超载预压施工工艺

超载预压施工工艺真空预压特点1.1真空预压法是利用大气来加固软地基，所以和堆载排水预压法相比，不许要大量预压材料。1.2真空预压法在施工时荷载无须分级施加，能够一次性快速施加到80Kpa以上而不会引发地基失稳，与堆载预压法相比加载较快，可显著缩短工期。同时该法在卸载时只要抽气停顿就能够了，因而施工起来简单、轻易。1.3在同等条件下真空预压法处理后地基比堆载排水法处理地基密实度高，且加固均匀，平均沉降量要大1.4在同等条件下，真空预压法加固地基时抗剪强度增加率比堆载排水法大。1.5真空预压法工程造价主要取决于真空泵动力消耗。1.6真空预压与堆栽预压相结合能够达成超载目标，而不会产生填土超载预压不利于稳定弊端。2适用范围2.1堆载材料缺乏，价格较高，工期较紧而电力供给不足地域。2.2难以施加荷载超载地基。2.3临近危险边坡地带。3工艺原理真空预压法是排水固结法处理软土地基有效方法之一，它是利用专门设备，经过抽真空在地基中产生负压，使土体空隙中水分排出，从有效应力原理可知：空隙水排出，孔隙水压力减小后，有效应力就对应增加，在压力差作用下，土体中水分被排出，土体得到加固，土体强度得到提升。依照达西定律，土体中孔隙水渗透速度与水力坡度正正比，增加水头差和降低排水距离L均可加速土体排水固结。真空预压加固机理是经过保持土体中总应力不变，降低垂直排水通道中孔隙水压力使之小于原有孔隙水压力，即产生孔隙水压力，形成渗流需要水力梯度；而堆载预压是经过施加外荷载使土体中总应力增加，造成软土中孔隙水压力增加并超出垂直排水通道中孔隙水压力，即产生正孔隙水压力，从而形成渗流需要水力梯度/二者联合应用，正负孔隙水压力压差增大，也就是增加了水头差，造成孔压消散更加快，加固效果愈加好，真空联合堆载预压加固软基工艺原理见图34工艺流程及操作关键点4.1工艺流程见图4.11-平整场地；2-量测地面起始高程；3-埋设施工沉降观察板；4-铺设30㎝砂砾垫层；5-打设排水板；6-铺设20cm砂砾垫层；7-铺设10cm砂垫层并敷设主管、滤管；8-埋设砂垫层中真空度测头；9-挖密封沟；10-安置主管出膜装置；11-量测施工沉降量；12-铺土工布及土工膜；13-铺设10cm砂垫层；14-安装抽真空装置；15-回填密封沟；16-联接主管到抽真空装置；17-设置膜上沉降标；18-测沉降初值；19-试抽真空；20-检验膜上及密封沟漏气情况；21-正式抽真空；22-施工监测开始；23-土方填筑开始；抽真空结束；（流程图见下页）4.2施工工艺下面结合杭州湾跨海大桥南接线工程第六协议段工程概况对真空联合堆载预压施工工艺给予说明。工程概况：该工程位于浙江省慈溪市掌起镇，属于海积平原区。软土地基特点是②1亚粘土耕植土层厚1-2m。下伏③1层淤泥质亚粘土软土层，土工试验指标低，变异性较大。主要软土层为③1：淤泥质亚粘土（Q42+m）灰色、灰褐色，饱和、流塑。层间夹亚粘土或亚砂土薄层，层厚约2-4cm。具备高含量、高孔隙比、高压缩性、高灵敏度等特征，工程地址条件很差。全协议段分布，埋深1-2m，最厚达23.4m，不宜作为基础持力层。图4.1真空-堆载联合预压法施工工艺流程图软土地基处理设计标准：1、

