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1、粵電中山三角天然氣熱電冷聯產項目廠區回填及地基處理工程 編制： 復核： 審批： 中國鐵建港航局集團有限公司二O一三年五月二十八日真空聯合堆載預壓施工方案一、工程概況粵電中山三角天然氣熱電冷聯產項目廠址位于中山橫沙瀝水道南岸旁，地面高程一般在1.12。4m（國家85高程）之間，廠區內大部分面積為水塘,由于場內標高較低且淤泥及淤泥質土層深厚，一般軟土層在1525m厚，因此必須進行回填及地基處理工程。本項目合同范圍為粵電中山三角天然氣熱電冷聯產項目廠區回填及地基處理工程施工以及完成本項目所需的所有施工措施等.地基處理廠區(包括A1、A2、A3、A4、A5、A6各區）的面積為27。94萬m2,回填土方2、量預估約177.04萬m3.主要包括原始場地的清理及預平整至1。70m標高、鋪設排水砂墊層至2。2m標高、施打塑料排水板、真空聯合堆載預壓、碾壓平整至4.10m標高、邊坡處理等。本項目施工計劃工期約14個月：20XX年5月4日至20XX年6月28日。二、施工工藝真空堆載聯合預壓法的主要工序為：場地平整、鋪砂墊層打設豎向排水體粘性土柔性密封墻施工主，支管定位、安裝真空泵鋪土工布、膜開挖、回填密封溝抽氣管道和真空泵連接抽真空,軟基監測鋪設第二層土工布、膜上儀器埋設抽真空穩定至設計天數、軟基監測填筑，聯合預壓效果檢測卸除真空荷載。各工序的先后是順序如下頁圖1所示。下面將按工序的先后順序逐步加以說明。3、三、施工方法（一） 平整場地真空堆載聯合預壓法加固軟土地基的第一步工序的場地平整。這是因為排水壓法加固的對象多是近乎飽和的軟弱粘性土地基,施工人員和機械很難在這種飽和軟粘土地面上進行工作，平整場地便于后續塑料排水板的打設施工和砂墊層的鋪設，同時也可方便準確量測施工沉降量。根據以往的工程實踐經驗，真空預壓場地在抽真空加固之后，一般呈鍋底形狀,即中間沉降量大，四周沉降量小，因此，在平整場地時，現場是矩形場地，基本上做到中間略高、四周稍低。這樣做,一方面可以減少軟土地基的回填土方量，另一方面可以防止在加固后期軟基中部太低而兩側太高，有利于基管與主管水的排出。且不容易因沉降差過大而導致濾管或主管的破裂4、與變形,影響排水能力，在施工過程中，橫坡一般控制在12%左右.（二）鋪設砂墊層在當前真空預壓法加固軟土的工藝要求中，必須填一層厚度約50cm的砂墊層。以便插板機械能在上面行走運作。5主要作用是作為土體內部塑料排水板（豎向排水系統）和濾管與主管（水平排水系統）的中介層，一方面真空度通過塑料排水板或淤泥中傳遞，另一方面軟土中的地下水通過塑料排水板先到達砂墊層,然后通過砂墊層流向濾管與主管，再經真空泵排出。因而墊層的質量將直接關系到加固效果和預壓時間的長短.墊層施工方法:排水砂墊層鋪設方法是根據現場實際情況而定的，主要有四種施工方法，具體如下：1、當地基表層有一定厚度的硬殼層，其承載力較好，能上一般5、運輸機械時，一般采用機械分堆攤鋪法，即先堆成若干堆,然后用機械或人工攤平。2、當硬殼層承載力不足時，一般采用迅序推進鋪法。3、當軟土地基表面很軟，如新沉積或新填不久的超軟地基，首先要改善地基表面的持力條件，便其能上施工人員或輕型運輸工具。4、盡管對超軟地基表面采取了加強措施,但持力條件仍然很差,一般輕型機械上不去，在這種情況下，通常要用人工或輕便機械迅序推進鋪設.不論采用何種施工方法，都應避免對軟土表層的過大擾動，以免造成砂礫和淤泥混合，影響墊層的排水效果.平整場地鋪設50cm砂墊層測量放樣埋設施工沉降板、位移邊樁監測施工沉降量打設塑料排水板埋設檢測儀器鋪設30cm細砂墊層布置主管與濾管埋設砂6、墊層中真空度土工布與密封膜鋪設挖密封溝、安置主管觸摸裝置、回填密封、做圍堰安置膜上沉降標真空泵安置抽真空堆載抽真空結束、進行加固效果檢測施工監測開始圖1 聯合預壓施工工藝流程圖（三）打設豎向排水體豎向排水體在堆載預壓法和真空預壓法中所起的作用不盡相同。