真空预压地基处理施工工法_secret

粘土密封帷幕+真空预压地基处理施工工法

一、前言

真空预压施工技术相对于其它地基处理方式有造价低，场地适应性强、适用面广，环保施工等诸多优点，对缓解我国沿海地区用地紧缺、实现资源整合利用有着重要作用。在青岛地区房屋建筑领域，该技术应用较少，但是随着城市化的进程加快，在新兴城区的市政交通领域中开始大面积应用。我公司施工的规划东31#线道路软基处理工程采取了真空预压工艺，通过在场区四周打设粘土帷幕桩的方式解决了存在粉土、砂土等透水透气层时的密封难题，保证了膜下真空度满足设计要求。

二、工法特点

本工法是在软粘土中设置竖向塑料排水带，上铺砂层，加固区周边打设粘土密封帷幕，顶部再覆盖薄膜封闭，抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态，排除软土中的水分，使软土预先固结以减少地基后期沉降的一种地基处理方法。

三、适用范围

该工艺适用于非固结或欠固结软弱土地基的表面加固，适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基，一般加固深度可达10m，随着技术及材料设备的不断发展，目前可处理深度已达20m以上。我国沿海不少地区，第四纪海相沉积层厚度大，土的粒径细，天然含水率较高，孔隙率较大。上述地质经过真空预压，可使其承载力成倍提高。

当存在粉土、砂土等透水透气层时，加固区周边应采取粘土密封帷幕确保膜下真空压力满足设计要求。

四、工艺原理

该工法在存在粉土、砂土等透水透气层时，加固区周边应采取粘土密封帷幕，利用整张的塑料密封膜在土体表面形成密封罩，罩内的塑料排水板、滤水管、砂垫层连通成为一个密闭系统，在真空泵的作用下，在密封罩下的土体内形成真空负压。由此，一方面将土体内原有的孔隙水压力降低；另一方面，在罩外大气压力作用下以及罩内上部土体失去饱和水对土体浮力后增加了对下部土体的作用力，使下部土体的有效应力增大，从而达到固结的目的。（见图1）。 粘土帷幕密封压膜沟软基处理底标高

塑料排水板长度L 泵流

射

压力表

塑料排水板

软土地基滤管

工作垫层滤水层密封膜覆水层逆止阀

五、施工工艺流程及操作要点

1施工工艺流程

图1真空预压地基处理示意图 工艺设备安装阶段 前期准备阶段 工作垫层 铺滤水层 试抽气

检查修补

抽气观察 停泵观察 验收 清理拆除

筑挡水埝 铺密封膜 管道水泵安装 挖压膜沟 正式抽气 施工监测

真空预压阶段 粘土帷幕 插排水板 图2施工工艺流程图

2施工操作要点

2.1施工准备阶段

对于表面软弱的地基，必须先做工作垫层，以使加固工作得以进行。

2.1.1工作垫层

工作垫层由铺荆笆（或土工格栅等）和填风化砂两道工序组成，做法为：先铺荆笆，选用当年柔韧的荆笆，在软土表面按顺序满铺2～4层，荆笆的块与块之间搭接200mm，并用14～16#铅丝按500mm间距绑扎牢，层与层之间要错缝。然后填风化砂，厚度不小于400mm。填土只能由小型机械（如翻斗车等）采取端进法进行，严禁用大型机械作业，亦禁止在加固区内堆放土，以防止被加固土受到扰动而影响下道工序施工和造成回填材料浪费。

2.1.2铺滤水层

滤水层的材料通常用中粗砂，其作用是在土体上表面形成水平排水通道。砂料含泥量不大于5%，渗透系数不宜小于5×10-3cm/s。滤水层厚度一般不小于400mm，作业要求表面平整，厚度均匀，厚度误差不大于±20mm，如原来地势高低起伏太大时，在铺风化砂和铺滤水层时设法调整。铺滤水层也宜用小型机械作业进行。