路堤稳定控制标准：采取有效固结应力进行稳定性计算，不论在施工期还是运行期，其稳定系数K≥1.5；2、

路面设计使用年限（）内残余沉降满足以下要求：桥台与路堤相邻处≤0.10m，涵洞或箱形通道处≤0.20m，通常路段≤0.30m。4.2.1水平排水系统施工4.2.1.1去除表土，整平场地形成自路中心向两侧2%横坡；4.2.1.2砂质量和规格必须符合设计要求和规范要求；4.2.1.3砂垫层表面不得存留石块及其余尖利杂物并符合表4.2.1.3要求；表4.2.1.3砂垫层施工要求项次

检验项目

要求值或允许偏差

检验方法和频率1

砂垫层厚度

大于设计

每200m检验4处2

砂垫层宽度

大于设计

每200m检验4处3

反滤层设置

符合设计要求

每200m检验4处4

压实度

90

每200m检验4处4.2.2垂直排水系统施工4.2.2.1塑料排水板施工工艺以下：移动插班机就位，调正套管垂直度，对准桩位。在空心套管中插穿入钢靴，再将排水板回插入套管咀中，拉紧排水板，使钢靴紧贴套管沉入土层，至设计要求深度；以震动加压方式将套管沉入土层，至设计要求深度；拔出空心套管，因为土对钢靴及排水板粘结力而使排水板留在土中；留出排水板埋入砂垫层长度约为30㎝，将排水板减断，移动导管至下一桩位，继续下一根排水板施工。4.2.2.2排水板施工注意事项施工前依照设计要求打设深度及地质情况选取适宜插班机；排水板在打设当中出现回带现象较严重时，除严格控制淤泥进入套管外，必要时可向管内适量注水，如回带超出0.5m时应重新补打；打设排水板时留在孔口淤泥应及时去除，以防污染砂垫层；打设排水板不应扭曲，滤膜不应破损或污染；排水板接长时应拆开滤膜，对准芯班槽口，再包好滤膜，用钉固定，搭接长度不应小于0.2m禁止浮放搭接；排水板应露出第一层砂垫层15㎝，弯倒埋入第一层砂垫层。4.2.2.3塑料排水板施工要求应符合表4.2.2.3要求表4.2.2.3塑料排水板施工要求项次

检验项目

要求值或允许偏差

检验方法和频率1

板间距（㎜）

±150

抽查2%2

板长

大于设计

查施工统计3

竖直度

1.5

查施工统计4.2.2.4排水板打设完成并验收合格后应及时仔细地用砂料把打设时在每根塑料排水板周围形成孔洞回填好，不然抽真空时这些孔洞附近密封薄膜很轻易造成漏气从而难以达成和维持要求要求真空度；4.2.3.1抽真空系统施工4.2.3.1抽真空系统主要包含：主、滤管安装，主管出膜装置，抽真空设备安装；4.2.3.2通常每台真空泵担负软基处理面积为800～1000㎡，据此可依照软基处理总面积算得真空泵数量，再依照真空泵数量计算出主管间距，滤管间距通常为6～8m。主滤管布置要求见图4.2.3.2。4.2.3.3滤管与滤管连接可在管头涂PVC