在堆載預壓法中起得作用是：作為垂直排水通道、減少排水距離、加速土體固結。而在真空預壓法中除作為垂直排水通道、減少排水距離、加速土體固結外，還承擔著傳遞真空度的作用，即通過打設在地基里面的縱向排水體將真空管向下及向土體中傳遞，因此縱向排水體的施工工藝直接影響著真空預壓法的施工效果和堆載預壓法的施工工期,本項目縱向排水體的形式采用塑料排水板。真空聯合7、堆載預壓法是真空預壓法和堆載預壓法的有效聯合，一般是在抽真空穩定，即真空預壓法相對穩定的基礎上，再施加堆載。塑料排水板施工已以專項施工方案的形式另報，詳細內容見其專項方案。（四)主管與濾管的布置 埋于碎石墊層中的管道分主管和濾管兩種，起作用是傳遞真空度和將從土中已排至砂墊層中的水,通過這兩種管道輸送到膜外工作水箱中.兩者的區別在于主管上沒有空洞和反濾材料，如針刺無紡土工布等.主管直接與真空泵相連，而濾管連接的是主管和豎向排水體.濾水管的平面布置可以有多種形式，本工程采用條形排列。遇到不規則場地時，應因地制宜的進行濾水管排列設計。 為保證真空預壓快速而均勻的傳至場地的各個部位,可以根據場地的大小8、和形狀，增設幾道主管,這樣即使個別泵停機檢修，對真空度幾乎無影響。濾管與主管組成地下水的水平排水體系,鋪設是否合理,將直接影響真空預壓的成敗，也即對真空堆載聯合預壓的加固效果產生決定性的影響.因為形成真空和排出地下水的過程是一個氣水流動的過程，該過程中會有各種阻力發生,如垂直排水通道、碎石墊層中的阻力，在主濾管中當然也會存在阻力，阻力的大小就與主、濾管的排列和布置形狀有關，阻力的存在會消耗“真空度”。由于真空是在理論上是有一個極限值的，因此最大限度地減少氣、水流體在這些管路的流動，使氣、水流動順暢，就是在主、濾管布置中應該考慮的問題。一般而言,濾管與主管的鋪設主要應考慮一下幾個方面的問題:1、9、所選濾管與主管的強度是否滿足要求 濾管與主管的管材可采用硬質塑料管,尺寸為76mm直徑,主管的間距1218m這種材料在使用中不會銹蝕、重量輕、價格便宜、容易清洗、可重復使用.在實際施工中，應該注意PVC管材是否會在堆載預壓過程中發生破裂。若發生破裂,將直接導致真空聯合堆載預壓的失敗,一般要求能承受400KPa的壓力。2、濾管與主管的連接方式濾管與主管的連接主要應注意以下幾個問題：聯接應該采用軟膠管，以適應真空預壓的差異沉降，聯接處應注意密封性能，濾管與主管的布置方式濾水管的間距一般為46.5m，尺寸為50mm直徑,支管的間距6m。最外層濾水管距場地邊的距離為2m,間距的確定主要受控于加固場地的10、面積、形狀、抽真空泵的臺數、排水板的間距與出水量的大小等因素。在具體施工過程中，一般參照經驗進行,主要以能達到膜下真空度的設計值與及時排出砂墊層中的水量為目的。安排濾管與主管的布置方式較多，不同的主管、濾管聯接形式，從理論角度而言其能量損失相差較大。主管與濾管的布置主要應該根據以下幾個方面進行布置：A、與場地的形狀相匹配；B、保證真空度的均勻分布；C、水量的順暢排出。濾水管之間的聯接采用軟連接，以適應場地沉降。主管與濾管之間采用變徑三通；濾管與主管、主管之間多采用軟接頭。全部管道均需埋入碎石墊層中，并通過出膜口及吸水管與真空泵聯接.（五）密封系統的布設 真空-堆載聯合預壓是通過真空泵給軟土地基11、施加負壓，通過密封膜將要處理的軟基與大氣隔絕,通過水平和垂直的排水管將真空吸力有效的傳遞到軟土地基深處，在軟土地基強度有所增長的基礎上再在上部分層堆載而使軟基在正負壓的共同作用下達到加固的目的.因此，真空度的有效傳遞和穩定維持是真空堆載聯合預壓法處理軟土地基的關鍵,而真空度能有效傳遞和穩定維持的關鍵之一在于密封系統的正確布設和有效維護。