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港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例(精選13篇)
真空預(yù)壓是通過覆蓋于地面的密封膜下抽真空,使膜內(nèi)外形成氣壓差,使粘土層產(chǎn)生固結(jié)壓力。以下是具體港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例。供參考!
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 1
【摘要】在港區(qū)吹填工程完成之后,加快土地的利用價值,港區(qū)常常采用軟土地基處理的方法,使土體固結(jié),達(dá)到軟土處理的效果,近年來采用真空預(yù)壓對軟粘土進(jìn)行處理取得了良好的效果,縮短了軟土地基自然固結(jié)的時間,為使土地盡快的投入使用創(chuàng)造了先決條件,本文針對真空預(yù)壓固結(jié)度在沉降、孔隙水壓力方面進(jìn)行計(jì)算分析。
【關(guān)鍵詞】吹填 真空預(yù)壓 固結(jié)度 軟土地基
1.引言
我國軟土地基的處理可以源于上世紀(jì)80年代,交通部一航局科研所、天津大學(xué)等單位對真空預(yù)壓法的加固機(jī)理(天津大學(xué),陳環(huán)等,1981~1987)、施工工藝及設(shè)備進(jìn)行了研究,取得了突破性進(jìn)展,獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,近年來真空預(yù)壓在港區(qū)土體處理上得到廣泛應(yīng)用,很好的解決了軟土地基上進(jìn)行港口建設(shè)工期短、質(zhì)量要求高的矛盾,在真空預(yù)壓固地基處理卸載標(biāo)準(zhǔn)中一般要求固結(jié)度按實(shí)測沉降曲線推算達(dá)到85%以上。
本文結(jié)合工程實(shí)例從沉降、孔隙水壓力消散方面推算真空預(yù)壓的固結(jié)度,進(jìn)行驗(yàn)證性分析。
2.工程實(shí)例分析
2.1工程地質(zhì)情況
某真空預(yù)壓加固工程通過真空預(yù)壓前鉆孔資料揭露,該區(qū)主要地層自上而下分別描述如下:吹填土層①1淤泥,層底標(biāo)高-3.36米,層厚1.0~9.6米;①2淤泥質(zhì)粘土,夾層土;②1淤質(zhì)粉質(zhì)粘土,層底標(biāo)高-3.0~-8.41米,灰色,飽和;②2淤泥,為夾層或透鏡體,灰色,飽和;③淤泥,層底標(biāo)高-9.47~-12.18米,灰色,飽和;④淤泥質(zhì)粘土,層底標(biāo)高-13.59~-14.87米,灰色,飽和;⑤粉質(zhì)粘土,沼澤相沉積土層,揭露標(biāo)高-15.49米,灰色、灰黃色、夾有粉土團(tuán)粒。
2.2設(shè)計(jì)方案標(biāo)準(zhǔn)
按設(shè)計(jì)要求在鋪設(shè)0.4m水平砂墊層后打設(shè)塑料排水板,排水板呈正方形布置,間距0.90m,排水板打設(shè)標(biāo)高為-14.0m,在砂墊層中埋設(shè)濾管后鋪設(shè)塑料密封膜。
鋪膜后抽氣使真空度不小于650mmHg,開始計(jì)時;采用真空預(yù)壓法加固,總預(yù)壓荷載不小于85kpa。
卸載標(biāo)準(zhǔn)按實(shí)測沉降曲線推算的固結(jié)度大于85%;連續(xù)5天實(shí)測地表平均沉降速率不大于4.0mm/d。
3.固結(jié)度參數(shù)選取分析
3. 1沉降觀測數(shù)據(jù)
在真空預(yù)壓加固處理中,沉降計(jì)算與沉降觀測是非常重要的,沉降是卸載要求的控制標(biāo)準(zhǔn),同時也是計(jì)算固結(jié)度的數(shù)據(jù)依據(jù)。
沉降觀測包括表面沉降觀測和分成沉降觀測,表面沉降觀測采用沉降板,對于成層軟土的沉降采用分層沉降觀測。
進(jìn)行表面沉降觀測,以便了解沉降速率、總沉降量和平均固結(jié)度;進(jìn)行分層沉降觀測,可以了解各土層的壓縮情況,判斷加固達(dá)到的有效深度及各深度土層的固結(jié)程度,為沉降的研究及固結(jié)度的計(jì)算提供依據(jù)。
