塑膠排水板聯合真空預壓施工是沿海地區進行軟基處理的一種有效形式,對處理吹填造地形成的軟土地基具有較好的效果。 結合實際工程介紹了塑膠排水板聯合真空預壓施工的工藝流程,塑膠排水板、真空預壓的施工工藝和注意事項。該技術排水效果好、施工效率高。
塑膠排水管聯合真空預壓施工技術
塑膠排水板聯合真空預壓施工是透過在砂墊層上打設排水板,然後鋪設真空管網,抽真空,使軟土中水透過排水板和砂墊層排出,從而提高地基強度。
沿海地區工程所在區域為多為填海造地形成的陸地,地下水位較高,地層巖性以粘性土、粉質粘土為主,工程地基處理面積大,工期比較緊張,環保要求高。對加固土體的側向變形有嚴格要求。
塑膠排水板聯合真空預壓施工工藝流程:施工準備、場地整平 → 鋪設砂墊層 → 插打塑膠排水板 →鋪設排水砂墊層 → 鋪設真空管網 → 開挖密封溝 → 鋪設密封膜 → 安裝抽真空裝置 → 檢驗密封效能 → 分層填築路基、抽真空 → 工後沉降評估。
塑膠排水板施工
施工準備、場地整平
清除地表垃圾等雜物,回填砂土碾壓密實,其頂面形成向兩側4%排水坡的三角拱形,其寬度不小於路堤坡腳外1m。埋設地面沉降觀測裝置,開始進行水平位移和沉降觀測記錄和分析。
鋪設下層排水砂墊層
砂墊層厚度30cm,砂墊層採用中粗砂填築,砂中含泥量不大於5%,不含植物殘體、垃圾等雜質。砂進場時進行驗收,並對其雜質含量、粒徑級配進行檢驗。砂墊層採用平板夯壓實,壓實遍數2-3遍, 注意不能過壓。
插打塑膠排水板工藝流程
穿板裝靴 → 插板機定位 → 插打塑膠排水板 → 上拔導管 → 割斷排水板 → 插板機移位。
穿板裝靴
採用龍門架插板機打設排水板,將塑膠排水板從插板機自帶的卷盤上下拉,排水板從導管上端穿入,透過導管從導管下端穿 出,並裝上樁靴,樁靴與塑膠排水板下端錨錠牢固,將塑膠排水板緩慢拔出。
穿板裝靴時,必須防止塑膠排水板濾膜破損、汙染和扭曲。樁靴平端與導管下端連線緊密,防止出現錯縫,以避免在排水板打設時淤泥進入導管, 增加對排水板的阻力或在排水板打設過程中拔出排水板。
插板機定位
龍門架插板機採用自行倒退式定位。插板機定位時,移走行方向與排水板排水方向(橫路基方向 )一致,嚴禁急轉、掉頭等破壞砂墊層。將樁靴中心(與塑膠排水板軸線方向一致) 準排水板樁位中心,樁位中心誤差控制在±5cm以內,將樁靴輕壓在樁位小竹片樁(小木樁)上;調整插板機機架,確保導管垂直度偏差控制在1%以內。
插打塑膠排水板
插板機定位完成後,根據塑膠排水板設計處理深度和水平量測結果,在導管上採用紅油漆標出排水板入土深度線;檢查樁位正確、導管垂直度;再次檢查樁靴平端與導管下端連線情況,確保緊密、無錯縫。啟動振動器,插打塑膠排水板,排水板插打速度控制在10m/min左右,直至設計深度(根據導管上紅油漆線控制)。
排水板質量要求:本工程塑膠排水板採用異熔點熱軋整體式塑膠排水帶,截面尺寸寬100±2 mm,,厚4mm; 縱向通水率>5cm³/s ;複合體抗拉力,幹態(延伸率10%時)≥2.5kN/10cm ;濾膜滲透係數 ≥5x10³cm/s ;濾膜等效孔徑 <0.08mm ;濾膜拉力,幹態(延伸率10%時)≥25N/cm,溼態(水中浸泡24h,延伸率15%時)≥25N/cm。 排水板芯板要有耐腐蝕性和足夠柔性,以保證排水板的耐久性並且在土體固結變形時排水板不被折斷或破裂。