胶水，再将小管头塞入略大管头相连接。4.2.3.4主管与滤管连接由三通和四通组成，三通、四通与个管采取钢丝橡胶软管，要求钢丝橡胶软管套入真空管和三通、四通长度≥10㎝，并用12号铅丝绑扎，绑扎时注意沿线路横向不应过紧，达成不使沙砾进入真空管即可，并要求铅丝头向下，以预防其损坏密封膜。4.2.3.5主管出膜采取在膜上挖洞，在膜外用专用塑料胶水粘贴双层密封膜堵漏进行处理，要求见图4.2.3.54.2.3.6主管出膜后用橡胶软管接入止回阀，止回阀再与抽真空装置连接，其安装见图4.2.3.64.2.3.7抽真空装置由水箱、射流喷嘴、真空吸管、污水泵组成，安装见图4.2.3.7，水箱安装在密封沟上，并应使其高度低于密封膜面高度图4.2.3.74.2.4密封系统施工4.2.4.1密封系统施工包含密封膜，密封沟，土体深层密封，加固中地表开裂密封。4.2.4.2密封膜加工时，尺寸大小应考虑埋入密封沟部分；4.2.4.3密封膜铺设自一边开始，；两层一道次序同时由近及远进行铺设；4.2.4.4密封膜埋入密封沟时，注意膜不要被石头、草根、树根等戳破；4.2.4.5密封沟回填好后，在沟中放水，水深控制在10㎝左右，若密封沟有漏气，水面、会有漩涡。4.2.4.6密封膜铺好后，进行试抽真空，检验密封膜有没有漏气。详细方法：通常膜有漏洞地方会发出风鸣声，此时派人穿软底鞋在膜上进行地毯式巡查，发觉膜破时用小块薄膜粘贴补好。4.2.4.7在试抽真空度稳定在80Kpa后保持7～10天，地基土达成一定强度时，才能进行堆载欲压；4.2.2.8密封沟是指在加固区四面开挖用于埋设密封膜沟槽，其深度通常为1.2～1.5米，当被加固区土层粘粒含量较高，渗透性较差时，取较小值；沟宽度为0.6～0.8m，人工开挖时可适当放大。4.2.4.9密封沟挖好后，将膜放入沟中，应注意将膜贴于沟内壁，并将膜放至沟底，然后分层回填；4.2.4.10当被加固地层表面下不太深（3～5m）地方，有一层厚度不大（2～3m）透水层存在，应考虑采取钢板桩法、灌浆法、深层搅拌法等对该透水层进行密封处理；4.2.4.11加固区出现裂缝时，一旦发觉漏气，可用一定稠度粘土浆倒灌裂缝中，将其封闭。4.2.5施工检测4.2.5.1施工检测项目有：沉降观察、侧向位移观察、真空度观察4.2.5.2沉降观察分为施工沉降和填筑沉降两部分。施工沉降指打设排水板、铺设砂垫层、安装真空等引发沉降。4.2.5.3施工沉降在平整场地后开始实施。沉降板采取20㎝×20㎝×0.5㎝钢板制成，并在钢板中央焊一小铁钉，方便安装塔尺，钢板下焊接两个长约25㎝左右“耳朵”，便于插入地下，预防移动。4.2.5.3施工沉降板通常情况下每100m埋设一组，左、中、右各一个，埋设后应设醒目标标志，以防破坏，如有特殊情况位置可当调整。观察分别在埋设后上完砂垫层进行，其差值为施工沉降。填筑期间沉降板及侧向位移桩结构如图4.2.5.34.2.5.4填筑期间沉降板及侧向位移桩布置如图4.2.5.44.2.5.5软土路段观察断面设置依照设计图要求设置，路中沉降板应避开通信管道位置，沉降板和位移边桩布设可依照实际地形和施工情况作适当调整。4.2.5.6沉降板在密封膜铺完后安放。要求在板下铺一块土工布以防损坏密封膜。施工期间依照实际情况进行接长，最终一节应安置管帽。4.2.5.7施工中应注意保护沉降板和侧向位移桩，防止被施工机具破坏，影响观察结果；4.2.5.8沉降板及侧向位移桩观察频率要求：施工期间，每填一层观察一次，路堤填高超出极限高度后，天天观察一次，应固停顿施工，每三天观察一次；预压期间，第一个月每三天观察一次，第二个月至第三个月每七天观察一次，从第四个月开始，每半个月观察一次，直到铺筑路面。4.2.5.9施工期间，若中桩沉降板日沉降量达成1㎝/d，或日侧向位移达成0.5㎝，应立刻停顿加载；停顿加载后，必须天天进行观察，而且当连续观察三天沉降量与位移值之内时，方可继续进行加载。最终将观察统计绘制成图4.2.5.9，用以确定软基沉降量。4.2.5.10真空度量侧装置要求80～1000㎡放置一个。4.2.5.11真空度量侧装置由真空表、PVC透明软管、真空度测头组成，其组成见图4.2.5.11；4.2.5.12PVC软管直接穿过密封膜引至膜外，再与真空表连接。软管出膜要求相同，见图4.2.5.13；软管与真空表连接处要求挤上一些703硅胶加以密封。4.2..5.13真空度观察频率个要求：试抽真空期间，要求每两个小时读一次并统计，方便准确测出真空压力上升过程，及时发觉漏气。当真空压力达成设计要求后，4～6小时测读一次，并要求昼夜不间断。将每次做统计绘制成膜下真空度-时间过程曲线，见图4.2.5.134.2.6.真空荷载卸除4.2.6.1真空荷载卸除前提是路堤填筑高程已达成设计要求路堤高程或者路面高程，而且真空荷载一直大于80Kpa；4.2.6.2施工监测中得到在加固荷载下产生路堤沉降量，大于在满足设计路面高程下可能产生固结沉降量；4.2.6.3真空荷载卸除月沉降量应满足符合表4.2.6.3要求：表4.2.6.3真空荷载卸初标准采取加固方法