包括密封膜與土工布的材料質量達到要求、水位管與分層管的合理出膜、密封溝及圍堰的開挖和軟土層深部的有效密封等。1、密封膜與土工布的質量要求 密封膜：采用密封性、韌性好，抗老化性能和抗刺穿能力強的專用密封膜，密封膜為在廠內加工完成的兩層整塊膜，具體參數應滿足設計要求12、指標。加工好的密封膜面積要大于加固場地面積，一般要求每邊應大于加固區相應邊45m。為了保證整個預壓過程中的密封度,設計密封膜為鋪設兩層。在氣溫高的季節,加工完畢的密封膜應堆放在陰涼通風處；堆放時給密封膜之間適當撒放滑石粉；堆放時間不宜過長，以防止相互粘連。土工布材料各種指標參數應滿足設計要求，土工布設計為兩層，用手提縫紉機縫接，兩邊預留一定長度,再用人工將兩層密封膜分層鋪放覆蓋整個真空預壓區，注意在加固區四周，密封膜應留足夠的超寬余量。在鋪密封膜前，要認真清理平整砂墊層,檢除貝殼和帶尖角石子，應將露出的排水板頭埋入砂礫墊層中。第一層膜鋪好后要認真檢查及時補洞,在鋪設第二層密封膜，同樣要認真檢查13、及時補洞.2、開挖、回填密封溝及做圍堰密封溝布置在施工區四周，在真空預壓施工中它主要起周邊密封的作用.密封溝施工采用人工結合機械開挖,開挖深度需大于1.5m,并注入淤泥層。在鋪設密封膜后，密封溝需用粘土回填。開挖密封溝時注意塌方，謹防堅硬帶棱角碎石等落入溝中。施工時要求邊開挖、邊埋膜、邊回填.如果密封溝底或兩側有碎石或砂墊層等滲透性較好的夾層存在，應將該夾層挖除干凈，回填40cm厚的軟粘土。由于某種原因，密封膜和密封溝發生漏氣現象時，施工中必須采用輔助密封措施，如膜上溝內同時覆水.在密封溝回填完成后，即可做圍堰工作，圍堰要具備一定的厚度與寬度,防止膜上覆水沖垮圍堰,造成施工事故。3、膜上沉降的14、布置為了觀測真空及聯合堆載預壓的地表沉降,必須在膜上布置沉降標，沉降標不能直接放置在膜上，否則會將密封膜刺破,必須在膜上布置一土工布，在土工布上鋪設30cm厚度的砂,并將土工布包扎好。(六）抽真空裝置的布設 抽真空裝置的好壞直接決定真空排水預壓加固的成敗和效果，其工作原理是：先將水箱裝滿水，開動離心泵，水箱中的水通過管被泵打入噴嘴,這時水的壓力、流速都很大，在噴射水流的帶動下，在噴嘴周圍的真空吸管內形成負壓區,在橡膠管內的氣體隨之被噴射流吸走，形成一定真空，由此逐步延伸到加固區內。整個抽真空的裝置的安裝高程在允許的情況下應盡量降低，尤其是循環水箱,最好能使水箱高度的一半與膜面齊平，這樣有利于膜15、下抽出的水的排出，節省能量；同時也有溢于從溢流口流出的水順暢的流到膜面之上、變成預壓荷載.在其它條件相同的情況下,抽真空裝置的多少決定了膜下真空度的高低,到底一塊面積上設置多少臺真空泵和相應的抽真空裝置，與設計要求達到的膜下真空度有關。一般地，真空泵的臺數由以下幾個方面決定:a、所加固場地面積；b、加固場地的土質情況；c、塑料排水板的打設深度；d、工后沉降的要求。對于淤泥質土一般可按一臺泵可控制800-1000m的面積布置。真空泵的布置方式應按抽氣時水汽運行的最省能量，最快的速度考慮，一般可將抽真空裝置布設在加固場地的某一側，而不是分布在加固場地的兩側，以免造成“奪氣”， “奪氣”現象使水汽不16、能以最快的速度排出，耗散能量。同時，在計劃布設抽真空裝置時,應有備用的真空泵,實際使用數量根據現場真空度情況決定。真空主管通過出膜器及吸水膠管與真空泵連接。出膜器的連接必須牢固，密封可靠.為了防止由于地質突變等不利條件，也可預留若干個備用出膜接口，以備加泵使用.當抽真空裝置布設完畢，且采用纏繞式出膜裝置解決了剛性出膜器與柔性膜的連接問題后，即可開始抽真空.抽真空以后，加固區內膜下真空度會持續上升。當膜下真空度達到并穩定在85kpa以上時，即進入正常真空預壓階段。