真空預(yù)壓施工在連云港等沿海區(qū)域軟基處理中的應(yīng)用

1、真空預(yù)壓施工在連云港等沿海區(qū)域軟基處理中的應(yīng)用摘要：近年來(lái)由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速蓬勃發(fā)展，東南沿海的發(fā)展得到進(jìn)一步深入。 目前隨著連云港的城市“二軸一心的空間發(fā)展規(guī)劃深入推進(jìn)，更多的沿海區(qū)域建 設(shè)用地使用將是下一步發(fā)展的基礎(chǔ)。為了滿(mǎn)足建設(shè)用地開(kāi)發(fā)需求、充分利用土地 資源，如何改善淤泥質(zhì)軟基基礎(chǔ)使其滿(mǎn)足建設(shè)開(kāi)發(fā)用地條件是沿海軟基及灘涂地 區(qū)面臨的必須處理問(wèn)題。通過(guò)真空預(yù)壓+排水板施工來(lái)改變軟基礎(chǔ)的地質(zhì)條件來(lái) 滿(mǎn)足后續(xù)建設(shè)開(kāi)發(fā)用地需求，大大縮短了自然固結(jié)變形時(shí)間，是一種高效、快捷 的軟基礎(chǔ)處理工藝。本文通過(guò)真空預(yù)壓+排水板施工在連云港沿海軟基處理中的 應(yīng)用施工進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，在當(dāng)前沿海城市高速深入發(fā)展

2、的需求情況下，為城市 發(fā)展用地作儲(chǔ)備，為更好的改善地質(zhì)條件、充分利用土地資源作改進(jìn)。關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓；排水板；軟基處理引言在城市建設(shè)日益高速發(fā)展的今天，建設(shè)開(kāi)發(fā)用地資源日漸緊缺。在耕地不被 破壞的情況下，如何進(jìn)行城市空間發(fā)展合理規(guī)劃，如何通過(guò)地基處理方式將不宜 耕作的鹽堿地和沿海灘涂場(chǎng)地充分利用。是建設(shè)美好家園的一項(xiàng)重要舉措，也是 建設(shè)美麗地球的長(zhǎng)遠(yuǎn)之策。本文就真空預(yù)壓+排水板施工在連云港沿海軟基處理 中的應(yīng)用淺析沿海灘涂及軟基的處理，來(lái)改善地質(zhì)條件、優(yōu)化土地資源利用。1設(shè)計(jì)說(shuō)明及概況1.1項(xiàng)目概況擬處理場(chǎng)地約500畝地軟基處理，位于連云港市沿海港區(qū)。本項(xiàng)目在場(chǎng)地回 填的基礎(chǔ)上進(jìn)行，回填材料以

3、河泥為主。擬通過(guò)真空預(yù)壓處理方式形成建設(shè)用地， 以滿(mǎn)足后續(xù)開(kāi)發(fā)建設(shè)條件。1.2工程地質(zhì)條件按土層的地質(zhì)時(shí)代、成因類(lèi)型、巖性及工程地質(zhì)特性；勘察深度范圍內(nèi)自上 而下可劃分為8個(gè)工程地質(zhì)層，分述如下：層素填土：灰黃色，松散，稍濕，以黏性土為主，夾少量淤泥土，均勻性 較差。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度：0.604.20m，平均1.59m ；層底標(biāo)高：0.152.83m， 平均1.41m；層底埋深：0.604.20m，平均1.59m。壓縮性不均且高，工程性能 差。層黏土：灰黃色，軟可塑，土質(zhì)均勻，切面光滑。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度： 0.502.40m，平均 1.42m ；層底標(biāo)高：-0.370.61m，平均-0.0