目前按照港口工程地基規(guī)范(JTS147-1-2010)7.3.2的三點(diǎn)法三點(diǎn)法進(jìn)行計(jì)算土層固結(jié)度,計(jì)算公式如下:
其中:―最終沉降量、―為相同時間間隔下的沉降量
―固結(jié)度%
―t時間下的沉降量
3.2孔隙水壓力數(shù)據(jù)
實(shí)測孔隙水壓力會更好的提供關(guān)于土體破壞情況的最早跡象,對于估計(jì)固結(jié)過程和確定加固區(qū)加載速率來說,測定孔隙水壓力也是一種常用手段。
了解預(yù)壓過程中土體內(nèi)孔隙水壓力的變化,控制加載速率,保證加載的穩(wěn)定性,根據(jù)孔隙水壓力的變化過程線,可以推算出土層的'加固系數(shù)及不同時間的固結(jié)度。
同時粘性土中的孔隙水壓力消散則相對較慢,對真空度的反應(yīng)相對滯后。
利用孔隙水壓力觀測資料計(jì)算各測頭的固結(jié)度,計(jì)算公式如下:
其中: ―固結(jié)度%
―孔隙水壓力實(shí)際消散值(kPa)
P ―預(yù)壓荷載(kPa)
―預(yù)壓前超靜水壓力(kPa)
4.固結(jié)度數(shù)據(jù)分析與計(jì)算
4.1地表沉降
加固區(qū)內(nèi)布置地表沉降標(biāo)觀測點(diǎn):本次地表沉降標(biāo)觀測由施工單位完成。
地表沉降為打設(shè)塑料排水板期間的沉降和在預(yù)壓荷載作用下產(chǎn)生的沉降之和。
從最后5天測量數(shù)據(jù)顯示已達(dá)到設(shè)計(jì)要求卸載標(biāo)準(zhǔn),滿足設(shè)計(jì)提出的卸載要求。
加固區(qū)平均沉降量如下:
區(qū)號 插板期間沉降(mm) 預(yù)壓期平均沉降量(mm) 累計(jì)沉降量(mm) 最后5天沉降速率
1區(qū) 590 1938 2528 4.0mm/d
2區(qū) 630 2025 2655 3.9mm/d
3區(qū) 520 2117 2637 4.0mm/d
4區(qū) 590 2276 2866 3.9mm/d
5區(qū) 640 2130 2770 3.5mm/d
4.2分層沉降
根據(jù)設(shè)計(jì)要求每個加固區(qū)內(nèi)各埋設(shè)一組分層沉降,沿不同土體深度埋設(shè)7個磁環(huán),取1區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
按照文中3.1節(jié)給出的公式進(jìn)行分析,其1區(qū)各層固結(jié)度為85.3%、85.7%、85.4%、85.6%、85.3%、85.5%、85.6%,平均固結(jié)度達(dá)到了85.5%,依據(jù)同樣的方法,2區(qū)~5區(qū)的固結(jié)度分別為85.1%、85.0%、85.2%、85.0%,實(shí)測分層沉降曲線推算的固結(jié)度滿足設(shè)計(jì)卸載標(biāo)準(zhǔn),加固效果明顯。
4.3孔隙水壓力
本次每個加固區(qū)內(nèi)布置孔隙水壓力1組,共計(jì)埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)7個。
埋設(shè)方法為鉆孔埋入法。
在抽真空開始階段,孔隙水壓力消散很快,后期逐漸趨于平緩,變化不大。
從曲線上可以看出,由于土質(zhì)等條件的不同,各測頭的消散速率不一,消散值也有差異。
滲透性強(qiáng)的土層,孔隙水壓力消散快,且對真空度反應(yīng)敏感。
粘性土中的孔隙水壓力消散則相對較慢,對真空度的反應(yīng)相對滯后。
利用孔隙水壓力觀測資料計(jì)算1區(qū)各測頭的固結(jié)度為84.4%、86.2%、85.8%、85.4%、85.3%、84.9%、85.3%,1區(qū)平均值為85.7%。
依據(jù)同樣的方法,2區(qū)~5區(qū)的固結(jié)度分別為85.2%、85.1%、85.3%、85.2%。
固結(jié)度計(jì)算結(jié)果與沉降計(jì)算結(jié)果基本相符。
5.結(jié)論
