淤泥地質(zhì)無(wú)排水砂墊層真空預(yù)壓施工工法(16頁(yè)).doc
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2024-07-02
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1、目 錄1 前言12 工法特點(diǎn)13 適用范圍24 工藝原理25 施工工藝流程及操作要點(diǎn)26 材料與設(shè)備97 質(zhì)量控制108 安全措施119 環(huán)保措施1210 效益分析1311 應(yīng)用實(shí)例13-1-淤泥地質(zhì)無(wú)排水砂墊層真空預(yù)壓施工工法1 前言近年來(lái),我國(guó)在湖泊旅游資源的開發(fā)有了很大的發(fā)展,同時(shí)面臨著很多的技術(shù)難題,比如在地基與基礎(chǔ)處理方面。由于湖泊附近的地質(zhì)條件很差,往往表層覆蓋著很厚的淤泥,施工機(jī)械無(wú)法進(jìn)入。為給后續(xù)工程提供平臺(tái)作業(yè),特對(duì)該區(qū)域進(jìn)行地基處理。本工程采用“無(wú)排水沙墊層真空預(yù)壓法”處理軟土地基。該工藝對(duì)于吹填土和新近淤泥堆積的超軟土有特別好的加固效果,具有施工工期短,經(jīng)濟(jì)節(jié)約和環(huán)保等獨(dú)2、特優(yōu)勢(shì)。以鄂州市梁子湖國(guó)家水生態(tài)展示館工程為例,該工程待處理軟基面積達(dá)到27萬(wàn)平方米,待處理淤泥厚度一般為48m,平均厚度為6m,并且具有含水率高、壓縮性大、滲透性差和承載力低等特點(diǎn),雖靜置一年,表層30cm一下淤泥仍呈流塑狀,施工機(jī)械無(wú)法進(jìn)入。該工藝對(duì)于吹填土和新近淤泥堆積的超軟土有特別好的加固效果,具有施工工期短,經(jīng)濟(jì)節(jié)約和環(huán)保等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。基于該工程施工形成了淤泥地質(zhì)無(wú)排水砂墊層真空預(yù)壓施工工法。2 工法特點(diǎn)2.1采用特制的軟質(zhì)荊笆作為作業(yè)面,能在真空管網(wǎng)的埋置過(guò)程中提供良好的作業(yè)環(huán)境。2.2板管連接器技術(shù)。本工法利用板管連接器,升級(jí)了水平排水系統(tǒng),有利于密封性的提高,將真空度的損失降到最3、低。2.3施工速度快,有效地節(jié)約了工期。土體固結(jié)效果明顯,對(duì)處理后承載力控制較好,為后續(xù)施工環(huán)節(jié)的進(jìn)入提供了可靠的場(chǎng)地環(huán)境。3 適用范圍該工法適用于大面積軟土地基加固,如港口、碼頭、機(jī)場(chǎng)跑道、公路以及岸堤填海造陸的水下軟土等的地基處理施工,特別是適用于對(duì)工期要求緊和處理后承載力要求高的軟基處理工程,尤其適用于湖泊等水域充足的地區(qū)的軟基處理施工。4 工藝原理無(wú)排水砂墊層真空預(yù)壓原理為:在淤泥中打插塑料排水板,構(gòu)成垂直排水通道;在表層埋設(shè)濾水管,構(gòu)成水平排水通道;然后將密封膜鋪在水平管網(wǎng)上,將四周密封;通過(guò)抽真空系統(tǒng),將膜下土體間的空氣抽出,使其形成相對(duì)負(fù)壓。由于塑料排水板滲透性較大,該負(fù)壓迅速傳4、遞至排水板周圍,從而在排水板和排水板周圍土體之間形成孔壓差,使土體中的孔隙水流入排水板并排出,達(dá)到土體固結(jié)、增強(qiáng)承載力的作用。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程無(wú)排水砂墊層真空預(yù)壓施工工藝流程如下圖5.1-1所示:圖5.1-1 無(wú)排水砂墊層真空預(yù)壓施工工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1工作墊層工作墊層由鋪荊笆和鋪設(shè)土工布兩道工序組成,做法為:先鋪荊笆,選用柔韌性好的荊笆,在軟土表面按順序滿鋪兩層,荊笆的塊與塊之間搭接300mm,并用1416 號(hào)鋼絲按500mm間距綁扎牢固,層與層之間要錯(cuò)縫。然后在荊笆上鋪設(shè)一層土工布,土工布應(yīng)該與荊笆錯(cuò)縫鋪設(shè),防止泥漿外涌。