摘要:本文基于筆者多年從事堆載預(yù)壓施工及監(jiān)測(cè)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),以真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工技術(shù)及監(jiān)測(cè)方法為研究對(duì)象,分析了其整個(gè)施工工藝流程和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成,全文是筆者長期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。
關(guān)鍵詞:真空聯(lián)合 堆載預(yù)壓法 施工工藝 監(jiān)測(cè)
中圖分類號(hào):U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2011)02(a)-0000-00
1概述
真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固軟土地基既能有減小地基工后沉降,又能在很大程度上提高地基的承載能力。但要運(yùn)用該方法在實(shí)際工程施工中取得良好的加固效果,其合理的施工工藝的研究就十分重要。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法主要包括排水系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、場(chǎng)地填筑系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法施工中要特別注意和做好以下幾點(diǎn)工作:
(1) 堆載前要采取可靠措施保護(hù)密封膜及密封查漏工作,防止堆載時(shí)刺破密封膜;(2) 堆載底層部分應(yīng)選顆粒較細(xì)且不含硬塊狀的堆載物,如砂料等,這一點(diǎn)特別要,一旦在土體填筑過程中造成真空膜的破壞,將影響土體的正常填筑。
(3) 選擇合適的堆載時(shí)間和荷重。
堆載部分的荷重為設(shè)計(jì)荷載與真空等效荷載之差。如果堆載部分荷重較小,可一次施加;荷重較大時(shí),應(yīng)根據(jù)計(jì)算分級(jí)施加。堆載時(shí)間應(yīng)根據(jù)理論計(jì)算確定,現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)測(cè)孔隙水壓力資料計(jì)算當(dāng)時(shí)地基強(qiáng)度值來確定堆載時(shí)間和荷重。一般可在膜內(nèi)真空度值達(dá)5OkPa后7~10天開始堆載;若天然地基很軟,可在膜內(nèi)真空度值達(dá)80kPa后20天開始堆載。
(4) 加固區(qū)內(nèi)差異沉降控制問題。
2 施工工藝
施工前必須對(duì)欲加固區(qū)的土層分布進(jìn)行十分認(rèn)真的分析,特別是對(duì)含有硬夾層、透水性好的流沙層深厚復(fù)雜軟土地基,這些將影響抽真空的成敗與否,所以前期的地質(zhì)補(bǔ)勘工作很重要。補(bǔ)勘后就可以進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作,測(cè)量放線、工設(shè)備及材料進(jìn)場(chǎng)、場(chǎng)地平整、挖四周排水溝,為后面的排水系統(tǒng)施工打好基礎(chǔ)。
2.1排水系統(tǒng)
真空負(fù)壓是通過打設(shè)在地基中的豎向排水體向下傳遞給土體的。豎向排水體有普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等形式,目前工程中應(yīng)用的最多的是塑料排水板。塑料排水板的選擇應(yīng)該具有良好的透水性和強(qiáng)度,縱向通水量不小于(15-40)×103mm3/s;濾膜的滲透系數(shù)不小于5×10-3cm/s;板芯的抗拉強(qiáng)度不小于(10~15)N/mm;濾膜的抗拉強(qiáng)度干態(tài)時(shí)不小于(1.5~23)N/mm,溫態(tài)時(shí)不小于(1~2.5)N/mm,整個(gè)排水板反復(fù)對(duì)折5次不斷裂認(rèn)為是合格的。此外還要考慮插設(shè)深度。
2.2抽真空系統(tǒng)
抽真空系統(tǒng)包括主、濾管布置及鋪設(shè),主管出膜裝置、抽真空設(shè)備與安裝。敷設(shè)濾管前,先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量,然后按設(shè)計(jì)施工圖的幾何關(guān)系,放線主、濾管位置。濾管間距一般為5~6m,主管間距15~20m。主管一般為φ90mm鍍鋅鋼管(或PVC管),支濾管為φ63mm鍍鋅鋼管(或PVC管)。主管與支濾管之間采用變徑三通、四通柔性連接,同管徑的對(duì)接采用鋼絲吸水膠管連接,全部吸水管均埋入砂墊層中,并通過出膜器及吸水管與真空泵連接。在挖密封溝的同時(shí),可進(jìn)行主管與支濾管的連接、安裝和埋設(shè),由于濾管上面有孔洞(孔洞的布置形式、形狀、間距等參數(shù)要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的要求,既要滿足通水良好而且要使濾管強(qiáng)度滿足要求),為防止砂礫進(jìn)入支濾管內(nèi)堵塞管道,應(yīng)用尼龍繩纏繞濾管后用無紡布(250g/m2)包裹。濾管敷設(shè)前,對(duì)管子的接長和交叉,應(yīng)事先加工二通、三通、四通軟接頭配件,以便施工時(shí)好用。施工操作員要特別注意管子連接部位的施工質(zhì)量,必須做到不漏氣。濾管的末端要用木塞或PVC圓板封死,然后套上預(yù)先縫制好的反濾管布套,再扎牢即可。