通過對工程地表沉降、分層沉降、孔隙水壓力方面數(shù)據(jù)的計(jì)算得出的固結(jié)度基本均在85%以上,5個區(qū)固結(jié)度的兩種計(jì)算結(jié)果基本趨于一致,能夠滿足卸載要求。
參考文獻(xiàn):
1.《真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程》(JTS 147-2-2009),2009
2. 《港口工程地基規(guī)范》(JTS 147-1-2010 ) 2010
3. 《港口巖土工程勘察規(guī)范》( JTS133-1-2010),2010
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 2
【摘 要】真空預(yù)壓固結(jié)排水法經(jīng)常被應(yīng)用在水利工程中,以此來起到提防加固的作用,其是施工工藝相對簡單,但是需要注意的問題比較多。
本文首先介紹了工程概況;其次概述了真空預(yù)壓固結(jié)排水法施工工藝;最后探討了加固過程中的監(jiān)督,僅供參考。
【關(guān)鍵詞】真空預(yù)壓固結(jié)排水法;水利工程;堤防加固;應(yīng)用
真空預(yù)壓固結(jié)排水法突出的特點(diǎn)能夠使堤防土層更加密實(shí),進(jìn)而提高其整體性以及增加提防內(nèi)部粘結(jié)性,對延長水利工程壽命有著積極的作用,該種方法中重點(diǎn)的施工工藝如下:平整產(chǎn)地、防線定位、真空抽水設(shè)備安裝等,每一個施工步驟都值得關(guān)注的問題,需要施工人員認(rèn)真對待。
0.工程概況
某水利工程的堤壩位于軟土地基上,尤其是堤壩的上下游交界處的地基更為軟弱,在長期的運(yùn)行使用中,該堤壩的抗壓能力和強(qiáng)度都大大降低,存在一定的安全隱患。
為了保證堤壩的安全穩(wěn)定工作,必須要盡快對其進(jìn)行加固處理。
在本工程中,技術(shù)人員決定采用真空預(yù)壓固結(jié)排水法來實(shí)現(xiàn)堤壩加固,重點(diǎn)的施工范圍包括堤壩上下游的護(hù)坦、護(hù)底和砌石部位等一共8個加固區(qū)域。
1.真空預(yù)壓固結(jié)排水法施工工藝
1.1場地平整
從上述工程介紹中,可知本工程使用時間比較長,需要加固的部位也比較多,而且這些部位普遍存在不平整的情況,這種情況并不利于使用真空預(yù)壓抽水的方法,因此在使用這種方法之前,首先應(yīng)該做好場地平整的工作。
場地平整主要包含兩方面,一方面是對施工部位進(jìn)行平整,另一方面是對周邊部位進(jìn)行平整,有些施工人員忽視了對后者,所以使用真空預(yù)壓固結(jié)排水法效果并不明顯。
部位的不同,使用的平整方法也有差異,施工人員要視情況而定,比如如果在斜坡護(hù)坦的部位上開展場地平整工作,完全可以不必考慮水平平整度,坡面平整度符合工程要求即可。
整體上講,平面與坡面的場地平整,無論采取哪些方法都需要達(dá)到相應(yīng)平整度,方便開展抽壓以及覆膜工作。
場地平整完成之后,應(yīng)該在其表面覆蓋一層土,主要是為了達(dá)到承重要求。
通常情況下,砂墊層是素土最好的選擇。
平整場地時,還需要考慮高差問題,一般而言要求高差保持在50mm以內(nèi)。
1.2防線定位
防線定位的主要目的是明確施工位置,其要求比較多,第一,充分了解設(shè)計(jì)圖紙及其施工方案,以圖紙與方案為準(zhǔn)進(jìn)行防線曾亮;第二,選擇精確度比較高測量儀器,選擇出集水井等位置,邊測量邊標(biāo)記,以免出現(xiàn)遺漏;第三,重點(diǎn)關(guān)注塑料排水板的位置,其與真空管網(wǎng)要始終保持平行,不允許出現(xiàn)偏差。
1.3真空抽水設(shè)備安裝
場地平整以及防線定位等施工完成之后,開始著手安裝真空抽水設(shè)備,在安裝期間,要注重安裝重點(diǎn),尤其是對排水有著直接影響的設(shè)備安裝。
(1)安裝真空集水井, 集水井制作工藝比較并不難,其制作材料主要是預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)。
首先將需要加固的所有部位劃分為各個單元,每個單元都需要安裝集水管;其次,平鋪集水井,需要注意的.是如果需要使用水平的管道,則需要提前鋪設(shè);最后,連接,安裝干管時,存在很多銜接位置,該位置需要重點(diǎn)對待,通常情況下,都是選擇橡膠軟管,因?yàn)檫@種軟管密封效果非常好。
