新型真空預(yù)壓法在港口區(qū)域軟土地基處理技術(shù)

張建青

（山西三建集團(tuán)有限公司 046000）

1 工程概況

某工程場(chǎng)場(chǎng)區(qū)由回填和吹填形成，以吹填為主。淤泥區(qū)覆蓋范圍大，施工的區(qū)域位于南區(qū)淤泥區(qū)的南側(cè)，總面積約30萬(wàn)m2。該區(qū)域原為海域，經(jīng)過(guò)吹填形成陸地，場(chǎng)地內(nèi)分布較多水洼，場(chǎng)地地形整體較平坦，局部有起伏的砂土包。場(chǎng)地土質(zhì)，大致趨勢(shì)是東部多以砂土為主，場(chǎng)地西部多以淤泥類土為主。針對(duì)以上工程特點(diǎn)，采用了新型真空預(yù)壓設(shè)備進(jìn)行加固，有效提高了施工效率。

2 工藝原理

真空預(yù)壓法是在需要加固的軟粘土地基內(nèi)設(shè)置塑料排水板，然后在地面鋪設(shè)土工布再鋪設(shè)無(wú)紡布，其上覆蓋不透氣的密封膜使軟土與大氣隔絕，然后通過(guò)埋設(shè)于無(wú)紡布中的濾水管，用真空裝置進(jìn)行抽氣，將膜內(nèi)空氣排出，因而在膜內(nèi)外產(chǎn)生一個(gè)氣壓差，這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著等向應(yīng)力的增加而固結(jié)。

真空預(yù)壓施工包括四個(gè)主要部分：

（1）采用不透氣的密封膜使加固地基與大氣隔絕；

（2）為使土體加速排水固結(jié)，在加固地基中設(shè)置排水通道（如塑料排水板）；

（3）采用高效率的抽真空裝置；

（4）為了節(jié)能和安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要安裝自動(dòng)控制記錄系統(tǒng)。

3 工藝流程

表層清理、測(cè)量放線（分區(qū)）鋪設(shè)土工布→施插塑料排水板→埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器→布設(shè)真空管網(wǎng)→挖壓膜溝、鋪設(shè)土工布、布泵→鋪膜→試抽氣、膜下壓力達(dá)到80kPa時(shí)真空計(jì)時(shí)→覆水真空滿載90d→滿足設(shè)計(jì)要求卸載→檢驗(yàn)→交工驗(yàn)收。

4 操作要點(diǎn)

（1）清基、整平、分區(qū)

表層處理：對(duì)加固區(qū)進(jìn)行整平，人工清理碎渣、銳石、竹片等不利密封雜物。場(chǎng)地平整。經(jīng)測(cè)放各分區(qū)角點(diǎn)，按規(guī)范要求將二標(biāo)段共分為18個(gè)區(qū)。

（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：

①點(diǎn)位布設(shè)：0.9m×0.9m正方形布設(shè)。

②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)。

③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。將塑料排水板穿過(guò)插板機(jī)的套管，從套管下端穿出，與專用管靴連接。

④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。

⑤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。

⑥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%。

⑦剪斷排水板：排水板完成后，拔出插板機(jī)套管，剪斷排水板。

⑧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)。

⑨塑料排水板插打完成后，通過(guò)手型接頭及三通接入抽真空管網(wǎng)系統(tǒng)。

采用FDPS-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0.9m，排水板打設(shè)深度應(yīng)穿透淤泥質(zhì)土層并進(jìn)入下臥粘土層0.5～1.0m，上端露出砂墊層頂面不小于0.5m。

（3）管網(wǎng)布設(shè)

鋪設(shè)真空管：排水板施工結(jié)束后，用四通手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φ25mmPVC鋼絲軟管按照設(shè)計(jì)圖紙將四通手型接頭連接在一起作為真空支管，每條真空支管通過(guò)專用小四通匯集到真空主管，真空主管在適當(dāng)位置設(shè)置φ50mm的正三通分別與相應(yīng)的真空射流泵相連接，最終組成真空系統(tǒng)（主管采用φ50mmPVC鋼絲軟管，支管采用φ25mmPVC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。

（4）鋪設(shè)編織布

①儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理編織布

編織布在安裝展開(kāi)前要避免受到損壞，編織布卷應(yīng)堆放于經(jīng)平整不積水的地方，堆高不超過(guò)四卷的高度，并能看到每卷的識(shí)別片；在儲(chǔ)存過(guò)程中，要保持標(biāo)簽的完整。

②鋪設(shè)方法

首層土工布采用150g/m2編織土工布，編織布的拼接采用手提工業(yè)縫紉機(jī)縫合，縫接強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。在鋪設(shè)前，先在鋪設(shè)區(qū)進(jìn)行放線。為確保鋪設(shè)的有效性，使鋪設(shè)的編織布有受力點(diǎn)，在各區(qū)鋪設(shè)的土工織物都要到達(dá)回填區(qū)的邊上，并用泥袋固定。

首先將編織布順風(fēng)方向進(jìn)行鋪設(shè)，同方向鋪設(shè)完成后鋪設(shè)下道編織布，在現(xiàn)場(chǎng)用手提工業(yè)縫紉機(jī)將搭接處進(jìn)行縫接，鋪設(shè)完畢后即通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

（5）埋設(shè)水氣分離裝置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況布設(shè)水氣分離裝置，每只水氣分離裝置控制面積8000～10000m2。鋪膜后連接水氣分離裝置與抽真空機(jī)組，進(jìn)行抽真空作業(yè)。在布設(shè)水氣分離裝置的同時(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，按約5000m2一個(gè)點(diǎn)均布，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。

（6）開(kāi)挖壓膜溝和鋪密封膜

先鋪設(shè)一層200g/m2無(wú)紡布（鋪設(shè)方法同編織布），再鋪設(shè)密封膜，密封膜采用兩層聚氯乙烯薄膜。壓膜深度應(yīng)進(jìn)入不透水層深度至少50cm，后用粘土填壓或覆水密封。

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住。

分區(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。

（7）真空預(yù)壓

連接水氣分離裝置與抽真空機(jī)組進(jìn)行抽真空作業(yè)。

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4～7d，在正式抽真空10d后，真空膜檢查無(wú)漏點(diǎn)后開(kāi)始覆水，10d內(nèi)完成覆水，平均深度不小于0.5m。滿載抽真空（正式抽真空）時(shí)間不少于90d。

（8）抽真空達(dá)到設(shè)計(jì)要求恒載滿載時(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。

（9）卸載后，對(duì)壓膜溝進(jìn)行翻挖填實(shí)。

（10）抽真空結(jié)束，整平場(chǎng)地。

5 結(jié)束語(yǔ)

真空預(yù)壓施工噪音小、場(chǎng)地干凈、環(huán)境污染少，可以文明施工，真空預(yù)壓設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便、容易操作，縮短了施工周期，提高了施工建設(shè)速度，作為一種經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量可控制的軟基處理方法，具有較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其作為一種經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量可控制的軟基處理方法，具有良好的推廣應(yīng)用前景。