基于港口真空預(yù)壓聯(lián)合堆載施工質(zhì)量及控制措施

董憲闖 武新強(qiáng)

摘 要：真空預(yù)壓是采用不透氣的密封膜使待加固的土體與大氣隔絕，通過埋設(shè)在砂墊層的排水管道，用真空設(shè)備進(jìn)行抽氣，將膜內(nèi)空氣排除，在膜內(nèi)形成一個(gè)負(fù)壓，這部分負(fù)壓即變成作用于地基的荷載，達(dá)到壓載的目的；堆載預(yù)壓一般采用土石方壓載；真空預(yù)壓聯(lián)合堆載則是這兩種作用所產(chǎn)生的荷載聯(lián)合對(duì)地基起到預(yù)壓的作用，對(duì)土體加速固結(jié)，縮短施工時(shí)間起到重要作用，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用在道路、港口、機(jī)場等工程。本文通過陸域軟基處理工程實(shí)例，介紹真空預(yù)壓聯(lián)合堆載預(yù)壓法施工工藝，并提出提高真空預(yù)壓聯(lián)合堆載預(yù)壓法施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓；堆載預(yù)壓法；施工；工藝

1 前言

目前，真空預(yù)壓聯(lián)合堆載施工處理軟土地基在國內(nèi)已是較為成熟的工藝，特別是在圍海造地項(xiàng)目中被廣泛應(yīng)用，能從技術(shù)角度較好地解決軟土地基與吹填土的加固處理，同時(shí)具備一定的工期及造價(jià)優(yōu)勢(shì)。由于真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工周期較長，質(zhì)量控制環(huán)節(jié)多、難度相對(duì)較大，制定嚴(yán)密的管理及技術(shù)措施顯得尤為重要。針對(duì)工程所在地的地域特點(diǎn)、地質(zhì)情況建立系統(tǒng)嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序，在常規(guī)性質(zhì)量控制措施的基礎(chǔ)上不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并參考相關(guān)文獻(xiàn)后總結(jié)質(zhì)量控制要點(diǎn)和措施。

2 真空預(yù)壓聯(lián)合堆載的施工工藝

2.1 淺表層快速加固

淺表層處理以保證人員及小型、大型機(jī)械施工安全為主。施工時(shí)先鋪設(shè)一層荊芭，再按垂直于輕型鋪砂機(jī)械方向鋪設(shè)150k N/m 單向土工格柵一層，再鋪設(shè) 300g 短絲土工布一層，其后插板機(jī)施打6m 塑料排水板[1]。

2.2 鋪設(shè)砂墊層

砂墊層厚度為50cm，采用中粗砂，砂墊層鋪設(shè)采用附近海域采購吹填至附近二次倒運(yùn)或采用汽車陸運(yùn)至施工現(xiàn)場，先用東方紅80推土機(jī)進(jìn)行鋪設(shè)，后用大型的TQ160推土機(jī)進(jìn)行攤鋪。

2.3 打設(shè)塑料排水板

打設(shè)塑料排水板深度大于15m，深度小于15m，塑料排水板采用 B 型板，施工機(jī)械采用門架式插板機(jī)或液壓式插板機(jī)進(jìn)行塑料排水板施工。排水板采用正方形布置，間距1.0m，在已放樣確定的各加固塊范圍內(nèi)，用經(jīng)緯儀和鋼尺按正方形布置、間距1.0m測放出塑料排水板打設(shè)板位，邊角處排水板可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整，并用竹簽或排水板芯等插入砂墊層作標(biāo)記。排水板打設(shè)深度要打穿原地基表層淤泥層，進(jìn)入粉質(zhì)粘土或殘積砂質(zhì)粘性土層內(nèi)0.5m，上拔樁管至樁管下端高出砂墊層面50cm。

2.4 防滲帷幕施工

泥漿攪拌樁采用雙頭攪拌樁機(jī)施工，單頭直徑700mm，兩樁彼此搭接20cm，樁中心距50cm，防滲帷幕寬度有1.15m和1.7m 兩種，砂層厚度較薄處，防滲帷幕采用雙排樁；砂層厚度較厚處，防滲帷幕采用三排樁。泥漿攪拌樁施工深度應(yīng)通過探摸確定。

2.5 水平排水濾管敷設(shè)

水平排水濾管采用人工直接敷設(shè)，濾管采用外包濾布的軟式透水管。監(jiān)測儀器埋設(shè)采用人工埋設(shè)，監(jiān)測儀器有：①地表沉降觀測；②分層沉降；③孔隙水壓力觀測。

2.6 密封溝開挖

密封溝開挖采用120 型挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，人工進(jìn)行修整，開挖主要控制開挖深度及寬度。封閉式截水墻應(yīng)隔斷透水透氣層。

2.7 密封膜鋪設(shè)

密封膜主要采用聚乙烯或聚氯乙烯，塑料膜最好在工廠一次熱合而成，或在現(xiàn)場實(shí)地搭接，搭接長度不小于2.0m。鋪設(shè)由人工進(jìn)行，鋪設(shè)完成后將塑料膜依次踩進(jìn)密封溝內(nèi)約1.5m 的密封層內(nèi)[2]。

2.8 抽真空

沿加固區(qū)周邊每 800～1000m2 安裝射流泵一臺(tái)，射流泵型號(hào)為天津產(chǎn) YQS200 型 7.5k W 立式潛水泵，并同時(shí)開挖排水溝，完成后開始抽真空。