4、1m ；層底埋深： 1.704.70m，平均3.01m。壓縮性較高，工程性能較差。層淤泥：淺灰色，流塑，土質(zhì)較均勻，中下部夾薄層粉砂，有輕微淤臭味。 場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度：13.7015.90m，平均14.34m ；層底標(biāo)高：-15.37-13.76m， 平均-14.36m ；層底埋深：16.0019.90m，平均17.32m。壓縮性高，工程性能極 差。層粉質(zhì)粘土、層粉砂及以下土層工程性能均一般。1.3設(shè)計(jì)說(shuō)明本工程大部分區(qū)域平均埋深17.32m以?xún)?nèi)為淤泥質(zhì)土，為高壓縮性土，在外部 荷載作用下會(huì)發(fā)生壓縮變形，產(chǎn)生沉降；且淤泥質(zhì)土為新近沉積，存在欠固結(jié)性， 隨著時(shí)間的推移將在自重應(yīng)力、外部荷載附加

5、應(yīng)力作用下發(fā)生固結(jié)沉降，且由于 淤泥質(zhì)土層深厚，固結(jié)過(guò)程不會(huì)在短期內(nèi)完成，預(yù)計(jì)天然地基未經(jīng)處理，其工后 沉降較大，延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，危害上部結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性。本工程軟基處理面積為500畝，場(chǎng)地回填材料以河泥為主，回填完成后的場(chǎng) 地標(biāo)高為+5.20m，軟基處理設(shè)計(jì)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如下：1、交地標(biāo)高及平整度要求：本工程地基出來(lái)后場(chǎng)地交地標(biāo)高要求不高于 +3.800m，交地標(biāo)高為地基基礎(chǔ)處理后的整平標(biāo)高。場(chǎng)地要求基本平整，高差 100mm；2、地基承載力要求：本工程真空預(yù)壓后表層0m3.0m范圍內(nèi)地基承載力特 征值80kPafak60kPa，3.0m以下加固深度按現(xiàn)場(chǎng)十字板剪試驗(yàn)或鉆孔取樣進(jìn)行 室內(nèi)土工試驗(yàn)計(jì)算承

6、載力。3、固結(jié)度要求：處理完成后85kPa荷載下整個(gè)場(chǎng)地固結(jié)度80%。4、地基工后沉降要求：85kPa荷載下，30年內(nèi)工后沉降理論計(jì)算值30cm。5、不均勻沉降要求：區(qū)域之間不均勻沉降值3%。6、換填壓實(shí)要求：真空預(yù)壓卸載后，挖除覆水圍埝，并對(duì)亞膜溝進(jìn)行換填土 石料碾壓密實(shí)，要求壓實(shí)度90%。7、 卸載標(biāo)準(zhǔn)：（1）按實(shí)測(cè)沉降曲線推算的固結(jié)度大于80%；（2）連續(xù)10 天實(shí)測(cè)沉降速率不大于2.0mm/天。2真空預(yù)壓施工2.1工藝原理真空預(yù)壓法加固軟土地技術(shù)由排水系統(tǒng)和壓載系統(tǒng)兩部分組成，抽氣后，密 封膜內(nèi)氣體首先被抽出，真空度通過(guò)水平排水通道橫向擴(kuò)散至處理區(qū)域各處，在 密封膜內(nèi)形成一個(gè)壓力差，與

7、此同時(shí)，膜內(nèi)壓力差通過(guò)垂直排水通道逐漸向下延 伸，通過(guò)垂直排水通道向其四周的土體傳遞與擴(kuò)展，引起土中空隙水壓力降低， 形成負(fù)的超靜孔隙水壓力，從而使土體孔隙中的氣體和水由土體向垂直排水通道 滲流，最后由垂直排水通道匯集至地表排水系統(tǒng)被真空泵排出，由此土體產(chǎn)生排 水固結(jié)變形，地基沉降的同時(shí)土體強(qiáng)度也得到增長(zhǎng)，大大縮短自然固結(jié)變形時(shí)間， 短時(shí)間內(nèi)迅速降低軟土地基工后沉降達(dá)到加固地基的目的，是一種高效、快捷的 軟基處理工藝。2.2工藝流程圖2.2.1施工準(zhǔn)備主要包括施工人員、施工機(jī)械設(shè)備的到位；施工前工地的踏勘；材料聯(lián)系定 購(gòu)等工作，必要時(shí)還要修筑施工便道等。對(duì)加固區(qū)進(jìn)行整平，人工清理碎渣、銳 石、