在抽真空過程中,應巡回檢查，出現問題及時處理。若在抽真空開始以后，膜下真空度在預期內達不到85kpa,則需采取相應的技術措施加以處理,17、從而確保真空預壓能達到設計的效果.（七）鋪第二層土工布、細砂及填筑施工在目前的施工實踐中，對一般軟粘土，當膜下真空度穩定地達到85kpa以上后，57d左右可以鋪設土工布，抽真空710d左右進行上部堆載施工，即邊抽真空，邊堆載,荷載可以連續施加。對高含水率的淤泥性土，當膜下真空度穩定達到85kpa以后，5-7d左右可以鋪設土工布,一般抽真空15d左右可以進行堆載施工。當填土較高或加載強度過大時也應注意穩定問題，可分級施壓，分級級數通過穩定計算確定，在現場可以根據沉降速率和側向位移速率來控制加載速度。在密封膜上鋪設第二層無紡土工布時，要注意清除表面密封膜上的因施工或人為原因產生的尖銳物體,同時查看18、破洞。在填土前先鋪設一層30cm厚度細砂,并放置表面沉降板及其它膜上觀測儀器。在進行上部首層堆載施工時，堆載時宜采用人工或輕型運輸工具，并不得損壞密封膜,當堆載厚度超過50cm以上時可以正常堆載和檢測，但必須注意保護觀測設備和維持真空度.在保證密封膜氣密性，確保地基穩定的前提下可按設計要求的時間完成堆載和超填,確保聯合預壓工期的時間。 （八)真空度維持及真空預壓卸荷載驗收如前所述，真空度的有效傳遞和穩定維持是真空堆載聯合預壓法處理軟土地基的關鍵，而真空度能有效傳遞和穩定維持的關鍵除了是密封系統的正確布設外,也在于抽真空階段的施工管理和質量要求。如下所述:1、如果單純的真空預壓，其膜上可覆水保護19、,一般應在膜內真空度達到85kpa,確信密封系統不存在問題方可進行,這段時間一般為7-10d2、保持射流箱內滿水和低溫,射流裝置空載情況下均應超過96kpa；3、經常檢查各項記錄，發現異常，如膜下真空度值小于80kpa等，應盡快分析原因并采取措施補救;4、應避免過長時間停泵,否則,膜內、外管路會發生堵塞，抽氣很難進行；5、抽氣階段質量一般要求達到膜內真空度大于85kpa;停止預壓時地基固結度要求大于設計固結度，并且沉降速率達到穩定，預壓的沉降穩定標準可以取為:連續10d，實測沉降速率不大于1。52mm/d，取值大小可以根據工程要求情況而定。但觀測可再持續一定的時間,以觀察停泵后路基的回彈和沉降20、穩定情況。 四、施工工期根基實際情況及總體工期安排，計劃真空聯合堆載預壓施工于20XX年6月5日開工,并于20XX年4月25日完成。五、真空聯合堆載預壓施工監測由于在真空預壓加固的荷載是靠降低膜下的大氣壓力來實現的，而該荷載與常規的實物荷載有很大的不同，具有很大的可變性，不容易保持穩定，荷載隨時會發生變化，必然影響加固效果.因此施工監測是加固過程中必不可少的重要環節，其中包括真空度的監測、變形觀測。（一)真空度的監測真空度的監測包括對泵、膜內的真空度、塑料排水板內真空度和土體真空度四部分,以綜合控制真空預壓加固效果。1、真空泵監測：對泵的監測要隨時注意泵的運轉情況及其真空效率，應保證真空度符合21、設計及規范要求，當小于要求時，應進行監測和維修。2、膜內真空度：膜內真空度的量有助于了解膜下真空壓力隨時間的變化情況，可得到真空荷載隨時間的變化過程。在一塊加固面積上，膜下真空度測頭最少放置5個，四個角和中心各放置一個,若面積較大，則適當增加。在抽氣開始階段，測度頻率為2小時/次，以便準確地測出真空壓力的上升過程，并有利于檢查密封情況；當真空壓力達到要求后且變化較小時，每隔4-6h，測讀一次,需要時間可根據真空度的變化情況，調整測度密度.3、塑料排水板內預埋真空度測頭時，首先按預定深度將測頭布置在排水板內。一般在同一排水板內只安裝一個測點,在不改變排水板的工作性能的情況下，也可以將幾個不同深度22、的測點置于同一排水板內，測點間距以23m為宜，反之取小值。