真空预压地基处理施工工法_secret

1、粘土密封帷幕 +真空预压地基处理施工工法一、前言真空预压施工技术相对于其它地基处理方式有造价低，场地适应性 强、适用面广，环保施工等诸多优点，对缓解我国沿海地区用地紧缺、实 现资源整合利用有着重要作用。在青岛地区房屋建筑领域， 该技术应用较 少，但是随着城市化的进程加快，在新兴城区的市政交通领域中开始大面 积应用。我公司施工的规划东 31#线道路软基处理工程采取了真空预压工 艺，通过在场区四周打设粘土帷幕桩的方式解决了存在粉土、砂土等透水 透气层时的密封难题，保证了膜下真空度满足设计要求。二、工法特点本工法是在软粘土中设置竖向塑料排水带，上铺砂层，加固区周边打 设粘土密封帷幕，顶部再覆盖薄膜封

2、闭，抽气使膜内排水带、砂层等处于 部分真空状态， 排除软土中的水分， 使软土预先固结以减少地基后期沉降 的一种地基处理方法。三、适用范围该工艺适用于非固结或欠固结软弱土地基的表面加固， 适用于处理淤 泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基，一般加固深度可达10m随着技术及材料设备的不断发展，目前可处理深度已达20m以上。我国沿海不 少地区，第四纪海相沉积层厚度大，土的粒径细，天然含水率较高，孔隙 率较大。上述地质经过真空预压，可使其承载力成倍提高。当存在粉土、砂土等透水透气层时， 加固区周边应采取粘土密封帷幕 确保膜下真空压力满足设计要求四、工艺原理该工法在存在粉土、砂土等透水透气层时，加固区周

3、边应采取粘土密 封帷幕，利用整张的塑料密封膜在土体表面形成密封罩，罩内的塑料排水 板、滤水管、砂垫层连通成为一个密闭系统，在真空泵的作用下，在密封 罩下的土体内形成真空负压。由此，一方面将土体内原有的孔隙水压力降 低；另一方面，在罩外大气压力作用下以及罩内上部土体失去饱和水对土 体浮力后增加了对下部土体的作用力，使下部土体的有效应力增大，从而 达到固结的目的。（见图1）。L度长板水排料塑粘土帷幕软土地基逆止阀压力表射7流泵密封压膜沟覆水层 密封膜滤水层工作垫层塑料排水板软基处理底标高图1真空预压地基处理示意图五、施工工艺流程及操作要点1施工工艺流程工作垫层铺滤水层前期准备阶段筑挡水塢铺密封膜管

4、道水泵*安装插排水板*工艺设备安装阶段图2施工工艺流程图真空预压阶段施工监测粘土帷幕挖压膜沟2施工操作要点2.1施工准备阶段对于表面软弱的地基，必须先做工作垫层，以使加固工作得以进行。2.1.1工作垫层工作垫层由铺荆笆（或土工格栅等）和填风化砂两道工序组成，做法 为：先铺荆笆，选用当年柔韧的荆笆，在软土表面按顺序满铺24层，荆笆的块与块之间搭接200mm并用1416#铅丝按500mm间距绑扎牢， 层与层之间要错缝。然后填风化砂，厚度不小于400mm填土只能由小型机械（如翻斗车等）采取端进法进行，严禁用大型机械作业，亦禁止在加 固区内堆放土，以防止被加固土受到扰动而影响下道工序施工和造成回填 材

5、料浪费。2.1.2铺滤水层滤水层的材料通常用中粗砂，其作用是在土体上表面形成水平排水通 道。砂料含泥量不大于5%渗透系数不宜小于5X 10-3cm/s。滤水层厚度 一般不小于400mm作业要求表面平整，厚度均匀，厚度误差不大于士 20mm 如原来地势高低起伏太大时，在铺风化砂和铺滤水层时设法调整。铺滤水 层也宜用小型机械作业进行。2.2工艺设备安装阶段工艺设备安装包括插塑料排水板，打设粘土帷幕、安装滤水管网、真 空泵、真空表，挖压膜沟，铺密封膜及填筑挡水埝等工序。2.2.1插塑料排水板图3常用排水板示意图221排水板SPB型塑料排水板，是专门用于土体排水的专用材料，用于竖向排水 的有A、B、C

6、 D四种型号，其排水能力依次增大。常用塑料排水板 由槽形塑料芯带和透水性很好的加厚无纺布组成。常见断面见图3,其中H型板使用较多，其排水效果更好。2.2.1.2插板机插板机是将塑料排水板按设计要求的深度插入地基土内的施工机械。 按动力性能分为振动插板机和液压插板机，常用振动插板机。按行走方式 分为步履式、履带式和轨道式，步履式场地适应性强，比较常用。按同时 插板数量分为单板式和双板式。2.2.1.3插板机的工作原理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板的钢 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板留滞在 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