8、竹片等不利密封雜物。按圖紙要求，由專(zhuān)業(yè)測(cè)量工程師用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn) 行中樁、邊線樁定位，沿加固區(qū)中軸方向每100米插設(shè)邊線旗幟，旗幟插設(shè)精度 滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。測(cè)放各分區(qū)角點(diǎn)，按規(guī)范要求分區(qū)。2.2.2打設(shè)塑料排水板塑料排水板按正方形布置，施工步驟如下：點(diǎn)位布設(shè)：1mx1m正方形布設(shè)；插板機(jī)的選擇與定位：塑料排水板施工采用軌道式打板機(jī)進(jìn)行打設(shè)，施工 順序采用后退式施工，以保證打設(shè)完成的排水板不受碾壓；打設(shè)前根據(jù)板位標(biāo)記 進(jìn)行插板機(jī)定位并進(jìn)行機(jī)座整平，打板機(jī)定位時(shí)，管靴與板位標(biāo)記偏差應(yīng)控制在70mm范圍內(nèi)，機(jī)座整平后要用儀器進(jìn)行檢測(cè)。安裝管靴：打設(shè)塑料排水板采用套管式打設(shè)法，套管形狀為扁形。將

9、塑料 排水板穿過(guò)插板機(jī)的套管，從套管下端穿出，與專(zhuān)用管靴連接。排水板與管靴連 接方式見(jiàn)下圖：圖8.3-2排水板與管靴連接示意圖1排水板2排水板彎折部分3管靴4套管調(diào)整垂直度：調(diào)整插板機(jī)套管的垂直度，保證打設(shè)過(guò)程中偏差不大于 1.5cm/m；打設(shè)、拔管：將插板機(jī)套管、管靴、塑料排水板插入地層，當(dāng)排水板插入 到設(shè)計(jì)深度后，拔出插板機(jī)套管，利用管靴將排水板固定于孔底；施工時(shí)嚴(yán)格控 制回帶長(zhǎng)度及回帶率，回帶率不大于5%；在施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常抽查，盡可能減 少回帶長(zhǎng)度；打入地基的塑料排水板宜為整板，長(zhǎng)度不足需要加長(zhǎng)時(shí)應(yīng)先將兩根塑料排 水板濾膜剝開(kāi)，將板芯對(duì)插搭接，并將濾膜包好、裹緊后，用鐵絲穿扎牢固，接

10、長(zhǎng)時(shí)在塑料排水板上扎穿的孔眼不在板芯的同一條水槽中，兩根排水板的搭接長(zhǎng) 度不小于20cm；當(dāng)遇漂石或塊石難以在原位插打時(shí)，應(yīng)移位補(bǔ)打，移位距離不 得大于塑料排水板間距的30%；剪斷排水板：排水板完成后，拔出插板機(jī)套管，剪斷排水板；檢查排水板板位、垂直度、打設(shè)深度、外露長(zhǎng)度等，并做好施工記錄，符 合設(shè)計(jì)要求后方可移機(jī)；塑料排水板插打完成后，通過(guò)承插型接頭及三通接入抽真空管網(wǎng)系 統(tǒng)。采用B型防於堵塑料排水板作為垂直排水通道，正方形布置，深度按現(xiàn)場(chǎng)試 打?yàn)闇?zhǔn)，間距1m*1m，排水板打設(shè)深度應(yīng)穿透淤泥質(zhì)土層并進(jìn)入下方粘土層0.5- 1.0m，上端露出地面不小于0.5m。2.2.3承插接頭連接及管網(wǎng)布設(shè)

11、排水板施工結(jié)束后，用四通承插型接頭將兩根排水板連接在一起，依此將所 有排水板連接好，然后用25mmPVC鋼絲軟管按照設(shè)計(jì)圖紙將四通承插型接頭 連接在一起作為真空支管，每條真空支管通過(guò)專(zhuān)用小四通匯集到真空主管，真空 主管在適當(dāng)位置設(shè)置50mm的正三通分別與相應(yīng)的真空水環(huán)式真空泵相連接， 最終組成真空系統(tǒng)（主管采用50mmPVC鋼絲軟管，支管采用25mmPVC鋼絲 軟管）。用于連接主管和真空泵的出膜器連接必須要綁扎牢固，密封性能要安全 可靠，連接好后，開(kāi)啟真空泵測(cè)試連接部位是否有漏氣現(xiàn)象。圖示排水板通過(guò)專(zhuān)用連接件與真空管網(wǎng)連接圖施工材料影響施工質(zhì)量，因此在建筑地基基礎(chǔ)施工中避免選擇劣質(zhì)產(chǎn)品，為 了