路段种类

停顿抽真空前连续两个月沉降速率

停顿抽真空后，中止预压加固前连续两个月应达成沉降速率真空联合堆载

通常路段

≤30-25mm/月

≤10-8mm/月桥头路段

≤20-15mm/月

≤8-5mm/月5材料5.1塑料排水板质量要求应符合表5.1要求表5.1塑料排水板质量要求项目

单位

C型

条件宽度

㎜

100±2

厚度

㎜

≥4.5

纵向通水量

㎝3/s

≥65

侧压力350Kpa滤膜渗透系数

㎝/s

≥5×10-3

试件在水中浸泡24h滤膜有效孔径

Um

50-110

以098计复合体抗拉强度（干态）

KN/10㎝

≥2.3

延伸率10%时滤膜抗拉强度

纵向干态

N/m

≥40

延伸率10%时横向干胎

≥50

延伸率15%时，试件在水中浸泡24h滤膜梯形撕裂

纵横向强度

N

≥100

芯板材质

100%聚丙烯新材滤膜材质

长纤维无纺布5.2土工布质量要求应符合表5.2要求表5.2土工布质量要求指标

单位质量要求

厚度（2Kpa）

抗拉强度（均值）

延伸率（纵向/横向）

CBR顶破阻力

有效孔径（O90）

垂直渗透系数

法向透水流量（50mm水头）单位

g/㎡

Mm

KN/m

%

N

㎜

m/s

1/㎡/s数值

≥250

≥2.2

≥19

≥80/35

≥2900

≥0.09

≥3×10-3

≥725.3砂砾材料质量要求砂砾材料应为中砂、粗砂级配砾石（级配碎石）组成，最大粒径应小于50mm。用作排水垫层时，经过5mm筛孔粒料应在20%-50%，小于0.074mm粒径小于5%，其不均匀系数应大于10，曲率系数为1-3，压实后渗透系数应大雨1×10-2㎝/s。5.4主管及滤管质量要求主管和滤管均采取公称直径75mm真空预压工程专用PVC管，设计抗压强度≥450Kpa（压缩量5%）。其中主管上没有孔洞和反滤材料包裹，滤管上均匀分布孔洞，并用针刺无纺土工布包裹，而且滤管管头一头略大。主、滤管材料连接材料，三通，四通均用76mm钢管制成，三通和四通与各管连接是用钢丝橡胶软管制成，长度在30cm左右，同时用10号或12号铅丝绑扎。5.5密封膜质量要求现在国内使用密封膜主要由聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）制成，选取和检验时应参考聚氯乙烯（PVC）土工膜国家标准（GB/T17688-1999）聚乙烯（PE）土工膜国家标准（CB/T17643-1998），公路工程真空预压所用膜厚度可适当减弱。密封膜施工是真空预压加固法成功关键，热合时以平搭接，两条热合缝为好，通常搭接1.5～2㎝。要求拼接处强度高，气密性好，满足施工要求。项目

厚度

拉伸强度

纵横向断裂伸长率

直角撕裂强度（纵、横向）

渗透系数

检测

]方法

拉伸速率

纵向

横向

单位

㎜

MPa

%

N/㎜

㎝/s—

%提议

≥15≥15

≥200

≥80

≤10-11

SL/T235-1999

指标

试样为50㎜宽

QB/T1130-91

6机具设