在抽水的開始階段，排水板真空度應該每2小時測讀一次；當真空壓力達到要求后且變化較小時，每隔46小時測讀一次，需要時個根據真空度的變化情況，調整測度密度。4、淤泥中的真空度,在土體中設置真空度測頭時，平面位置應保證測頭位于排水板平面位置的幾何形中心上,深度與塑料排水板中的測點位置相對應。埋深一般應鉆孔到設計高程約50cm,鉆孔的偏斜角度應不超過1度，然后將測頭放置孔底,再將測頭壓入到設計位置，并用膨潤土球封孔。（二）變形觀測變形觀測包括地表沉降觀測和土層深部水平位置觀測。1、地表沉降觀測采用埋設沉降板的方法，觀測方法同一般沉降觀測。2、土23、層深部水平位移觀測主要是測量土體在加固過程中側向（水平)位移情況，判斷側向位移對土體垂直變形的影響.測試儀器采用國產活動應變式測斜儀，長25m。一個加固區設置兩個測斜管，測斜管距離加固區兩邊邊緣大于5m，埋設時采用鉆孔法。一般在加固前多測幾次，確定加固前土體側向變形的初始值，一保證數據的穩定性,待真空抽氣后每天測讀一次.六、真空聯合堆載預壓的質量控制真空聯合堆載預壓的關鍵技術在于保證密封膜下的真空度在預壓期間始終維持在設計要求的范圍內。即要求施工過程中要仔細做好每一個環節，重點包括以下幾個方面：1、塑料排水板打設完成后應將排水板頭部及時埋入砂礫墊層中，清理砂礫墊層，清除貝殼及表面帶有尖角的石子24、和硬物、填平打設排水板的孔洞,將砂墊層表面平整.2、m，清理溝中雜物，使密封膜完整埋入軟土中。3、鋪膜作業時應組織嚴密并充分考慮氣象條件，指揮人員應合理安排鋪膜作業人員，防止鋪膜過程中無序施工導致密封膜變形或撕裂。每層膜鋪好后認真檢查、及時補洞,待符合要求后再鋪一層。4、真空泵安裝前應逐個檢查射流泵的工作效率，每臺射流泵的真空吸力空抽應達到98KPa以上，鋪膜完成后應立即安裝真空泵，安裝一臺，開啟一臺，使密封膜盡早吸附在地基上。5、抽真空過程中應認真做好射流泵，膜下真空度以及各種監測儀器的監測記錄，如出現異常,及時分析，采取相應措施，以免影響最終加固效果。當真空預壓達到設計要求的技術指標后停止25、抽真空,進行加固效果的檢驗和評價。6、真空泵數量控制在800-1000m配置一臺，泵安裝前必須保證密封閉氣。7、真空聯合堆載預壓加固停泵控制標準8、填至設計標高后,在真空預壓加固區膜下真空度達到85KPa以上的條件下累計抽真空4個月,當沉降穩定后方可停泵。9、真空聯合堆載預壓加固停泵控制標準：在土體真空度不降低的前提下，實測地面沉降速率連續510天的平均沉降量不大于2mm/d，達到此要求后方可安排停泵.七、質量保證措施1、施工時嚴格按圖紙和施工規范進行施工。2、路基填筑時，嚴格控制各工序質量,并選擇合適的施工作業時間。3、現場試驗時,認真、及時地填寫試驗過程中的各類數據，以保證控制。4、嚴格報26、表制度,對隱蔽工程檢查項目必須及時報監理工程師檢查.5、虛心接受監理單位及業主提出的指導意見，積極請教完善質保措施。八、安全保證措施1、設立專職安全員并建立24小時旁站制度，及時糾正和消除施工中出現的不安全苗頭.2、進行全面的、針對真空預壓施工的安全技術交底。3、工地設立明顯的安全警示牌和安全注意事項宣傳欄。4、各類機械設備操作人員必須持證上崗，無證人員或非本機人員不得上機操作。5、場內的電路布置要規范化，電器開關設在防雨防曬的電器箱柜內,距離地面不小于1.5m。九、環境保護措施 1、在機械化施工過程中，要盡量減少噪音、廢氣、廢水及塵埃等的污染，以保障人民的健康，運轉中塵埃過大時要及時灑水。2、對清理場地的表層腐植土等廢料，要運至指定的地點進行廢棄.3、清理施工機械、設備及機械的廢水、廢油等有害物質以及生活污水，不得直接排放與河流、池塘或其他水域中，也不得傾瀉于飲用水源附近的土地上，以防污染水源和土壤。