7、的关键。图4常用桩靴示意图对于不同的土体，可以采用不同的桩靴。图4A所示的角钢桩靴用于穿透土层中有砾石或硬层的地基，图 4B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 4A所示方法缝合，以防排水板从桩 靴上拔脱，角钢桩靴的长度应比桩管直径大 20mm以便让淤泥挂住桩靴把 水板留在桩孔内。钢筋桩靴一般不用缝合，因为当排水板露出桩尖时，由 于淤泥迅速回涌便将排水板弯折部分挤贴在一起，加之钢筋两端露在排水 板外头，足可以将排水板锚固住。2.2.1.4 插板的操作要点（1）插板前应根据设计要求和地块形状，进行布点平面设计，接近 加固区周边的排水板应离开铺膜沟中心线 120015

8、00mm排水板间距一般 为0.71.3m。插板机转向比较困难，因而行走方向应沿地块长方向安排。（2）排水板的平面位置和埋置深度应严格控制，水平间距允许误差 不大于士 100mm埋置深度允许误差不大于士 500mm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，待确认排水板下端锚固好后再加快拔管速度。（ 3）计算单根排水板长度时，除计算设计插桩深度到滤水层上表面 的长度外，还应考虑桩尖锚固时折起长度200mm和滤水层上表面加长200mm因为桩孔中土体在回涌时，会把排水板向下拉，故要求桩孔应及 时回填， 回填时还需把排水板向上拉一下，以保证排水

9、板上端在滤水层内 的埋置长度。（4）排水板出厂时每盘长度200m由于一般不允许有接头，必然有 大量零头不能使用，估价时必须按实际计算。（5）大面积施工时，应考虑插板机退出的停机位置及道路。2.2.2 粘土帷幕2.2.2.1 工程概述当存在粉土、砂土等透水透气层时，为了保证软基加固的处理效果， 在软基加固两侧外边线处设置粘土帷幕。 粘土帷幕桩一般采用四搅二喷工 艺。粘土帷幕桩桩应穿过透水层，保证进入不透水层 1m 以上。粘土帷幕 厚度一般不小于1.2m，多采用双排巾700mm粘土搅拌桩，帷幕形成后渗透 系数应小于1 x 10-5cm/s。粘土浆液要根据实际地质情况，原地层渗透性能 配制，各工程甚

10、至各施工区段都会有所不同。 本工程中采取粘土浆液配比 为：1（水） :1.2 （优质粘土）。2.2.2.2 施工工艺流程场地平整、测量定位T搅拌机定位T搅拌下沉T喷浆提升T重复搅拌 下沉、喷浆提升T搅拌机关闭并清洗T进行下一粘土桩施工。2.2.2.3 钻机就位及调直组装架立搅拌桩机。检查主机各部的连接、试调情况及浆罐、管路的 密封连接情况是否正常，做好必要的调整和紧固工作，排除异常情况后， 方可进行操作。安装钻机时，将钻机对准桩位，调平桩机机身以保证桩的 垂直度。2.2.2.4 钻进桩机调正后，启动主电机钻进。钻深由深度尺盘确定。当深度尺盘达 到预定数量后，停止钻机，钻头反转，但不提升，等待送

11、料。为保证桩身 搅拌均匀，下沉速度不宜大于 1m/min。2.2.2.5 送料打开送料阀门，喷送素粘土浆液。注浆压力为0.3Mpa0.8 Mpa，以浆液输送能力控制。2.2.2.6 钻头提升确认浆液已到桩底后提升搅拌钻头，在桩底停滞约3min,即可保证加固浆液到达桩底，提升到设计标高时停止喷浆，停止喷浆深度应结合搅拌 提升的速度确定。在尚未喷浆的情况下不可进行钻机提升工作,提升速度 不宜大于 2m/min。2.2.2.7 停止提升搅拌钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动3min,以保证桩头的均匀密实。2.2.2.8 重复搅拌将搅拌钻头边旋转边向下钻至设计桩底深度, 然后再提升出地面进行 第二次

12、搅拌。222.9停机将搅拌钻头提升到地面以上，停止主电机，填写施工记录。准备进行 下一根桩的施工。2.2.3铺管网和设备安装。2.2.3.1 滤水管滤水管一般采用巾60m叶巾70mm聚氯乙烯硬塑料管制作，在管壁上按每60mn钻一圈巾10mmJ、孔，每圈为6个孔。然后在管表面包裹两层土工布，并用16#铅丝按每100mn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 时扎破上面的密封膜。滤水管应埋在滤水层的中间，上下厚度要均匀。滤 水管网的常用布置见图5。滤水管的横向间距一般为 67n纵向间距一 般为3040m,夕卜侧管距膜沟中心线距离不大于