如圖5.2.1-1。圖55、.2.1-1 鋪設(shè)荊笆5.2.2 插設(shè)塑料排水板(1) 塑料排水板帶是專門用于土體排水的專用材料,采用A型塑料排水板(100mm寬,4mm厚),間距0.7m,其打設(shè)深度為4.5米,正方形布置。(2) 塑料排水板插設(shè)流程如下:材料進(jìn)場(chǎng)排水板切割排水板插板點(diǎn)放樣、開孔人工插設(shè)排水板插孔點(diǎn)淤泥清理工序驗(yàn)收。如圖5.2.2-1和圖5.2.2-2。 圖5.2.2-1 插A型塑料排水板 圖5.2.2-2 接駁排水板(3)插設(shè)排水板的操作要點(diǎn)1)插板前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地塊形狀進(jìn)行布點(diǎn),接近加固區(qū)周邊的排水帶應(yīng)離開鋪膜溝中心線12001500mm。門式插板機(jī)轉(zhuǎn)向比較困難,因而行走方向應(yīng)沿地塊長(zhǎng)方向安排。2)排6、水帶的平面布置和埋置深度應(yīng)嚴(yán)格控制,水平間距允許誤差不大于土100 mm,埋置深度允許誤差不大于土200mm。為防止埋置深度不夠,要根據(jù)土質(zhì)條件選擇合適的樁靴,操作時(shí)樁管滿足插入深度后先緩緩向上拔管,待確認(rèn)排水帶下端錨固后再加快拔管速度。3)單根排水帶長(zhǎng)度計(jì)算,應(yīng)增加樁尖錨固時(shí)折起長(zhǎng)度200mm 和濾水層上表面加長(zhǎng)200mm。4)排水帶出廠時(shí)每盤長(zhǎng)度200m,塑料排水帶需要接長(zhǎng)時(shí),應(yīng)采用濾膜內(nèi)芯板平搭接的連接方式,搭接長(zhǎng)度宜大于200mm。5.2.3埋設(shè)真空管網(wǎng)真空主管采用75mm的PVC管,支管采用直徑50mm的波紋管,塑料排水板每三根插入一個(gè)板管連接器,安裝和綁扎時(shí)應(yīng)注意將綁扎鋼絲頭朝下,7、以防扎破上面的密封膜。真空管的間距不大于8m,外側(cè)管距膜溝中心線距離不大于4m。真空管的支管和主管由四通連接,接頭位置用螺絲錨固,如圖5.2.3-1。圖5.2.3-1 真空管路連接5.2.4密封膜鋪設(shè)(1) 為保護(hù)密封膜,真空管路鋪設(shè)完畢后在其上鋪設(shè)一層土工布,鋪設(shè)面積略小于密封膜,鋪設(shè)范圍略大于加固區(qū),土工布搭接部位采用縫接處理,縫接時(shí)搭接寬度不少于30mm。(2) 密封膜采用聚氯乙烯薄膜,根據(jù)加固區(qū)域大小,由生產(chǎn)廠家預(yù)先定做加工,整幅密封膜的大小要能夠一次性全部覆蓋整個(gè)加固區(qū)。加固面積較大時(shí),應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際、施工區(qū)段劃分等,由廠家制作,盡量避免現(xiàn)場(chǎng)粘結(jié)施工。(3) 密封膜按先后順序依次鋪設(shè)8、,先檢查土工布的平順性,去除尖利的雜物,然后將密封膜依次鋪蓋整個(gè)加固區(qū)。鋪設(shè)時(shí)自一邊開始,分層依次由近及遠(yuǎn)鋪設(shè),將膜的四周放到溝底,沿密封溝內(nèi)壁將膜邊插入土中。鋪設(shè)時(shí)膜不得拉的太緊,適當(dāng)放松,每邊比圖紙尺寸放出35m左右。密封膜現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)時(shí)發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)進(jìn)行粘結(jié)。(4) 膜下真空度測(cè)頭均勻布置在四周角點(diǎn)和中心區(qū)域內(nèi),觀測(cè)點(diǎn)和觀測(cè)斷面按設(shè)計(jì)要求的數(shù)量、位置埋設(shè),四周角點(diǎn)膜下真空度測(cè)點(diǎn)距離加固區(qū)邊線67m。5.2.5密封溝開挖及回填密封溝必須符合蓋膜閉氣要求,采用人工配合挖掘機(jī)開挖,溝底寬0.81.0m左右,溝深0.51.0m左右,隨挖隨鋪隨填,以溝長(zhǎng)20m左右為一個(gè)工作區(qū)段依次推進(jìn)。密封溝內(nèi)壁宜平順9、,挖好后將密封膜順溝壁內(nèi)側(cè)鋪設(shè),插入坑底土中10cm以上。