12、達(dá)到設(shè)計(jì)要求需要進(jìn)行多加選擇尋找物美價(jià)廉的施工材料，從而幫助提高施工 質(zhì)量與成本控制。在綠地及技術(shù)中加強(qiáng)材料管理，施工前要進(jìn)行材料的監(jiān)督管理 做好。材料檢測(cè)工作。其次進(jìn)場(chǎng)的材料要進(jìn)行材料檢測(cè)，嚴(yán)格檢查材料理化性質(zhì) 與外觀，確保材料的完整與良好，最后，在材料儲(chǔ)存過(guò)程中要具備符合材料自身 的特點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)，材料管理人員要對(duì)材料進(jìn)行相關(guān)了解，從而做好材料儲(chǔ)備工作。2.2.4埋設(shè)集水井、布泵本次選用集成式水環(huán)真空泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水環(huán)式真空泵和集水井組成。 分體式真空泵額定功率15kW，每臺(tái)真空泵可設(shè)有6-8個(gè)連接口，每個(gè)分體式真 空泵覆蓋面積約5000-7000m2。分體式真空泵之間采用75mm的PV

13、C管進(jìn)行連 接，每個(gè)連接口均應(yīng)做好密封處理。每臺(tái)真空泵需做到“一備一用”，水泵原則上 按照設(shè)計(jì)要求安放，其接至最遠(yuǎn)的管路長(zhǎng)度不得大于150m。在布設(shè)真空泵的同時(shí)埋設(shè)膜下監(jiān)測(cè)測(cè)頭：膜下測(cè)頭即膜下真空度測(cè)量采氣端， 采用廠家定型產(chǎn)品，將真空表集氣塑料細(xì)管插入膜下并固定即可。真空測(cè)頭布設(shè) 在兩條支管平行距離的中間，位置靠加固區(qū)邊部位且離開(kāi)加固區(qū)邊界不小于5m， 按設(shè)計(jì)圖紙要求每區(qū)塊均布真空壓力表測(cè)頭，真空細(xì)管另一端從密封膜引出，制 成喇叭口和真空表相連接，以直觀反映膜下真空度。安裝真空泵并開(kāi)始抽真空，試抽真空5-7天后，待壓力穩(wěn)定在80kPa后，開(kāi) 始真空預(yù)壓計(jì)時(shí)，滿(mǎn)載抽真空時(shí)間不得少于180天。2

14、.2.5挖設(shè)壓膜溝、筑設(shè)圍堰和鋪密封膜先鋪設(shè)一層200 g/m2 土工布，再鋪設(shè)密封膜，密封膜采用兩層聚氯乙烯薄膜。 壓膜溝密封膜壓入深度應(yīng)進(jìn)入不透水層深度至少50cm，后用粘土填壓或覆水密 封。施工工藝要求：壓膜溝開(kāi)挖深度可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，但需進(jìn)入相對(duì)不透氣層至少 0.5m；開(kāi)挖壓膜溝時(shí)如有塑料排水板，應(yīng)沿溝邊向上沿出，不能剪斷；密封膜加工后的邊長(zhǎng)大于加固區(qū)相應(yīng)邊長(zhǎng)4m，當(dāng)加固區(qū)地質(zhì)復(fù)雜時(shí)，適 當(dāng)加長(zhǎng)密封膜并松弛鋪設(shè)；鋪設(shè)密封膜：密封膜單層厚度為0.120.16mm，共鋪設(shè)2層，采用聚乙 烯或聚氯乙烯薄膜，分單層壓入壓膜溝溝底50cm以上。密封膜要求在工廠一次 熱合成型，當(dāng)真空加固區(qū)面