2.2工艺设备安装阶段

工艺设备安装包括插塑料排水板，打设粘土帷幕、安装滤水管网、真空泵、真空表，挖压膜沟，铺密封膜及填筑挡水埝等工序。

2.2.1插塑料排水板

图3常用排水板示意图

2.2.1.l 排水板

SPB 型塑料排水板，是专门用于土体排水的专用材料，用于竖向排水 的有A 、B 、C 、D 四种型号，其排水能力依次增大。常用塑料排水板由槽形塑料芯带和透水性很好的加厚无纺布组成。常见断面见图3，其中Ⅱ型板使用较多，其排水效果更好。

2.2.1.2插板机

插板机是将塑料排水板按设计要求的深度插入地基土内的施工机械。按动力性能分为振动插板机和液压插板机，常用振动插板机。按行走方式分为步履式、履带式和轨道式，步履式场地适应性强，比较常用。按同时插板数量分为单板式和双板式。

2.2.1.3插板机的工作原理

插板机是利用沿竖直轨道上下运动的震动锤将穿有塑料排水板的钢套管插入地下，当套管向上拔起时，位于钢管下端的桩靴把排水板留滞在地下，在土体内形成竖向排水通道。桩靴是保证塑料板埋置深度的关键。

对于不同的土体，可以采用不同的桩靴。图4A 所示的角钢桩靴用于穿透土层中有砾石或硬层的地基，图4B 所示的钢筋桩靴在穿透较软土壤时使用。角钢桩靴使用时需用缝合钉按图4A 所示方法缝合，以防排水板从桩靴上拔脱，角钢桩靴的长度应比桩管直径大20mm ，以便让淤泥挂住桩靴把水板留在桩孔内。钢筋桩靴一般不用缝合，因为当排水板露出桩尖时，由于淤泥迅速回涌便将排水板弯折部分挤贴在一起，

加之钢筋两端露在排水A

B

A1

图4常用桩靴示意图

板外头，足可以将排水板锚固住。

2.2.1.4插板的操作要点

（1）插板前应根据设计要求和地块形状，进行布点平面设计，接近加固区周边的排水板应离开铺膜沟中心线1200～1500mm，排水板间距一般为0.7～1.3m。插板机转向比较困难，因而行走方向应沿地块长方向安排。

（2）排水板的平面位置和埋置深度应严格控制，水平间距允许误差不大于±100mm，埋置深度允许误差不大于±500mm。为了防止埋置深度不够，除了要根据土质条件选择合适的桩靴外，操作时应让桩管插够深度后缓缓向上拔管，待确认排水板下端锚固好后再加快拔管速度。

（3）计算单根排水板长度时，除计算设计插桩深度到滤水层上表面的长度外，还应考虑桩尖锚固时折起长度200mm和滤水层上表面加长200mm。因为桩孔中土体在回涌时，会把排水板向下拉，故要求桩孔应及时回填，回填时还需把排水板向上拉一下，以保证排水板上端在滤水层内的埋置长度。

（4）排水板出厂时每盘长度200m，由于一般不允许有接头，必然有大量零头不能使用，估价时必须按实际计算。

（5）大面积施工时，应考虑插板机退出的停机位置及道路。

2.2.2粘土帷幕

2.2.2.1工程概述

当存在粉土、砂土等透水透气层时，为了保证软基加固的处理效果，在软基加固两侧外边线处设置粘土帷幕。粘土帷幕桩一般采用四搅二喷工艺。粘土帷幕桩桩应穿过透水层，保证进入不透水层1m以上。粘土帷幕厚度一般不小于1.2m，多采用双排ф700mm粘土搅拌桩，帷幕形成后渗透系数应小于1×10-5cm/s。粘土浆液要根据实际地质情况，原地层渗透性能配制，各工程甚至各施工区段都会有所不同。本工程中采取粘土浆液配比为：1（水）:1.2（优质粘土）。