嚴禁使用已被汙染或濾膜損壞的塑膠排水板,以防止淤泥進入板芯,影響排水板的排水效果。
上拔導管
塑膠排水板插打至設計深度後,關閉振動器, 停止振動沉入,進行拔管作業。剛開始拔管時,速度要緩慢,使塑膠排水板錨錠在孔底,防止產生“跟袋(即帶出塑膠排水板)”。拔管速度控制在8m/min 以內。發現拔管過程中,“跟袋”長度大於0.5m 時,需重新補打。
割斷排水板
設計要求塑膠排水板外露長度不小於0.3m,由於插板機提升速度較快,故割斷排水板時的速度也要快,排水板採用鋒利的 刀具一次割斷。要求塑膠排水板留出孔口的長度伸入砂墊層內不小於0.3m,使排水板與砂墊層貫通,並將排水板外露部分保護好,以防止排水板受損或受到汙染,影響排水效果。
插板機移位
每打完一根排水板,插板機向前移動重複上述步驟打另一根排水板。
排水板施工控制要點
在塑膠排水板插打過程中,嚴禁扭曲塑膠排水板,避免塑膠排水板濾膜破損,防止淤泥進入排水板帶芯堵塞排水板輸水孔, 進而影響塑膠排水板排水效果。塑膠排水板不能接長使用。對施工現場存放的塑膠排水板帶加以覆蓋,以防長時間暴露在陽光下老化影響柔性。
嚴格控制塑膠排水板施工樁位中心偏差和打設深度,排水板樁位中心誤差控制在±5cm以內,打設深度不小於設計值,垂直度偏差控制在1%以內。
插板機樁靴平端與導管下端連線緊密無錯縫,以防止泥土、雜物等進入套管內,一旦發現需及時清除。
真空預壓施工
施工準備
施工前編制施工工藝設計、工序質量控制設計,作業指導書等。真空預壓裝置進場後,及時進行檢查驗收,並進行工藝試驗,確保施工工藝引數。按圖佈置觀測點、觀測斷面。鋪設水平排水體,連線各系統進行抽真空試驗,檢查密封性,設定沉降觀測點。
豎向排水體檢查
檢查排水體是否露出地面並符合要求。
鋪設上層排水砂墊層
上層排水砂墊層厚度30cm ,砂墊層採用中粗砂填築,砂中含泥量不大於3%,不含植物殘體、垃圾等雜質。砂進場時進行驗收,並對其雜質含量、粒徑級配進行檢驗。
砂墊層採用平板夯或輕型壓路機壓實,壓實遍數2~3遍。砂墊層壓實過程中防止對軟土表層造成過大擾動,以避免砂墊層其下軟土混合,進而影響砂墊層排水效果。
鋪設濾水管
鋪設濾水管並連線形成水平真空管網,安裝真空抽水裝置。
濾水管網由幹管和支管組成,支管採用φ16mm軟式PVC管,順排水板位置鋪設,採用專用手型接頭和排水板連線;幹管採用 φ63mmPVC管,進水口採用專用接頭和支管連線,出水口透過膠管與集水井密封連線。濾水管設在砂墊層中,濾水管鋪設前將砂料中的石塊等尖物清除乾淨以避免扎破密封膜。
挖密封溝
在加固區四周邊界開挖密封溝,呈倒梯形,底寬1.0m,深度不小於2m,保證密封溝底面進入不透水層至少0.5m ,邊坡坡度1:0.5,鋪設密封膜後採用粘土回填密實。
鋪設密封膜