13、 4n。223.2真空泵射流式真空泵是由射流器、离心式清水泵、循环水箱等组成，真空泵 是真空预压的关键设备，其性能好坏直接影响加固效果。一般要求真空泵 单机功率不低于 7.5KW在进气孔封闭的情况下形成的真空压力不小于 96KPa真空泵宜均匀布置在加固区四周，必要时也可布置在加固区中部，每 台设备的控制面积宜为9001100m。2.2.3.3 预压分区划分和工艺系统设计（1）预压分区是指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，加固单元的面积一般为2000040000m,不宜小于2000m, 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。（2

14、）工艺设计包括管网平面布置、泵及电器线路布置、真空度探头 位置确定、沉降观测点布置以及设计有特殊要求的其它设施的布置和配 备。2.2.4 密封膜2.2.4.1密封膜是采用厚度为0.120.16mm的聚乙烯或聚氯乙烯薄膜按 整块加工尺寸经热缝合而成。加工尺寸每边比设计尺寸至少长出 4m另要 考虑地形地质情况及温差变化影响。2.2.4.2 铺膜密封膜铺二层，铺膜前应先将压膜沟挖好。 铺膜应选择无风的好天气， 铺膜工作要在白天一次完成，铺膜要集中人力，一块20000m的地块，铺膜的人数不少于 50 人，并要准备足够数量的氯丁胶和 2 台高频热合机及 部分备用的整卷密封膜。施工人员必须穿无钉软底鞋,在

15、统一组织指挥下 进行铺膜作业。 铺膜沿着长边的一侧开始,当第一张膜铺开后应组织所有 人员一字摆开认真检查密封膜有无开焊、破孔,并及时修补。第一层膜修 补后才能铺第二层。相邻两层膜的合缝必须错开500mm以上,严禁焊缝重叠。修补孔洞可用小块薄膜,要求用湿布将破孔周围和小薄膜擦洗干净, 再分别涂刷氯丁胶,待胶干燥（以手指摸着不粘为好）后将小块膜粘帖在 破孔处,以两层膜间没有气泡即可。大片撕裂处要用热合机缝合。铺膜后 应立即填压膜沟,以防遇大风将膜掀坏。2.2.4.3 压膜沟与挡水埝为了保证压膜沟的密封质量，压膜前如沟内无积水时需先往沟里灌200300mn深的水，压膜时先把膜浸入水底，再在膜上压一层

16、粘土，当泥 浸透后要求由人工将粘泥踩成泥浆， 然后再在沟里填粘土， 并分层轻轻夯 实。膜沟填实后再做挡水埝，埝高600800mm同一地块的埝顶要在同一 平面上，高差不大于100mm为防止冲刷和便于行走，埝顶要求压两层草2.2.4.4 局部密封 抽气管需穿过密封膜，膜和滤管的接口处需采取特殊的密封措施，其 目的既要把接口处压密实，又要防止抽气时滤管将膜拉裂。2.3 预压2.3.l 试抽气 抽气开始时，要把所有的抽气泵都开动，并认真观察真空度的变化，正常情况下，开泵后 24h,泵口处的真空度就能达到 20kPa,此阶段要 多安排一些人在地块内和膜沟附近认真巡查 . 寻找漏气部位，发现一批停 泵修理

17、一批，反复寻找，反复修理，直至无漏气点为止。巡查时要特别注 意压膜沟有无漏气， 如有漏气一定要及时停泵修理， 否则会造成膜沟决口， 增加修复难度。当膜内真空度达到 40kPa时应停泵，进行一次全面检修， 检修内容包括：（1）挡水埝和膜内外侧的地面有无裂焊、塌陷，并查明原因进行加 固处理；（2）预压区内有无过大的不均匀沉降，如沉降呈塌形时要剪开密封 膜用砂子填平；（3）真空表等作业设备是否正常；试抽真空时间宜为710天，膜下真空压力应达到6080KPa若低 于此值即属不正常，应立即查找原因及时处理。试抽开始，即应进行真空 压力、沉降值等参数观测。2.3.2 抽气经过检查、 修理，再抽气时真空度提

