海相软土地层真空增压固结施工规程

1海相软土地层真空增压固结施工规程本文件规定了预应力方桩引孔作业的基本要求、施工前准备、塑料排水板插打施工、增压管施工、手型接头连接及真空排水管网连接、增压管网连接、密封体系施工、管路出膜后与真空、增压机械连接、真空预压施工、增压施工、地基监测、钻孔桩施工、质量验收。本文件适用于海相软土地层真空增压固结作业的施工、质量验收活动。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JGJ792012建筑地基处理技术规范HG/T20578真空预压法加固软土地基施工技术规程GB50202建筑地基基础工程施工质量验收标准JTJ256塑料排水板施工规程GB/T50123土工试验方法标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1增压式真空预压法air-boostervacuumpreloading通过设置排水系统、密封系统、抽真空系统和增压系统，利用真空压力和增压气体压力使土体排水固结来加固地基的方法。3.2增压系统pressurechargingsystem利用研发的空压机、透气软管、钢丝软管和管网组成的空气增压系统，实现了对塑料排水板间土体的有效增压。3.3土体排水固结Soildrainageandconsolidation利用空压机及增压管网系统通过增压管向软土地基土中打气增压施工，加速土体排水固结过程。3.4防淤堵塑料排水板Anticloggingplasticdrainageboard防淤堵塑料排水板、手型接头与横向排水通道衔接。3.5密封体系sealingsystem密封体系由加固边界的密封墙构成的四周密封体和由加固区表面覆盖的密封膜构成表面密封体两部分组成。4基本要求4.1采用海相软土地层真空增压施工的场地，应进行以下评价工作：a)工程对地基的要求，包括地基承载力、地基土强度、固结度、允许沉降量和差异沉降量等；2b)工期要求；c)附近建（构）筑物的分布情况、结构特征、基础类型及其与加固区边线的距离等周围环境；d)临近建筑、地下工程及有关管线的分布情况；e)路、水、电等施工条件；f)各项指标监测要求及检测标准；4.2加固区边线与周边建（构）筑物和地下管线的距离应根据土质情况和建（构）筑物重要性确定，必要时应采取相应保护措施。4.3对以沉降控制为主的工程，卸载标准应根据地基平均应变固结度、残余沉降量及沉降速率确定；对主要以地基承载力或抗滑稳定性控制的工程，卸载标准应根据平均应力固结度和沉降速率确定；4.4压施工过程中应进行施工监控和加固效果检测，满足卸载标准时方可卸载。5施工前准备5.1应编制施工组织设计或施工方案，并得到监理等有关单位的批准。5.2技术人员应熟悉图纸、地勘报告、施工方案等资料性文件，明确各岗位工作职能，对现场施工人员进行技术交底，并进行必要的岗前培训。机械设备操作人员应经过专业培训，取得操作证后方可上岗。5.3场地平整及填筑钻孔作业平台。根据现场场地情况进行场地平整，并进行简单处理确保场地的平整度和承载力满足施工机械施工需要，由于软土地基难以承载大型设备，填筑平台前填筑50cm砂垫层，砂垫层下人工挖排水沟。钻孔桩范围内填筑作业平台厚度根据软土厚度确定，一般不小于2.5m，除确保插打排水板设备能够施工作业，并且满足真空预压的要求。5.4应搭建施工用临时设施，保证水、电、路畅通，并满足安全文明施工要求。5.5选择适合本工程的真空增压固结设备，机械设备运进施工现场后应进行维护检查、试运转，试运转应正常。5.6应合理布置材料堆放区域，进场材料应及时报验，将检测合格品和不合格品分区堆放。5.7应对进场防淤堵塑料排水板和密封膜性能参数指标应符合表1、2的规定。表1防淤堵排水板（SPB-100）性能参数表物裂≥5×10-3cm/s表2密封膜的指标参数表6塑料排水板插打施工6.1插打塑料排水板的尺寸要求：塑料排水板按照正六边形布设。36.2板间距和板长按照设计参数进行施工，一般情况下板间距1.0m，板长根据处理深度控制，由于受处理深度控制不宜大于20m。6.3独立桥墩位置采用普通堆载排水固结，插打排水板工艺基本相同。7增压管施工7.1增压管由若干节依次相连的透水软管组成，透水软管由螺旋形弹性支撑架和滤布组成，每节透水软管的两头置有可配接的螺纹接头，第一节软管前端上旋接有锥形封头，最末节软管后端旋接有法兰。7.2增压管布置在六根塑料排水板组成的正六边形中心，增压管长度8m。7.3增压管的插打施工按特制装置进行，插打的基本过程是首先利用本装置形成的高速高压水流在地基土体中冲孔，然后利用本装置的导向、导流作用将增压管插打进入地基土体中。8手型接头连接及真空排水管网连接8.1手型接头的主要目的是将塑料排水板和横向的真空排水支管网密封地连接形成一个整体，从而达到高效传递真空度的作用。8.2主管采用币75mmPVC管，支管采用钢丝软管。8.3施工中首先清理已插打完成的塑料排水板板头并将超出规定尺寸的裁剪板头，随后安装手型接头。接头安装后使用木钉枪（413型气压式）将手型接头与塑料排水板连接处用订书钉密封，随后用钢丝软管将手型接头连接再使用木钉枪（气压式）将手型接头与钢丝软管连接处用订书钉密封。8.4在管网靠近加固边线的两端，每一横行的支管路接入真空排水主管路，主管路通过出膜装置与真空泵连接。