15、積較大，可先在工廠拼成若干塊，然后在現(xiàn)場(chǎng)粘接， 搭接寬度不得小于2.0m；在加工密封膜時(shí)，膜的大小應(yīng)考慮埋入壓膜溝部分，并根據(jù)實(shí)際情況預(yù)留足 夠的地基不均勻沉降變型富余量，防止密封膜拉裂；密封膜鋪設(shè)要按區(qū)域先后順序分層鋪設(shè)與搭接，每層膜鋪設(shè)完成后派專(zhuān)人檢 查膜是否完好，發(fā)現(xiàn)有破裂處，及時(shí)用清水清洗干凈，再用膠水貼膜補(bǔ)好，完成 后進(jìn)行下道鋪設(shè)膜工作；鋪膜過(guò)程中，隨鋪隨用砂袋進(jìn)行壓膜，防止起風(fēng)將鋪好的膜卷走或撕裂，在鋪膜完成的同時(shí)安裝少量的抽真空泵將膜吸?。环謪^(qū)壓膜溝連接膜的處理，采用搭接膜法，將兩區(qū)的膜邊壓入壓膜溝內(nèi)，并 將留出的膜用土覆蓋，待連接下一個(gè)區(qū)的膜。2.2.6真空預(yù)壓安裝好真空泵系統(tǒng)

16、（將水泵、水箱、閘閥、截止閥、出膜口連接好），配電 房T配電箱T真空泵處漏電開(kāi)關(guān)盒T真空泵的電路接通后，在開(kāi)始階段，為防止 真空預(yù)壓對(duì)加固區(qū)周?chē)馏w造成瞬間破壞，必須嚴(yán)格控制抽真空速率，可先開(kāi)啟 半數(shù)真空泵，然后逐漸增加真空泵工作臺(tái)數(shù)。當(dāng)真空度達(dá)到60kPa，經(jīng)檢查無(wú)漏 氣現(xiàn)象后，開(kāi)足所有泵，將膜下真空度提高到不小于80kPa。此時(shí)，通知監(jiān)理工 程師及承包單位驗(yàn)收并開(kāi)始恒載計(jì)時(shí)。每天現(xiàn)場(chǎng)值班人員按要求時(shí)間，對(duì)真空度予以記錄，并對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況、供 電情況及其他真空預(yù)壓施工情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。軟基處理范圍必需覆蓋全部淤泥層；試抽真空為57天，壓力穩(wěn)定在80kPa 后，真空膜檢查無(wú)漏點(diǎn)開(kāi)始覆水，10天

17、內(nèi)完成覆水，平均深度不小于0.8米。滿(mǎn)載抽真空（正式抽真空）時(shí)間不少于180天。2.2.7卸載抽真空達(dá)到設(shè)計(jì)要求恒載滿(mǎn)載時(shí)間，通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)卸載要求標(biāo)準(zhǔn)停 泵卸載。真空預(yù)壓卸載標(biāo)準(zhǔn)（三者均需滿(mǎn)足）：滿(mǎn)載抽真空有效時(shí)間不少于180天；工后沉降要求：固結(jié)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求80%；最后10天沉降量不大于2mm/d；卸載前，上報(bào)卸載方案，由監(jiān)理和業(yè)主共同認(rèn)可后，按指定路徑進(jìn)行外排水。2.2.8壓膜溝換填卸載后，對(duì)兩個(gè)區(qū)之間的公用壓膜溝進(jìn)行固化處理，后期按技術(shù)文件要求對(duì) 部分壓膜溝采用摻8%石灰拌合處理，處理深度1.5m （塑料排水板插板面以下）。2.2.9抽真空結(jié)束，整平場(chǎng)地，表層采用20T激振力振動(dòng)壓路機(jī)（可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)際情況對(duì)壓路機(jī)型號(hào)進(jìn)行調(diào)換）進(jìn)行振動(dòng)碾壓，碾壓速度小于5km/h，最終保 證平整度不大于200mm。結(jié)束語(yǔ)總而言之，隨著沿海經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，合理的空間規(guī)劃和大量的建設(shè)用 地需求是高質(zhì)量發(fā)展的前提