真空預(yù)壓工藝在西中環(huán)快速路二期工程的應(yīng)用

□文/王 軍

真空預(yù)壓工藝在西中環(huán)快速路二期工程的應(yīng)用

□文/王 軍

真空預(yù)壓工藝廣泛應(yīng)用于沿海地區(qū)制造平地，即將原有海域、湖區(qū)或河岸轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙?。西中環(huán)快速路二期工程是黃港生態(tài)休閑園區(qū)一條主干路，在工程起點(diǎn)有一座原河道清理吹漿形成的泥漿池，面積約為5萬m2，由于池中淤泥層較深，原設(shè)計(jì)不滿足路基穩(wěn)定性需求，繼改為真空聯(lián)合堆載預(yù)壓工藝施工。文章對這一工藝加以介紹。

路基；真空預(yù)壓；施工工藝

真空預(yù)壓工藝是通過覆蓋于地面的密封膜下抽真空，膜內(nèi)外形成氣壓差，使粘土層產(chǎn)生固結(jié)壓力，即在總應(yīng)力不變的情況下，通過減小孔隙水壓力來增加有效應(yīng)力的方法?，F(xiàn)廣泛用于沿海地區(qū)制造平地，即將原有的海域、湖區(qū)或河岸轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙亍?/p>

天津作為環(huán)海城市，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時，也在努力的向大海要資源、要發(fā)展區(qū)域，南疆港就是一個成功的范例。在那里真空預(yù)壓工藝大面積運(yùn)用，不僅美化了海岸線，改善沿海景觀，又建設(shè)了港口碼頭，形成一座真正的人工島。

1 工程概況

西中環(huán)快速路二期是位于南疆港黃港生態(tài)休閑園區(qū)的一條主干路，主線寬35m，在工程起點(diǎn)的位置有一座原河道清理吹漿形成的泥漿池，面積約為5萬m2，設(shè)計(jì)道路主線從中穿過，長為500m，寬為60m，面積約3萬m2。由于池中淤泥層較深，原有設(shè)計(jì)不能滿足路基的穩(wěn)定性要求，繼改為真空聯(lián)合堆載預(yù)壓工藝施工。

2 工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量放線→鋪土工布→鋪荊笆→鋪素土墊層→鋪中粗砂墊層→打設(shè)排水板→真空預(yù)壓→回填預(yù)壓土→80d檢測合格后卸載。

3 施工工藝

3.1 測量放線

測量該區(qū)域內(nèi)的原地面高程。主要是了解工作面是否平整，若有局部坑洼，還需用素土填平，以便鋪設(shè)土工布平順整齊。

3.2 鋪設(shè)土工布

先在原地面上鋪一層土工布，土工布的幅寬、質(zhì)量、厚度、抗拉強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度和滲透系數(shù)要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

土工布要成卷進(jìn)入現(xiàn)場，采用縫接法保證土工布的整體性，縫接寬度≮5cm；土工布攤鋪時應(yīng)拉直平順，緊貼下承層，不能出現(xiàn)扭曲、褶皺、重疊；鋪好的土工布要用鉛絲與荊笆錨固在一起，以防回填土?xí)r移動，土工布鋪設(shè)從一側(cè)向另一側(cè)按順序鋪設(shè)，鋪設(shè)一定距離后，方可鋪設(shè)荊笆。

3.3 鋪設(shè)荊笆

該工程為超軟基工程，施工難度大，所以要在土工布上鋪3層荊笆，荊笆的質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。鋪荊笆時每兩片搭接長度≮20cm，每隔50cm用鉛線綁扎一個結(jié)，上下兩層荊笆錯縫鋪設(shè)。鋪荊笆時，從此區(qū)域的一側(cè)向另一側(cè)依次推進(jìn)，以防大風(fēng)把荊笆掀翻，待鋪設(shè)一定面積后報監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后方能開始回填素土。