工程採用聚乙烯或聚氯乙烯材質密封膜,要求縱向抗拉強度不小於18.5MPa,橫向抗拉強度不小於16.5MPa ,斷裂延伸率不小於220%,低溫延伸率介於20%-45%,最小直角撕裂強度不小於40N/m ,厚度不小於0.12mm。
工程採用針刺長絲土工布( 300g/㎡ ),厚度 ≥2.2mm, 要求斷裂強力 ≥9.0kN ,斷裂伸長率25%-100%, CBR頂破強力 ≥1.6kN , 垂直滲透係數介於10﹣²-10﹣³cm/s , 撕破強力 ≥0.22kN 。
事先仔細檢查密封膜,按先後順序同時鋪設,每鋪完一層都要檢查補漏,以提高膜的密封性。密封膜周邊可採用挖溝埋膜, 平鋪並用黏土覆蓋壓邊等方法進行密封。膜的四周密封處要與軟土有足夠的搭接長度,保證有足夠的滲徑。
將出膜彎管和濾水管連線好,出膜彎管的出口壓盤與地面齊平,並放好下橡膠墊圈,然後在砂墊層上鋪設一層針刺長絲土工布和兩層真空膜,真空膜鋪設完畢後,沿出口彎管處把真空膜解開,放好上橡膠墊圈和上壓盤,其間均勻塗抹黃油,擰緊螺母,橡膠墊圈與膜間不能有砂礫存在,以免影響抽真空效果。
安裝沉降觀測裝置
按設計要求佈設膜下觀測檢測系統,每工點至少設定9只孔隙水壓力錶、3組分層沉降儀、3組測斜儀、1組水位儀、5個真空測頭,埋設位置及深度符合設計要求。真空預壓分割槽根據現場情況及真空泵配置情況確定,每工點一般為2~4萬㎡
抽真空、預壓
抽真空裝置一般包括真空集水井、 井上真空裝置和真空機械系統。安裝抽真空裝置,連線主管和真空裝置,開啟真空泵。
檢查每臺真空泵和膜的密封性,發現漏點立即補封,載入速率7~10kPa/d ,一般10d左右膜下真空壓力達到80kPa 以上。 真空泵的數量,根據加固面積大小和形狀綜合配置,按1000~1500m配備一臺考慮,每塊預壓區至少設定兩臺真空泵。試抽滿足要求後,真空膜上鋪設一層針刺長絲土工布,按照要求埋設沉降板和監測樁等觀測裝置,加強觀測,進行路基填築。路堤填土速率根據沉降觀測記錄分析確定,路堤中心沉降每晝夜不大於10mm,邊樁水平位移每晝夜不大於5m 。
在真空預壓過程中,對加固範圍內的地基穩定安全、固結度、垂直變形、側向變形控制和加固效果實時監督和控制,監測被加固體內不同部位的負壓實狀況。路基填築完成後真空預壓一般保持1~2個月 。連續10個晝夜路基沉降速率小於10mm/d ,經沉降觀測資料推算工後沉降滿足要求後,即可停止真空預壓。
真空預壓施工注意事項
真空管網連線緊密,並預留適當的鬆弛度,以避免沉降較大時介面脫開。
真空膜採用專用整體膜,採用分體膜搭接時按使用說明採取可靠的密封連線措施。真空膜鋪設選擇在白天,順風向,風力 不能大於5級。 真空膜鋪設層數符合設計要求,每層膜鋪設時專人檢查,發現漏洞立即補封,施工人員上膜時穿軟底鞋, 精心操作,避免對膜造成損傷,真空膜在密封溝內側鋪平,過長時可摺疊,不能外鋪於外側坡上。
施工過程中做好各項觀測記錄,發現異樣時立即查明原因,採取有針對性的措施。真空泵運轉期間,每6h一次讀數;真空預壓達到要求時,每12h一次讀數。
塑膠排水板聯合真空預壓施工相對於其它軟土地基處理方法有著排水效果好、施工效率高、加固費用低、無噪聲、無汙染的特點,隨著我國近年來大規模的填海造地,有著廣泛地應用前景。