18、高很快，此时更应注意观察整个 预压区内有无异常， 因为随着真空度的提高 . 一旦发生故障情况比较突然， 会造成较大的损坏，而且不易修复。试抽气完成，如情况正常，便可向埝 内灌水， 在无外来水源时可用抽出的地下水。 覆水要求把所有的密封膜都浸在水里。 覆水有两个作用， 一是可增加整个系统的密封性能；二是 可以起到保护密封膜的作用，减缓膜的老化和外力损伤。正常抽气时间一般不低于三个月， 具体根据设计要求时间及卸载标准 执行。2.3.3 施工监测施工过程中应对以下项目进行监控：（1）地表沉降；（2）深层分层沉降；（3）地下水位。施工监测一般由建设单位委托第三方进行监测， 以监测结果推算预压 效果是否

19、达到设计要求。2.3.4 真空预压的技术要求衡量是否达到预压要求，是以地基沉降量为控制标准。 膜内真空度的最低值不小于设计值，并且保持稳定。 地基沉降量控制采用双控：（1）累计沉降量（包括插排水板前的沉降量） ，达到设计要求；（2）在确保真空度不低于设计值时，连续 10d 的日平均沉降量不大 于2mm（具体标准按设计要求）。2.4 清理、拆除验收合格后，即可拆除设施， 所有的机械、 管网都应进行保护性拆除， 滤水管网起出后，应将管内的泥土用水冲洗干净，凉干后集中堆放以备再用。射流泵和清水泵都应检修保养，真空表应进行校验，密圭寸薄膜也应清 理干净，挡水埝应就地平整。滤水层所用的砂子，可与建设单位

20、协商处理, 必要时可以部分回收。六、材料与设备每预压面积20000m2计算所需材料及设备参考表表1序号名称单位数量备注1荆芭m800004层2风化砂3 m80003排水砂m80004塑料排水板m200000根据设计深度打设，暂按10m5密圭寸膜2m240003层6滤管m410007真空射流泵台208真空表个20不计监测所需七、质量控制措施1排水砂进场前，需取样送质量工程师认可及相关质量检测鉴定单位检验， 检验合格后，方允许进场使用。2塑料排水板的材料性能尤其是竖向排水能力应满足工程需要。3真空预压的总面积不得小于建筑物基础外缘所包围的面积，且应超出建 筑物基础外缘23m。每块薄膜覆盖的面积应尽

21、可能大，如需分块预压时， 每块间距不宜超过24m,且每块预压区应至少设置两台真空泵。4塑料排水板间距和打设深度应满足设计要求，回带长度不得大于500mm 深度除满足设计要求外，其底部应高出下层透水层1m左右。5塑料排水板打设完毕并验收合格后，应及时仔细地用砂垫层砂料把打设 时在每根塑料排水板周围形成的孔洞回填好，否则，抽真空时这些孔洞附近的密封薄膜很容易破损，造成漏气，从而难以达到和维持要求的真空度。6 粘土帷幕是否有足够气密性是保证膜下真空度的关键因素。粘土帷幕的 打设必须根据实际地质情况调整，必须穿透透水层，进入不透水层1m 以上。7 管道出膜处应与出膜装置妥善连接，以保证密封性。膜外水平

22、管道上应 接有阀门。8 真空预压的密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺能力强的不透 气材料。密封膜热合时宜用两条热合缝的平搭接，搭接长度应大于15mm。密封膜宜铺设 3 层。密封膜铺设前应仔细检查有无尖利物等可能致密封膜 破损的因素存在，防止漏气。9 在铺设聚氯乙烯密封膜时应注意在真空加固块的四周，密封膜四边应保留有至少4m富余压边条。10抽真空期间必须保证电力连续供应， 不得中途断电， 以使真空度在最短 时间内达到并长期维持设计值。如外部供电不能保证，需准备充足的发电 机。八、安全注意事项真空预压作业场地空旷，无竖向交叉作业，主要安全管理点位用电安 全和机械作业安全。1 用电安全1.1

23、由于真空预压大都在空旷荒野施工，施工作业人数少，又处在前期开 发阶段，一般不可能有良好的电源条件，加之预压阶段是带水作业，因此 用电安全必须高度重视。1.2 施工电缆必须实行“三相五线”制。所有用电设备必须安装防漏电保 护器，所有的配电箱、闸刀箱必须使用符合规定要求的闸箱。进出闸箱的 电源线必须固定牢，并用橡胶护套保护。1.3 固定电源线应尽量架空，无法架空时，必须采用防水橡胶电缆，拖地电缆必须符合耐压要求，严禁使用已老化的旧电缆或不合格的产品，所有 的电缆接头必须有严格的防漏电措施，并用木杆将接头竖起架离地面。1.4无论是电工或运行工，上岗值班必须两人同岗，严禁单人上岗。必须 坚持定期安全检查制度。强风、暴雨后应立即