3.4 回填素土

先將外購?fù)吝\(yùn)至現(xiàn)場，存放在加固區(qū)邊緣，在荊笆鋪設(shè)的范圍內(nèi)，用長臂挖掘機(jī)將素土挖至中心附近后，用輕型推土機(jī)將土推至鋪設(shè)范圍內(nèi)，這樣將加快施工進(jìn)度，確保按工期內(nèi)完成計(jì)劃任務(wù)。

回填土?xí)r，要控制好厚度，保證打板機(jī)所需承載力；回填土完成時，用水準(zhǔn)儀按10m×10m方格網(wǎng)測量土頂面高程并報監(jiān)理工程師驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行砂墊層施工。

3.5 砂墊層回填

砂墊層回填采用中粗砂，含泥量≯3%，滲透系數(shù)＞5×10-3cm/s?；靥顣r，先將砂子用自卸車運(yùn)至加固區(qū)邊緣，用人工推小車至回填區(qū)域，一次填夠至40cm厚，誤差在規(guī)范要求內(nèi)。砂墊層可先鋪設(shè)一段，以便拼裝插板機(jī)，進(jìn)行流水施工作業(yè)，砂墊層隨著施工進(jìn)度并及時報險，以便后道工序施工測量其頂面高程，達(dá)到要求后，開始打設(shè)塑板樁。

3.6 塑料排水板

1）施工流程。測放板位→機(jī)具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→剪斷塑料排水板→機(jī)具移位。

2）塑料排水板規(guī)格型號和質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，插設(shè)前將出廠合格證及復(fù)試報告上報監(jiān)理工程師。

3）在砂墊層，頂面打設(shè)塑料排水板，按正方形布置，間距為0.7m花板打設(shè)底標(biāo)高，塑料板在砂墊層面外露長度＞25cm。

4）打設(shè)塑料排水板采用輕型門架式插板機(jī)，打設(shè)前先按圖紙要求用經(jīng)緯儀放出區(qū)域的位置和尺寸并測放樁位，做好標(biāo)記。

5）插樁機(jī)就位后，要調(diào)整好套管的垂直度并在打設(shè)套器和打樁機(jī)架上刻畫出明顯打樁長度標(biāo)記，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后方可插板。

6）插板時套管下樁要準(zhǔn)確，板位偏差及板的平面間距偏差不得超過規(guī)范允許值。

7）嚴(yán)格控制塑料排水板的打設(shè)標(biāo)高，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化，無法打到設(shè)計(jì)標(biāo)高時，應(yīng)及時與監(jiān)理工程師聯(lián)系，待征得設(shè)計(jì)同意后方可變更打設(shè)標(biāo)高，現(xiàn)場派專人進(jìn)行檢查并做好施工記錄。

8）嚴(yán)防出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂、撕裂濾膜現(xiàn)象，打塑料排水板時，插板人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，必須把板面埋頂，防止板面扭結(jié)進(jìn)入套管，有風(fēng)天氣施工時要特別注意，防止風(fēng)力將板的濾膜撕破，六級以上風(fēng)力應(yīng)禁止打板。

9）嚴(yán)格控制回帶。打設(shè)塑料排水板時，機(jī)組質(zhì)量員要認(rèn)真觀察是否回帶現(xiàn)象，當(dāng)套管提升時，排水板應(yīng)隨套管上升向管內(nèi)移動，如不向管內(nèi)移動說明有回帶現(xiàn)象，回帶長度要控制在30cm以內(nèi)，否則要重新補(bǔ)打，回帶根數(shù)不能超過總根數(shù)的5%。

10）本工程設(shè)計(jì)要求露出砂面排水板＞25cm，剪板人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，留足外露砂面長度，打設(shè)的塑料排水板必須為整板，嚴(yán)禁接板。要認(rèn)真做施工記錄，不符合規(guī)范要求的要補(bǔ)打。