密封溝回填時(shí)應(yīng)注意第一層的填壓,要用淤泥土把密封膜壓好,使膜能緊貼溝壁和溝底,溝底密封好后挖土分層回填,在每一層填土上都進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲簩?shí),邊回填邊向溝內(nèi)灌水,以增強(qiáng)密封效果。5.2.6真空泵安裝抽真空裝置由離心泵、射流噴嘴、循環(huán)水箱組成。抽真空裝置在抽真空之前檢驗(yàn)空載時(shí)的真空度是否滿足設(shè)計(jì)要求。工作時(shí)先將循環(huán)水箱裝滿水,開動(dòng)離心泵,水箱中的水被泵打入噴嘴,在噴射水流的帶動(dòng)下,噴嘴周邊的真空吸管內(nèi)形成負(fù)壓,在螺紋鋼絲橡膠軟管內(nèi)的氣體隨之被射流走,形成一定真空,并由此逐步延伸至加固區(qū)。5.2.6預(yù)壓(1)試抽氣抽氣開始時(shí),應(yīng)將所有的抽氣泵同時(shí)10、開動(dòng),并認(rèn)真觀察真空度的變化,正常情況下開泵后24h,泵口處的真空度應(yīng)達(dá)到2.66kPa(20mmHg)。此時(shí)應(yīng)安排專人在地塊內(nèi)和膜溝附近巡查,尋找漏氣部位。如有漏氣,停泵進(jìn)行修理工,直至無(wú)漏氣點(diǎn)為止。巡查時(shí)應(yīng)特別注意壓膜溝有無(wú)漏氣,如有漏氣應(yīng)及時(shí)停泵,進(jìn)行全面檢修。檢修內(nèi)容包括:1)密封溝外側(cè)的地面有無(wú)裂縫,塌陷,并查明原因進(jìn)行加固處理。2)預(yù)壓區(qū)內(nèi)有無(wú)過(guò)大的不均勻沉降,如沉降呈凹塌狀時(shí)要剪開密封膜用砂子填平;3)真空表靈敏度是否正常。4)電器、機(jī)械是否完好。(2)抽氣經(jīng)檢查修理,再抽氣時(shí)真空度提高很快,此時(shí)更應(yīng)注意觀察整個(gè)預(yù)壓區(qū)內(nèi)有無(wú)異常,因?yàn)殡S著真空度的提高,一旦發(fā)生故障,情況比較突然,11、會(huì)造成較大的損壞,而且不易修復(fù)。經(jīng)過(guò)24h 抽氣,如情況正常,便可向埝內(nèi)灌水密封;亦可采用膜上全面覆水密封,可提高膜的密封性能;防止塑料膜直接爆曬,減緩膜的老化;冬期施工可以起到保溫防凍作用。(3)觀測(cè)與檢測(cè)施工單位一般只負(fù)責(zé)表面沉降觀測(cè),其他諸如分層沉降觀測(cè)、分層孔隙水壓檢測(cè)、側(cè)向位移等測(cè)試項(xiàng)目一般由設(shè)計(jì)單位委派的監(jiān)測(cè)單位負(fù)責(zé),其目的是對(duì)設(shè)計(jì)方案和加固效果進(jìn)行評(píng)估。1)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。由于真空預(yù)壓的地塊處在大面積軟土地區(qū),附近很難設(shè)置較好的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。為此除需就近選擇正式水準(zhǔn)點(diǎn)供施工觀測(cè)時(shí)對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整外,還必須認(rèn)真做好臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)可將100mm 的鋼管,用插板機(jī)插入地下,鋼管下端12、應(yīng)達(dá)到比較密實(shí)的土層。當(dāng)樁周土穩(wěn)定后(一般需15d),在樁頂澆注混凝土墩,并埋人短鋼筋頭制成水準(zhǔn)點(diǎn)。2)沉降觀測(cè)標(biāo)尺沉降觀測(cè)尺以每500m2 設(shè)一個(gè)標(biāo)尺,底座用混凝土制作。尺桿要選用經(jīng)烘干的紅松制作,尺桿每格讀數(shù)為5mm。為防止放尺討割破塑料膜,宜在尺座下墊兩層塑料編織袋。3)沉降觀測(cè)沉降觀測(cè)每天應(yīng)觀測(cè)一次。如遇到大風(fēng)天氣,應(yīng)在觀測(cè)記錄中注明。觀測(cè)時(shí)必須按平面圖中的編號(hào)順序進(jìn)行,并做好記錄。6 材料與設(shè)備6.1 材料性能原材料包括:真空預(yù)壓施工所需材料主要有土工布、密封膜、塑料排水板、真空管等。