【摘 要】真空預(yù)壓加固軟基的機(jī)理是在待加固的軟基表面的沙墊層上鋪設(shè)不透氣薄膜,利用抽真空裝置,通過(guò)嵌入砂墊層中的濾水管和插入土層中的塑料排水板,將膜下土體之間的空氣抽出以形成真空,在膜的內(nèi)部和外部產(chǎn)生壓力差,土體在壓力差的作用下產(chǎn)生不穩(wěn)定滲流,孔隙水壓力逐漸降低,根據(jù)太沙基有效應(yīng)力原理,減小的孔隙水壓力(即為土體間增加的有效應(yīng)力),使土體在應(yīng)力作用下發(fā)生固結(jié)。本文就真空預(yù)壓法組合加固軟基技術(shù)進(jìn)行了探討。
【關(guān)鍵詞】真空預(yù)壓法;軟基;加固技術(shù)
前言
由于我國(guó)地形復(fù)雜,施工環(huán)境多變,因此在施工過(guò)程中面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),這就需要現(xiàn)場(chǎng)施工人員與管理人員不斷地進(jìn)行探究,從而找出解決方法。本文首先對(duì)真空預(yù)壓法加固軟土地基的基本原理進(jìn)行深入的探討,然后對(duì)真空預(yù)壓法在軟土地基處理的技術(shù)應(yīng)用作深入的分析。
1真空預(yù)壓法加固軟土地基的基本原理
真空預(yù)壓是在荷載預(yù)壓條件下將軟土地基中的孔隙水吸出,可以增強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度,防止收縮變形。軟土保持固結(jié)狀態(tài),這增加了土層的水平應(yīng)力,并在垂直應(yīng)力大時(shí)增加了強(qiáng)度。此外,真空預(yù)壓可以去除軟土地基中多余的水分,確保軟土地基的強(qiáng)度。通常,真空預(yù)壓方法是在加固區(qū)域鋪設(shè)墊層,均勻地形成封閉區(qū)域,再埋設(shè)塑料排水管,用密封膜將其與大氣隔絕。在頂部鋪設(shè)砂墊層,然后使用真空泵抽真空,從而增加地基的有效應(yīng)力。
2 真空預(yù)壓法主要施工工藝
(1)鋪設(shè)砂墊層。砂墊層鋪設(shè)是真空預(yù)壓處理軟基的重要工序之一,在鋪設(shè)排水砂墊層之前,必須先對(duì)原地面進(jìn)行整平以便鋪砂。然后根據(jù)地基承載力情況,采取機(jī)械和人工兩種方式相結(jié)合的方法進(jìn)行鋪設(shè)。砂墊層厚度為50厘米,砂墊層回填的邊緣線為預(yù)壓區(qū)邊線外3米,砂墊層坡度為1∶1。采用小型設(shè)備運(yùn)輸,人工推填的方式進(jìn)行。
(2)塑料排水板打設(shè)。粗砂墊層整平完成后即可進(jìn)行塑料排水板的打設(shè)施工,其目的是建立豎向通道以便完成排水工作。該工程地基處理區(qū)域塑料排水板正方形布置,間距1米,打設(shè)底標(biāo)高12.0米,頂標(biāo)高約+5.9米,排水板外露長(zhǎng)度不小于25厘米。插板機(jī)完成安裝調(diào)試,做好施工準(zhǔn)備。在沉設(shè)套管前,施工人員應(yīng)在套管上明確用鋼筋頭標(biāo)記出打設(shè)位置,以方便操作人員確定打設(shè)深度。并將插板機(jī)移動(dòng)到指定位置并安裝樁靴。當(dāng)打板作業(yè)時(shí),插板機(jī)的樁靴落地定位誤差應(yīng)控制在±100毫米范圍內(nèi)。塑料排水板呈正方形布置,間距1米,操作人員控制樁管下插垂直偏差度不超過(guò)1.5%,開啟機(jī)器將樁管壓入地基,達(dá)到設(shè)計(jì)深度后拔出。上拔樁管時(shí),仔細(xì)檢查有無(wú)回帶現(xiàn)象,一旦回帶超過(guò)50厘米,則在距板位50厘米處進(jìn)行補(bǔ)打。上拔樁管后,樁靴和排水板留在土層中,剪斷的排水板即為完成一個(gè)排水孔插板工作,塑料排水板外露長(zhǎng)度應(yīng)大于25厘米。
(3)粘土密封墻打設(shè)。真空預(yù)壓區(qū)使用粘土密封墻進(jìn)行密封,真空預(yù)壓區(qū)周圍設(shè)有雙排攪拌墻,攪拌墻底標(biāo)高為10.0米,深度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探情況確定,攪拌樁直徑700毫米,兩樁彼此搭接20厘米,樁中心距50厘米,攪拌樁長(zhǎng)15米。泥漿池通常位于加固區(qū)的中間,泥漿需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制備,拌合土粘粒含量大于40%或使用膨潤(rùn)土,膨潤(rùn)土摻量5%,通過(guò)泥漿泵將泥漿輸送至攪拌樁機(jī),之后攪拌樁機(jī)就位進(jìn)行噴漿攪拌。