3.7 真空預(yù)壓

1）埋板頭平整砂墊層

一個區(qū)域的塑料排水板驗(yàn)收合格后，及時用砂墊層的砂填滿，打設(shè)時在板周圍形成孔洞，清理加固區(qū)雜物和打設(shè)板過程中回帶到砂面的淤泥，以便更好地形成排水通道，將板頭埋入墊層中，埋設(shè)方向與砂面平行，以確保排風(fēng)暢通，同時防止刺破封膜。

2）埋監(jiān)測儀器

塑料板打完后，按照圖紙上給定的位置及指定的監(jiān)測單位埋設(shè)監(jiān)測儀器并做好儀器的保護(hù)工作。

3）鋪設(shè)真空濾器和膜下測頭

真空濾管采用符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求的φ60mm塑料軟管，打孔加工后包土工織物濾水層并捆扎結(jié)實(shí)，使濾水管只透水不透砂，濾管連接采用膠管，膠管套入濾器約10cm，用鉛絲綁緊鉛絲結(jié)頭嚴(yán)禁朝上，以免扎破濾膜、濾管相交處，采用二通、三通、四通連接。

埋設(shè)塑料管前，先由測量人員按設(shè)計(jì)圖紙放線定位，將濾管放到埋設(shè)位置附近，然后按濾管布設(shè)位置，在砂墊層上開溝，把濾管放到溝里埋好，埋設(shè)深度應(yīng)為砂墊層中間處理好接頭及出膜口，測頭布置在每區(qū)的角點(diǎn)和加固區(qū)中心，膜下測頭距加固區(qū)邊線約10m。

3.8 開挖膜溝

開挖前用全站儀放線并做好標(biāo)記，本次采用機(jī)械挖溝，開挖時保證斷面尺寸，切斷透水層，最淺挖至不透水層頂面以下50cm，邊坡符合設(shè)計(jì)要求。壓膜溝處的塑料板不剪斷，要沿溝邊向上插入墊層中插入長度≮20cm。

3.9 鋪密封膜

密封膜采用聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，厚度為0.12～0.14mm，質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求，要有出廠合格證和技術(shù)指標(biāo)抽檢報告。

1）密封膜在工廠熱合一次成型，嚴(yán)禁有熱穿熱合不緊現(xiàn)象，不宜有交叉熱合縫，萬一需要在現(xiàn)場熱合，必須嚴(yán)格按規(guī)定要求進(jìn)行搭接寬度≮2m，加工后的密封膜面積不得小于預(yù)計(jì)面積，每邊長度要大于加固區(qū)相應(yīng)邊4m。

2）鋪密封膜是本工程的關(guān)鍵工序，其質(zhì)量好壞真接影響加固效果，所以要精心操作。鋪膜前要把出膜彎管與過濾管連接好并培實(shí)砂子，將壓制成型的密封膜，按區(qū)分3層鋪設(shè)，鋪膜時必須統(tǒng)一指揮，選無風(fēng)天氣，一個區(qū)域要一天內(nèi)鋪完，鋪膜時要順風(fēng)向展開，不要繃緊，要有一點(diǎn)余量，展開后每層要進(jìn)行檢查修補(bǔ)，四周填入壓膜溝內(nèi)，深入溝底50cm，然后用粘土填筑壓膜溝，填入壓膜溝的粘土要及時的每隔10m放一段砂袋壓住密封膜。

3）安裝射流泵及濾管。每個區(qū)域的射流泵數(shù)量符合設(shè)計(jì)提出的施工方案要求，使用的真空射流泵必須能形成≮0.096MPa的真空壓力，安裝泵時要按圖紙的位置，準(zhǔn)確布置，連接處要密封，安裝后進(jìn)行調(diào)試，檢查質(zhì)量，為抽氣準(zhǔn)備。