6.1.1土工布、密封膜的厚度、透氣性能、拉伸強(qiáng)度、種類、規(guī)格及性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。密封膜采用聚氯乙13、烯薄膜,其性能指標(biāo)見(jiàn)下表:表6.1.1-1 密封膜技術(shù)指標(biāo)要求最小抗拉強(qiáng)度(Mpa)最小斷裂伸長(zhǎng)率(%)最小直角撕裂強(qiáng)(KN/m)厚度(mm)縱向橫向 220 40 0.120.1618.516.56.1.2 真空主管采用75mm的PVC管,支管采用直徑50mm的波紋管,塑料排水板每三根插入一個(gè)板管連接器。6.1.3塑料排水板采用高性能整體式A型板,其打設(shè)深度為4.5m。塑料排水板有關(guān)指標(biāo)應(yīng)符合下表規(guī)定:表6.1.3-1 A型高性能整體式塑料排水板技術(shù)性能指標(biāo)表項(xiàng)目單位A型條件外形尺寸寬度mm(10.02)bB為排水板寬度厚度mm3.5縱向排水量cm3/s45側(cè)向壓力350Kp濾膜滲透系數(shù)cm14、/s5X10-4試件在水中浸泡24h濾膜等效孔徑mm0.09以O(shè)98計(jì)塑料排水板抗拉強(qiáng)度kN/10cm1.6延伸率10%時(shí)濾膜抗拉強(qiáng)度干態(tài)N/cm45延伸率10%時(shí)濕態(tài)N/cm45延伸率15%時(shí),試件在水中浸泡24h6.2 機(jī)具設(shè)備(1) 抽真空設(shè)備射流真空泵Y132S-2-7.5型、真空表WKT-006、真空管路、止回閥、截至閥和自動(dòng)控制儀等。真空表量程為100kPa,進(jìn)度不低于2.5級(jí)。(2) 輔助設(shè)備與機(jī)具挖掘機(jī)、機(jī)動(dòng)小翻斗車、手推車和鐵鍬等。7 質(zhì)量控制7.1 整平加固區(qū)場(chǎng)地,清除雜物,并鋪設(shè)籬笆。為避免塑料密封破損,籬笆表面不得存留石塊及其他尖利雜物。7.2 塑料排水板打設(shè)完畢并驗(yàn)收15、合格后,應(yīng)及時(shí)仔細(xì)地把打設(shè)時(shí)在每根塑料排水板周圍形成的孔洞回填好,否則,抽真空時(shí)這些孔洞附近的密封薄膜很容易破損,造成漏氣,從而難以達(dá)到和維持要求的真空度。7.3埋設(shè)膜下濾管時(shí),綁扎過(guò)濾層的鉛絲頭均應(yīng)朝向兩側(cè),切忌朝上。濾管周圍須固定,并用磁盤埋好,石塊、瓦礫等尖利雜物必須清除干凈,以免扎破密封膜。7.4管道出膜處應(yīng)與出膜裝置妥善連接,以保證密封性。膜外水平管道上應(yīng)接有閥門。每臺(tái)射流歷史意義和閥門外側(cè)均應(yīng)裝有真空表,使用前應(yīng)進(jìn)行試抽檢查。7.5整個(gè)真空系統(tǒng)安裝完畢后,記錄各觀測(cè)儀器的讀數(shù),然后試運(yùn)轉(zhuǎn)一次。發(fā)現(xiàn)漏氣等問(wèn)題時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施補(bǔ)救。7.6抽真空期間必須保證電力連續(xù)供應(yīng),不得中途斷電,以16、使真空度在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到并長(zhǎng)期維持設(shè)計(jì)值。7.7開始階段控制真空加壓的速率,以抽出管道中的空氣,真空壓力從20kPa逐級(jí)增加,隨著膜下空氣的排出及土體固結(jié)度的提高,膜內(nèi)真空度逐漸增大并穩(wěn)定在80kPa之上。7.8在膜下真空度穩(wěn)定的維持在80kPa以上的條件下,連續(xù)抽氣,預(yù)壓時(shí)間根據(jù)沉降觀測(cè)記錄確定,如到預(yù)期時(shí)間時(shí)沉降速率較大,延長(zhǎng)預(yù)壓時(shí)間。8 安全措施8.1 作業(yè)前對(duì)工人進(jìn)行安全教育,并做好安全交底。工人操作必須嚴(yán)格遵照機(jī)械操作使用規(guī)范進(jìn)行,嚴(yán)禁違反操作規(guī)程,盲目操作。8.2 電工要負(fù)責(zé)檢查導(dǎo)線的絕緣情況,特別是的動(dòng)力線和配電箱、集裝箱的引入線部分絕緣是否可靠。