2.9 真空預(yù)壓加聯(lián)合堆載

加固區(qū)真空表連續(xù) 10d 保持并穩(wěn)定在80kPa 以上時(shí)，即可進(jìn)行真空預(yù)壓加聯(lián)合堆載，堆載第一層為1.0m的中粗砂墊層，分兩次施工，每層50cm，采用輕型機(jī)械或人工進(jìn)行作業(yè)。5～10d后用山皮土堆載第二層和第三層，每層 2.5m厚，總堆載量滿足117kPa。

3 影響真空預(yù)壓的因數(shù)及其對(duì)策

3.1 影響豎直排水通道及其對(duì)策

排水板作為真空加聯(lián)合堆載預(yù)壓的豎直排水唯一的直接通道，影響豎直排水通道主要是排水板本身的質(zhì)量及排水板的施工質(zhì)量。首先，排水板在選材上應(yīng)采用性能較好的排水板。在施工過程中控制排水板插設(shè)的施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制排水板插設(shè)間距不大于1.0m，在局部淤泥軟弱區(qū)或淤泥包適當(dāng)縮小板間間距，可以按0.7m 間距正方形進(jìn)行布置；排水板插設(shè)的垂直度主要是由于排水板施工設(shè)備的垂直度控制，首先必須保證門架式插板機(jī)的兩個(gè)軌道的高程在同一水平線上，否則用枕木調(diào)平或砂整平，而后調(diào)整門架的垂直度，施工中，用垂球或經(jīng)緯儀進(jìn)行控制；排水板插設(shè)深度打穿原地基表層淤泥層，進(jìn)入粉質(zhì)粘土或殘積砂質(zhì)粘性土層內(nèi) 0.5m，禁止回帶，若回帶長度大于50cm，必須在附近補(bǔ)打一根排水板；排水板外露長度不小30cm，排水板施工完后應(yīng)及時(shí)掩埋防止砂土進(jìn)入排水板，堵塞豎直排水通道[3]。

3.2 影響水平排水通道及其對(duì)策

水平排水通道主要由砂墊層和軟式透水管組成，影響水平排水通道主要是砂及透水管本身的質(zhì)量和砂墊層和軟式透水管的施工質(zhì)量。砂墊層：①嚴(yán)格控制砂的含泥量，含泥量大會(huì)堵塞水平排水通道；②控制砂的干密度；③控制滲透系數(shù)。水平排水通道的另一個(gè)環(huán)節(jié)為水平排水濾管的質(zhì)量和施工質(zhì)量，軟式透水管嚴(yán)格控制滲透系數(shù)和環(huán)剛度，軟式透水管外的慮布一定要包好，防止堵塞。

3.3 真空預(yù)壓密封效果

密封效果主要由防滲帷幕施工質(zhì)量和密封膜本身質(zhì)量和施工質(zhì)量進(jìn)行控制。防滲帷幕防滲墻滲透系數(shù)應(yīng)<1×10-5cm/s，施工中嚴(yán)格控制施工工藝：①噴攪速度；②深度，底部進(jìn)入不透水層深度不小于0.5m；③防滲墻的厚度；④施工中樁架傾斜度≤1.5%，樁位平面誤差≤70mm；⑤對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜的地段，如存在孤石或沙層較厚，防滲墻一定要避開此地段，并且要保持墻體的質(zhì)量。密封膜的質(zhì)量控制厚度為0.12～0.14mm，抗拉強(qiáng)度>16～18MPa，材料采用聚乙烯或聚氯乙烯，鋪設(shè)三層，確保不破損。由于監(jiān)測儀器會(huì)刺破密封膜，產(chǎn)生漏氣，因此在刺破處采用聚氯乙烯聯(lián)合粘結(jié)劑進(jìn)行粘補(bǔ)，確保加固區(qū)整體密封。

3.4 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓

聯(lián)合堆載時(shí)要把握加載時(shí)間，即加固區(qū)真空表連續(xù)10d保持并穩(wěn)定在80k Pa 以上時(shí)才可進(jìn)行加載。在加載前要檢查密封膜是否破損，破損時(shí)要及時(shí)修補(bǔ)。加載前要在塑料布上覆蓋一層160g/m2 編織土工布，防止加載時(shí)刺破密封膜，造成真空預(yù)壓漏氣。加載時(shí)要分層進(jìn)行施工，防止荷載過大破壞加固區(qū)土體。

3.5 淤泥包的處理

在軟基處理施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)幾百、幾千、甚至幾萬平米的淤泥包，由于淤泥包的高程與其他區(qū)域不一樣，在本工程實(shí)踐中，采用單獨(dú)處理方式進(jìn)行，把即淤泥包作為一個(gè)獨(dú)立區(qū)域進(jìn)行處理，單獨(dú)施工防滲墻，適當(dāng)增加真空泵的數(shù)量對(duì)淤泥包進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

為了排水通道更加順暢，節(jié)省能源，建議把排水板直接綁在軟式透水管，這樣排水會(huì)更加順暢。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘偉華，馮日利.真空預(yù)壓聯(lián)合堆載施工質(zhì)量控制要點(diǎn)淺析[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2017（4）：104～107+112.

[2] 李坤，曾芳金，胡秀青，王軍.不同固結(jié)度真空預(yù)壓聯(lián)合堆載加固吹填土室內(nèi)試驗(yàn)研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2016（27）：260～264+282.

[3] 葉觀寶.真空預(yù)壓聯(lián)合堆載預(yù)壓下軟土地基強(qiáng)度增長計(jì)算方法研究[A].中國地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì).2015年全國工程地質(zhì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].中國地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)：，2015：4.