软土路基真空预压处置工艺

软土路基真空预压处置工艺•概述•作用机理、性能、特点与适用范围•施工工艺•劳动组织•注意事项•检验与加固质量•技术经济分析概述•该法50年代初由瑞典的杰尔曼（W.kJELLMAN）提出，但直至70年代末期一直末能得到广泛应用。•1980年，交通部第一航务工程局科研所（天津港湾工程研究所）在天津新港开展现场试验研究，解决了实用密封薄膜、抽真空装置及关键施工工艺，使该法达到实用阶段。•1982年末成功地应用于天津新港软基加固工程中。•1983年该法的研究列入“六五”国家科技攻关项目1985年通过国家技术鉴定，并获“六五”国家科技攻关奖。•1987年2月取得国家专利权（专利号（申请号）85108820），并于1989年被评为中国专利优秀奖。•目前真空预压法已在港口、石油、化工、交通、建筑、和机场等工程中广泛应用。真空预压固结原理与适用范围•真空预压法是在地基表面铺设密封膜，通过特制的真空设备抽真空，使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，加速孔隙水排出，从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。•真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土。真空预压加固法的特点•（1）加固过程中土体除产生竖向压缩外，还伴随向内收缩，不会造成侧向挤出，特别适于超软土地基加固。•（2）一般膜下真空度可达600mmHg，等效荷重为80kPa，约相当于4.5m堆土荷载；真空预压荷重可与堆载预压荷重叠加，当需要大于80kPa的预压加固荷重时，可与堆载预压法同时使用，超出80kPa的预压荷重由堆载预压补足。•（3）真空预压荷载不会引起地基失稳，因而施工时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短。•（4）施工机具和设备简单，便于操作；施工方便，作业效率高，加固费用低，适于大规模地基加固，易于推广应用。•（5）不需要大量堆载材料，可避免材料运入、运出而造成的运输紧张、周转困难与施工干扰；施工中无噪音，无振动，不污染环境。•（6）适于狭窄地段、边坡附近的地基加固。•（7）需要充足、连续的电力供应；加固时间不宜过长，否则，加固费用可能高于同等荷重的堆载预压。•（8）在真空预压加固过程中，加固区周围将产生向加固区内的水平变形，加固区边线以外约10m附近常发生裂缝。因此，在建筑物附近施工时应注意抽真空期间地基水平变形对原有建筑物所产生的影响。真空预压法的机理与基本性能•真空作用下土体的固结过程，是在总应力基本不变的情况下，孔隙水压力降低、有效应力增长的过程。•抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体与排水通道、垫层之间形成压差；在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，孔隙水压力随之降低、有效应力增长，从而使土体固结压密。这样，地基沉降在预压加固阶段基本完成，并获得足够的强度。•经过真空预压加固后的路基铺设道路结构并施加交通荷载，既不会发生路基失稳，又不会产生有害的残余沉降与差异沉降。真空固结工艺基本要求•（1）采用不透气的密封膜使加固地基与大气隔绝；•（2）为使土体加速排水固结，在加固地基中设置排水通道（如塑料排水板）；•（3）采用高效率的抽真空装置；•（4）为了节能和安全正常运转，需要安装自动控制、记录系统。竖向排水体、场地要求及设备•排水通道打设机1.由于塑料排水板具有质量稳定、轻便可靠、打设速度快、加固效果好等优点，目前在真空预压加固中已被广泛采用，极少见到使用袋装砂井及普通砂井的实例。2.塑料排水板打设机可采用履带式或轨道式等轻型设备，其接地压力应与加固地基相适应；当地基十分软弱（如本工程采用吹填海砂整平地面)，地基承载力偏低时，往往需要对地基表层临时处理，以适应打设机对地基承载力的要求。3.打设方式可用振动锤打入，亦可用静压压入。4常用塑料排水板打设机打设长度为20m左右的塑料排水板，可达到（1000～1500）m/台班。5.真空设备：φ48型射流泵（功率7.5kW）；6.200kW发电机组；7.自控装置：自动控制、记录仪。施工程序•（1）在软基表面（或吹填形成的陆域面）铺设砂垫层，采用插板机打设排水通道（通常200m作为一个封闭单元）并设置竖向密封墙（必要时）和各类监测系统；（2）铺设膜下滤管（或连接横向主支管网），将滤管埋入砂垫层中；（3）铺设土工布和双层高延伸性封闭膜（延伸率200%）并将其嵌入到密封沟（埋深1.5m）；（4）连接膜外管道和出膜装置与抽真空设备；（5）安装自动控制设备（备用电源切换系统）；（6）调试电器驱动系统、试抽真空、检查密封、动力系统的可靠性。（7）按照日倒三班的规定组织真空系统运行并认真记录运行数据、发现问题及时解决，确保抽真空期间真空度始终保持在80kPa以上。•真空联合堆载模式水平渗透排水系统劳动组织•1、打设排水通道每台班由4～5人组成，班长1人、操机工1人、装运工1人、测量工1人、电工1人。•2、真空设备安装与运转每台班6～8人，每日三班连续运转。施工注意事项（1）整平加固区场地，清除杂物，并铺设砂垫层。为避免塑料密封破损，砂垫层表面不得存留石块及其它尖利杂物。（2）塑料排水板打设完毕并验收合格后，应及时仔细地用砂垫层砂料把打设时在每根塑料排水板周围形成的孔洞回填好，否则，抽真空时这些孔洞附近的密封薄膜很容易破损，造成漏气，从而难以达到和维持要求的真空度。（3）埋设膜下滤管时，绑扎过滤层的铅丝头均应朝向两侧，切忌朝上。滤管周围须用砂填埋好，埋砂厚度以5cm左右为宜。砂料中的石块、瓦砾等尖利杂物必须清除干净，以免扎破密封膜。（4）薄膜应事先仔细检查，铺设时四周应放到沟底，但不要拉得过紧。沟中回填的粘土要密实且不夹杂砂石。（5）管道出膜处应与出膜装置妥善连接，以保证密封性。膜外水平管道上应接有阀门。每台射流泵和阀门外侧均应装真空表，使用前应进行试抽检查。（6）整个真空系统安装完毕后，记录各观测仪器的读数，然后试运转一次。发现漏气等问题时应及时采取措施补救。（7）抽真空期间必须保证电力连续供应，不得中途断电，以使真空度在最短时间内达到并长期维持设计值。材料检验与过程检测1各类原材料(包括后期堆载用土)检（复）验；2插板垂直度、排水板入土深度监测（自动记录）；真空度运行记录；3钻探取土进行室内土工试验；4现场十字板、静力触探等试验；5载荷板（必要时）试验。6.参考标准及规范城镇道路工程施工与质量验收规范（CJJ1-2008）公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-1996）土工合成材料应用技术规范（GB50290-1998）真空预压法加固软土地基施工技术规定（HG∕T20578-1995）技术经济分析（1）1台真空设备（功率7.5kW的射流泵）的加固面积一般为1000m2～1500m2；（2）加固后达到相当于80kPa堆载预压的加固效果；（3）与同等堆载预压相比，一般可降低造价1/3、缩短工期1/、节约1/3。