9增压管网连接9.1增压管网连接方式类似于真空排水管网的连接方式，主要区别在增压管管体自身带有一个三通装置，其中三通一端已与增压管相连，只需用钢丝软管将每一行的增压管尾部三通中的另外两端依次相连，组成一整套的增压系统支管系统。9.2最后在施工区两边接入由D75mmPVC管组成的主管系统即可。9.3增压管尾部三通管头与钢丝软管相连时采用人工操作，用木钉枪（413型气压式）用钉书钉密封连接。10密封体系施工10.1密封墙a)密封墙采用泥浆搅拌桩，采用搅拌桩机械以淤泥为材料，按照搅拌桩的施工工艺进行密封墙的施工；b)每道密封墙共两排桩，桩径0.5m，桩长进入地表易透气层以下1～1.5m，同一排桩之间相互咬合10cm，第一排桩与第二排桩之间咬合25cm，形成连续的墙状结构，起到止水、密封的效果；c)泥浆含砂率要求≤5%，比重不低于1.35，pH值一般以7.5～8.5为宜，泥10.2密封膜4a)密封膜采用二层聚乙稀薄膜，每层膜厚0.12～0.14mm。每个分区的密封膜采用一整块膜，在工厂整体加工，运输至施工现场；b)为保证膜的密封性，不宜在现场热熔加工。密封膜采用人工铺设方式，先铺设一层，然后再铺设第二层；c)在铺设密封膜前需要先在场地上铺设一层土工布保护密封膜。11管路出膜后与真空、增压机械连接11.1增压主管每隔20米连接一个出膜管，出膜管采用出膜装置穿透密封膜后与空压机连接组成一个完整的增压系统；11.2同样真空排水主管每隔20米连接一个出膜管，出膜管采用出膜装置穿透密封膜后与真空泵连接组成一个完整的真空排水系统。在加固区两侧安装真空泵，真空泵选用功率为7.5kW的IS型，其抽气速率≥4m³/min，每台泵可控制1000m。11.3安放时注意将真空泵进水口和管路出膜口保持同一平面，保证真空泵能发挥到最大功效。11.4主管出膜装置是指膜下主管与膜外的真空泵或空压机相联接的一种装置，该装置使整个膜内外管路形成一个有机整体，使管路系统连续、通畅，同时保证薄膜不漏气。1—手型接头；2—水平井透水增压管；3—整体排水板；4—真空管；5—密封膜；6—增压管图11.4增压式真空预压排水及完整系统图12真空预压施工12.1真空泵系统（将水泵、水箱、闸阀、截止阀、出膜口按要求连接）安装完毕后，将配电箱与真空泵处漏电开关盒和真空泵的电路接通后，空载调试真空射流泵，当真空射流泵能实现真空度600mmHg以上后，开始试抽真空。12.2在膜面上，压膜沟处仔细检查有无漏气处，发现后进行及时修补。如果在抽气时发生漏气时，孔眼会发出鸣叫声，可循声进行彻底检查。12.3抽真空的初始阶段，为防止真空预压对加固区周围土体造成瞬间破坏，必须严格控制抽真空速率可先开启半数真空泵，然后逐渐增加真空泵工作台数。当真空度达到400mmHg，经检查无漏气现象后，开启所有的真空泵，将膜下真空度提高到60OmmHg后，开始恒载抽真空。12.4保证抽真空的正常进行，需要24小时不间断地观察检查，对真空度表、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维修，保证真空系统、密封系统正常工作。513增压施工13.1待被加固土体具有一定的强度和结构稳定性、土体内的孔隙水排出较困难时，开始进行增压施工，增压施工开始时间点一般控制在土体固结度达到40%以上时（根据经验抽真空需达到50天以上）。13.2利用空压机及增压管网系统通过增压管向具有一定固结度的地基土中打气增压，加速土体中水分进入塑料排水板。随着打气增压作业的进行，膜下真空度将会降低，待膜下真空度降低至40kPa后停止打气作业。在停止打气增压作业后，在真空泵抽真空的作用下，膜下真空度会逐渐由40kPa增加到8OkPa。又重复按照第一步的方法进行打气增压施工。13.3以上施工过程往复进行，就能达到增压施工的效果。在打气增压过程中，真空泵不停止工作。14地基监测14.1根据检测数据计算理论固结沉降数据，3～4个月固结度能达到70%以上即可进行下一道工序。14.2对于普通堆载预压，堆载4～6个月，根据观测总沉降量，固结度达60%以上，可进行下道工艺的施工，也可以视钻孔灌注桩成孔质量和经济比选情况调整固结度目标。15钻孔桩施工15.1钢护筒的顶标高应高出地下水位1.5m，并高出地面0.5m，埋深不应小于1.0m。为减少软弱地基加固后受到的冲击钻头的冲击能，钻机冲程宜选用较小的1～1.5m冲程。15.2泥浆的制备和选择也关系到成孔质量和效率，冲击成孔时泥浆比重控制在1.15～1.2之间。泥浆粘度控制在18～22s，一般为20s。泥浆pH值的大小，宜控制在8～10以内，可采取投膨润土或者优质粘土制备泥浆，通过投入火碱方式改善酸碱度。15.3泥浆制备宜分区设置循环池和沉淀净浆池，采取净浆置换法快速清孔，置换桩体泥浆，泥浆比重宜控制在1.05～1.15之间，降低沉淀速度和沉渣厚度。15.4钢筋笼安装前应做好各项准备工作，钢筋笼节段的连接宜采用快速机械连接接头，钢筋笼安装到位，经检查无误后应临时固定在孔口，防止混凝土浇筑过程中钢筋骨架下沉或上浮。15.5二次清孔后，钻孔桩浇筑水下混凝土采取导管法连续灌注，应对孔内泥浆指标进行检测，排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，含砂率不大于2%，泥浆比重不大于1.1，黏度17～20s，孔底沉渣厚度满足要求。15.6混凝土初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度≥1m和填充导管的需要。混凝土浇筑过程中应经常测探孔内混凝土面的高程，及时调