(4)真空預(yù)壓施工。真空預(yù)壓達(dá)到計(jì)時(shí)條件后需滿載抽氣120天。真空抽氣之前需完成包括自由邊界的圍埝施工、砂墊層整平清理、濾管布設(shè)、三層密封膜鋪設(shè)、檢測(cè)及真空泵出膜設(shè)備的安裝、真空泵的安裝、沉降盤的布設(shè)等工作。在排水板、粘土密封墻施工完成后使用GPS重新對(duì)外邊界施工,粘土密封墻中心線、分區(qū)邊線進(jìn)行放線,并做好標(biāo)志,為挖設(shè)壓膜溝、施工外邊界擋水圍埝做準(zhǔn)備。
(5)卸載后場(chǎng)地回填。①利用布設(shè)的臨時(shí)控制點(diǎn),重新放出分區(qū)壓膜溝的位置,并插設(shè)標(biāo)識(shí)旗等明顯的標(biāo)記。②真空預(yù)壓卸載后及時(shí)組織施工人員進(jìn)場(chǎng)對(duì)真空抽氣裝置、電纜進(jìn)行拆卸退場(chǎng)。聯(lián)系場(chǎng)外廢品堆棄場(chǎng)地,將密封膜、濾管等雜物全部清理出場(chǎng)。③干素土采用自卸車從料源地運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)進(jìn)行取樣檢測(cè),各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求。因日回填素土量較大、運(yùn)輸車輛多,各運(yùn)輸車輛應(yīng)服從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度指揮按照規(guī)定的路線行駛,避免車輛擁擠造成窩工。④素土采用推土機(jī)分層推填、整平、排壓等。每層厚度不大于50厘米,整平后地面高差在±10厘米之間,平均標(biāo)高不低于+5.5米。⑤在推填完成后,測(cè)量人員對(duì)施工區(qū)域標(biāo)高進(jìn)行驗(yàn)收。應(yīng)按10米方格網(wǎng)測(cè)量驗(yàn)收,并通過(guò)驗(yàn)收標(biāo)高,確認(rèn)該區(qū)域的標(biāo)高是否滿足施工要求,如驗(yàn)收標(biāo)高不滿足要求,則重新進(jìn)行施工至驗(yàn)收合格。
3真空預(yù)壓法常見問(wèn)題分析及處理措施
3.1加固過(guò)程中密封膜下地表出現(xiàn)裂縫
一般在真空預(yù)壓軟基處理過(guò)程中出現(xiàn)膜下裂縫,原因可能是由于地質(zhì)條件不一、塑料排水板施打深度不足、濾管及真空泵局部布置過(guò)密、造成壓力失衡等原因造成的。施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)裂縫過(guò)多將會(huì)嚴(yán)重影響軟基施工質(zhì)量,因此,在抽真空前幾天必須對(duì)密封膜進(jìn)行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)密封膜松緊不均,應(yīng)立刻停止抽氣,并對(duì)密封膜進(jìn)行調(diào)整。為防止裂縫對(duì)加固效果產(chǎn)生的影響,在試抽氣過(guò)程中,應(yīng)先對(duì)密封膜進(jìn)行漏洞篩查,及時(shí)修復(fù)破膜處,膜下真空度保持在80千帕以上時(shí)才可覆水。如果膜下裂縫已經(jīng)發(fā)生,若裂縫深度不大且無(wú)加深趨勢(shì),則不會(huì)對(duì)密封膜產(chǎn)生破壞。若裂縫深度過(guò)大,則應(yīng)排干積水,切開密封膜,回填中粗砂,再修補(bǔ)密封膜。
3.2加固過(guò)程中邊界地表出現(xiàn)裂縫
在加固過(guò)程中,土體向加固區(qū)收縮移動(dòng)產(chǎn)生一些裂縫,這些裂縫發(fā)展到一定深度就會(huì)變成漏氣通道,降低膜下真空度。因此,必須采取密封措施,通常會(huì)拌制一定泥漿灌入裂縫中,在重力和真空吸力的作用下填充漏氣通道。
結(jié)束語(yǔ)
目前,國(guó)內(nèi)外有很多種軟基加固技術(shù),而真空預(yù)壓法不需堆載材料,節(jié)約用地并節(jié)省大量資金,且真空預(yù)壓法環(huán)境污染小、施工方法相對(duì)簡(jiǎn)單便于操作。實(shí)踐證明,真空預(yù)壓法是一種安全可靠的軟基處理辦法。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫國(guó)華,謝非,許海巖,等.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理軟基固結(jié)度計(jì)算方法研究[J].建筑知識(shí)(學(xué)術(shù)刊),2013(2):324-326.
作者簡(jiǎn)介:
黃鳳飛,女,1994年2月出生,助理工程師,大專學(xué)歷,福建華源陽(yáng)光工程管理有限公司從事施工監(jiān)理工作。
(作者單位:福建華源陽(yáng)光工程管理有限公司)