8.3嚴(yán)格執(zhí)行公司有關(guān)施工安全的17、管理規(guī)定,進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的工作人員必須戴安全帽,不準(zhǔn)穿拖鞋和酒后上班。8.4班組人員要相互照應(yīng),明確崗位責(zé)任,提高安全觀念,貫徹落實(shí)特殊工種持證上崗制度,嚴(yán)禁無(wú)證人員上崗操作。8.5真空泵系統(tǒng)底座及發(fā)電機(jī)房底座必須經(jīng)過(guò)鋪設(shè)土工布和砂包袋處理后,方可確保真空泵及發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性。8.6真空預(yù)壓用電電纜必須架空使用,嚴(yán)禁泡在水中,作業(yè)人員在真空區(qū)域內(nèi)操作電器時(shí),必須穿絕緣鞋,戴絕緣手套,必要時(shí)設(shè)專人防護(hù)。9 環(huán)保措施9.1 在施工過(guò)程中應(yīng)遵守國(guó)家和地方有關(guān)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)管理規(guī)定。9.2 根據(jù)工程特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員及管理人員的環(huán)保措施進(jìn)行交底。9.3加強(qiáng)環(huán)保問(wèn)題的宣傳教育工作,提高全體員工的環(huán)保意識(shí)。18、施工現(xiàn)場(chǎng)必須懸掛各種環(huán)保宣傳標(biāo)語(yǔ),營(yíng)造“環(huán)境保護(hù)”的濃厚氣氛。9.4污染固廢物100%回收處理,嚴(yán)格控制噪音釋放,施工酸堿廢水二次處理達(dá)標(biāo)排放,施工生活區(qū)廢水二次處理達(dá)標(biāo)排放,及時(shí)修復(fù)、恢復(fù)施工過(guò)程中受到破壞的生態(tài)環(huán)境。9.5 對(duì)真空預(yù)壓抽出的水進(jìn)行再利用以節(jié)約用水。10 效益分析該工法成功運(yùn)用于鄂州市梁子湖國(guó)家水生態(tài)展示館工程,證明了該工法的可行性。該工法的實(shí)施不僅合理的利用了社會(huì)資源,減少了砂子和運(yùn)輸機(jī)械的投入量,降低了工程造價(jià),節(jié)約施工工期,從根本上節(jié)約成工期約20%,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),在施工過(guò)程中既能在避免對(duì)周圍環(huán)境保護(hù)的前提下保證淤泥固結(jié)達(dá)到預(yù)期所需的承載力,又減少了對(duì)施工場(chǎng)19、地周圍環(huán)境的破壞,并且減少了大型機(jī)械的噪音污染,有利于環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)。11 應(yīng)用實(shí)例無(wú)排水砂墊層真空預(yù)壓施工工法在鄂州市梁子湖國(guó)家水生態(tài)展示館工程中成功應(yīng)用,效果顯著。該工程位于大垅村東側(cè)梁子湖畔,軟基處理面積約27萬(wàn)m2。待處理淤泥具有含水率高、壓縮性大、滲透性差和承載力低等特點(diǎn),雖靜置一年,表層30cm一下淤泥仍呈流塑狀,施工機(jī)械無(wú)法進(jìn)入。為給后續(xù)工程提供平臺(tái)作業(yè),特對(duì)該區(qū)域進(jìn)行地基處理。本工程采用“無(wú)排水沙墊層真空預(yù)壓法”處理軟土地基。該工藝對(duì)于吹填土和新近淤泥堆積的超軟土有特別好的加固效果,具有施工工期短,經(jīng)濟(jì)節(jié)約和環(huán)保等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),施工質(zhì)量獲得了業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理的一致好評(píng),經(jīng)實(shí)踐證明技術(shù)成熟、可靠,值得推廣應(yīng)用。圖11-1 真空預(yù)壓施工過(guò)程中照片圖11-2 真空預(yù)壓完成后的照片-14-
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