进行分区实验,最终确定了在全淤泥加固区按800-1000平方米/台布置是合理的。如果是含沙量比较大的加固区,则合理的布置方式为1000-1100平方米/台。

(4)在真空施工的开始阶段,膜下真空度受真空泵数量的影响明显;在中间阶段时,真空度不会受真空泵台数太大影响,因为此时膜下真空度已经趋于稳定了,但是还是要维持足够数量的真空泵,以防有少量的水渗流进来;在收尾阶段,只要真空泵台数在总数的80%以上,就对真空度几乎没有什么影响了。

(5)真空度的传递问题,真空在淤泥和排水板中传递不一样,在淤泥中受到的阻力较大,不易传递,真空能量损失大,在排水板中受到的阻力相对要小一些,真空能量损失要小一些,但总的来说,真空度在向深处传递时都会随着深度增加逐渐减弱,并随着抽空时间的增长,传递能力也会下降,另外就是排水板处的真空度变化要超前与淤泥处的。

(6)为了了解真空度在淤泥中的传递情况,会对施工中的软基进行孔隙水压力测试。在抽真空作业开始进行后,各个分区的超静孔压会伴随着时间的推移慢慢下降,可能会下降至-60至-80千帕,真空度与超静孔压是有很强的相关性的,因此一般都会在真空作业中对超静孔压实时监测。

(7)要想进一步提高软基的整体固结效果,肯定是要减小真空度的损失为主要解决办法,可通过加大排水板的埋深,采用高排水能力、高渗透性的竖向排水体等方法来实现。

4 结束语

综上所述,真空预压处理法在处理浅层的软基是较为恰当的方式,相对于堆载预压,真空预压有不需要堆载材料、预压效果明显、加荷速度快、加荷过程中不会出现地基失稳等等优点。但真空预压法也有其复杂之处,在施工过程中一定要严格把关各个环节,这样才能达到预期的效果。

参考文献

[1]韩彦丰.真空预压法软基处理工程的施工技术和管理研究[J].科技创新导报,2013,07.

[2]章立华.浅谈软基处理中的真空预压施工技术[J].中国新技术新产品,2011,07.

 
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