3.10 真空抽氣

1）試抽氣

調(diào)整各種儀器的初步讀數(shù)，再進(jìn)行開泵抽氣，同時檢查每臺泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及薄膜的密封情況，出現(xiàn)問題及時處理，試抽真空階段，膜下真實(shí)壓力應(yīng)達(dá)到60～85 kPa，若低于此值屬于不正常，應(yīng)立即查找原因及時處理，從試抽氣開始，即應(yīng)進(jìn)行真空壓力、沉降量等參數(shù)觀測，當(dāng)荷載達(dá)到85kPa后，及時報監(jiān)理工程師驗(yàn)收，試抽氣力爭一周內(nèi)完成。

2）正式抽氣

正式抽氣過程中，要維持泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，射流泵水箱內(nèi)的循環(huán)水要不斷補(bǔ)充，同時每天按要求進(jìn)行真空記錄，對于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，供電情況及真空預(yù)壓有關(guān)的施工情況，均要進(jìn)行嚴(yán)格詳細(xì)記錄，真空度記錄按監(jiān)理要求及時處理上報，抽真空時保持膜內(nèi)真空度85kPa以上，如發(fā)現(xiàn)密封出現(xiàn)問題，應(yīng)及時查找原因并進(jìn)行處理。

3）監(jiān)測

在抽氣過程中要進(jìn)行監(jiān)測，施工過程中注意保護(hù)監(jiān)測設(shè)施和儀器防止被破壞。真空壓力值觀測每2～4 h一次，發(fā)現(xiàn)真空壓力有下降現(xiàn)象，立即查找原因及時處理。

4）沉降觀測

設(shè)專人進(jìn)行沉降觀測，觀測頻率按設(shè)計(jì)和規(guī)定要求進(jìn)行，觀測數(shù)據(jù)資料要完整、準(zhǔn)確、實(shí)事求是；要及時做出沉降量與時間關(guān)系曲線，對于異常值，應(yīng)重新觀測一次，每次閉合誤差要符合規(guī)定要求。真空預(yù)壓連續(xù)10d按實(shí)測沉降曲線推算的固結(jié)度＞90%，實(shí)測沉降速率≯2mm/d即可終止預(yù)壓。如滿足設(shè)計(jì)要求后即可停止抽氣（終止預(yù)壓）。經(jīng)檢測單位試驗(yàn)加固效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，報監(jiān)理工程師驗(yàn)收，合格后即可拆除各種設(shè)備。

3.11 堆載預(yù)壓

1）堆載前，要測量地面標(biāo)高，做好堆載高度控制初始數(shù)值。堆載時采用機(jī)械施工，在真空預(yù)壓達(dá)到80kPa后，一次性施工40kPa堆載。

2）加載過程中，要注意觀察沉降速率和側(cè)向位移，如果超過規(guī)范要求，要停止加載。

3）加載過程中射流泵的位置。堆載區(qū)外緣的泵在原來位置不變即置于堆載坡角處，區(qū)域中間的射流泵在加載過程中抬高1.6mm左右，使泵箱頂部略低于堆載標(biāo)高，在設(shè)置泵時管路需留出預(yù)留長度。

4）堆載期的排水。堆載期區(qū)域邊緣設(shè)排水溝，用泵抽法將水排到工作區(qū)以外。

5）真空堆載聯(lián)合預(yù)壓，經(jīng)監(jiān)測單位觀測，分析達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，上報卸載報告，經(jīng)批準(zhǔn)后，交于下一工序施工隊(duì)接收。

4 結(jié)語

通過真空預(yù)壓施工，該工程路基的承載力增強(qiáng)、穩(wěn)定性更高。同其他路基施工方法相比該施工方法具有施工方法簡單、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，但其工期要求較長，施工面積小或施工工期較緊的工程不適用。

U415.6

C

1008-3197（2011）01-49-03

2011-01-06

王 軍/男，1972年出生，助理工程師，天津路橋建設(shè)工程有限公司第四分公司技術(shù)質(zhì)量部長，從事公路工程技術(shù)質(zhì)量控制管理工作。