2.3密封系統(tǒng)
密封系統(tǒng)主要包括真空膜及鋪設(shè)、密封溝開挖與回填、真空膜保護(hù)及土層深部密封、拉裂縫處理等。真空膜的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足下列要求:滲透系數(shù)《10-10(cm/s),圓球頂破壞強(qiáng)度≥280N,抗拉強(qiáng)度≥250N/scm,梯形撕裂強(qiáng)度≥40N。材質(zhì)采用聚氯乙烯塑料膜,厚度0.12~0.14mm,膜間搭接長度為1.5~2.0cm,膜的搭界必須用熱合粘接法。真空膜鋪設(shè)前,要求派專人,逐一檢查場(chǎng)地表面,是否有尖銳器物,如鐵絲頭等,發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)清理,以免刺破密封膜而漏氣。而后在砂礫層上鋪設(shè)10cm厚的細(xì)砂,表面要求達(dá)到平整且壓實(shí),然后鋪一層土工布,土工布的頂破強(qiáng)度要求≥1600N,然后再鋪真空膜。
3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基的監(jiān)測(cè)裝置,主要有膜下真空度和泵上真空度觀測(cè)的真空表,用于觀測(cè)加固場(chǎng)地沉降的沉降標(biāo)和測(cè)定地下孔隙水壓力的孔壓計(jì)、測(cè)斜儀、水位觀測(cè)孔、土體及塑料排水板中真空度等,埋設(shè)位置和數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。監(jiān)測(cè)的目的:以工程監(jiān)測(cè)的結(jié)果指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工、確定和優(yōu)化施工參數(shù),進(jìn)行信息化施工;根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的先兆,分析原因,判斷工程的安全性,采取必要的措施,防止發(fā)生工程破壞事故和環(huán)境事故;評(píng)價(jià)工程的技術(shù)狀況,檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)理論的正確性;為設(shè)計(jì)、施工、管理和科學(xué)研究提供資料。
3.1 表面沉降觀測(cè)
表面沉降觀測(cè)目的,以了解沉降速率、總沉降量和地基平均固結(jié)度。表面沉降板的埋設(shè):在埋設(shè)點(diǎn)地面挖5Ocmx5Ocmx3cm的土坑,內(nèi)鋪50cm左右的黃砂,整平壓實(shí);將沉降板平放在坑內(nèi),保證板面水平,并回填土整平壓實(shí);沉降板的金屬測(cè)桿、套管和接駁的垂直偏差率應(yīng)不大于1.5%,金屬測(cè)桿直徑為4cm,測(cè)桿應(yīng)與底板焊接為一體;套管采用塑料管,直徑為10cm,具有一定的強(qiáng)度和剛度。將套管垂直套進(jìn)測(cè)桿標(biāo)上;用水準(zhǔn)儀連續(xù)數(shù)日觀測(cè)桿的高程,并確定初始高程。
3.2水平位移觀測(cè)
土體水平位移是控制場(chǎng)地填筑速率的重要參數(shù)。由于真空預(yù)壓使場(chǎng)地中心形成負(fù)壓區(qū),即相當(dāng)于土體上施加了圍壓,此時(shí)側(cè)向位移表現(xiàn)為向場(chǎng)地中心移動(dòng)的趨勢(shì),有利于填土穩(wěn)定。而在堆載預(yù)壓加固填土?xí)r,水平位移主要是作為控制加荷速率、保證堆載安全的控制指標(biāo)。
測(cè)斜管的埋設(shè):采用φ127鉆具定位開孔,成孔偏斜度不允許大于1°,通常應(yīng)鉆至下臥硬土層50~100cm,深度達(dá)無水平位移處;第一導(dǎo)管底用塑料封死,并與其他導(dǎo)管分段在地面拼接,或逐節(jié)在孔口對(duì)接,慢慢放孔中,注意對(duì)接時(shí)導(dǎo)向槽的對(duì)正不許偏扭;導(dǎo)管埋至預(yù)定的深度后,校正導(dǎo)向槽的方向,在導(dǎo)管與鉆孔壁間用砂填充,等穩(wěn)定一段時(shí)間后,進(jìn)行零點(diǎn)測(cè)試,并測(cè)量管口高程。
測(cè)試要求:采用電阻應(yīng)變式測(cè)斜儀伺服加速度式測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)試;測(cè)試時(shí)保證測(cè)斜儀反轉(zhuǎn)180°,重新測(cè)試一遍,以消除儀器的誤差;測(cè)量穩(wěn)定后測(cè)斜管的初始位置,所測(cè)結(jié)果視為基準(zhǔn)值記入測(cè)試記錄表;觀測(cè)頻率視加固方案而定,通常與表面沉降觀測(cè)一致。
參考文獻(xiàn)
[1] 任世杰. 塑料排水板處理軟土路基施工技術(shù)[J]. 鐵