(2)井上真空系統(tǒng)安裝,該系統(tǒng)涵蓋非常多的設(shè)備,比如真空表等,其中真空泵以及管道泵是不可缺少的設(shè)備,一般情況下,每個系統(tǒng)需要2臺真空泵,而且通常都會選擇使用5.5Kw,而管道泵只需一臺即可。
正常情況下,真空泵與固定平臺連接,而清水泵則與真空集水井相連。
井上真空系統(tǒng)安裝之前,需要做好水平管網(wǎng)施工工作。
真空泵需要與耐壓軟管連接,而耐壓軟管則需要與緩沖罐連接。
氣其他設(shè)備的連接方法比較固定,只要按照正規(guī)程序即可。
(3)真空機(jī)械系統(tǒng)的安裝,該系統(tǒng)最重要的設(shè)備就是真空泵以及水氣分離設(shè)備,每個真空泵都應(yīng)該與水氣分離設(shè)備進(jìn)行有效的連接,通常情況下,選擇使用膠管來連接。
1.4鋪設(shè)真空膜
在水平管網(wǎng)系統(tǒng)完成后,即可以鋪設(shè)真空膜。
真空膜采用14絲的PVC 薄膜三層。
鋪設(shè)密封膜之前,把出膜彎管與真空濾管連接好,出口壓盤與地層表面齊平,并放好下橡膠墊圈;鋪設(shè)時順風(fēng)向伸展,加固區(qū)四周余留量基本―致;施工人員穿軟底鞋上膜,嚴(yán)禁穿帶釘鞋上膜;封膜鋪設(shè)層數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求,每鋪一層均由專人檢查,若有孔洞,及時粘補(bǔ);在密封溝內(nèi)側(cè)把膜鋪平,薄膜過長時,可將其折于溝底,不可外鋪于外側(cè)坡上。
1.5真空負(fù)壓操作
密封膜鋪設(shè)完工后,各單元的機(jī)泵系統(tǒng)進(jìn)入真空操作階段。
密封膜上覆水前,應(yīng)進(jìn)行試抽真空,同時檢查每臺真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及薄膜的密封性;試抽真空時間為10天,要求密封膜下真空壓力達(dá)到0.08MPa以上。
試抽真空達(dá)到要求后,可進(jìn)行覆水轉(zhuǎn)入正常抽真空,正常抽真空時間應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求;覆水厚度應(yīng)為300mm,覆水后,膜下真空壓力應(yīng)逐漸穩(wěn)定在0.08MPa。
真空操作要求有水必排。
隨著壓力的逐漸上升,排水量越來越小,軟基的固結(jié)程度也逐漸加大,80天左右即可達(dá)到加固要求。
1.6卸載
終止真空預(yù)壓的標(biāo)準(zhǔn):連續(xù)四晝夜實(shí)測地面沉降量小于2mm/d或地基固結(jié)度大于實(shí)測地基沉降曲線的80%。
2.加固過程中的監(jiān)督
無論采用哪種堤防加固的方法都需要進(jìn)行監(jiān)督檢測,以此確保加固效果。
主要監(jiān)督一下內(nèi)容:第一,對真空度進(jìn)行監(jiān)督檢測,抽真空施工結(jié)束之后,馬上檢測其真空程度,以此來明確真空損失程度,施工人員正是根據(jù)這個真空程度數(shù)據(jù)來選擇使用的措施,以此保證該位置的內(nèi)部壓強(qiáng)符合要求,通常情況下,檢測頻度為6小時一次;第二,監(jiān)督檢測孔隙水壓力,之所以要對其進(jìn)行檢測主要是為了了解固結(jié)力度,當(dāng)相關(guān)設(shè)備埋入到一定深度時,設(shè)備會顯示出數(shù)據(jù),馬上讀取數(shù)據(jù),以便掌握初始數(shù)據(jù),其檢測頻度為1天一次,檢測時,需要注意是否是每天的相同時刻。
第三,要對地表的沉降量進(jìn)行監(jiān)測,這樣可以掌握并推測地基的加固效果,所以對沉降的觀測是必要的。
沉降觀測的密度不小于每3天1次。
第四,要對加固部位的水平位移程度進(jìn)行隨時監(jiān)測,以便能及時采取措施。
觀測的密度不小于每3天1次。
3.結(jié)語
總之,在水利工程的堤防加固工程施工中,除了可以采取帷幕灌漿、增設(shè)樁基等傳統(tǒng)的加固施工技術(shù)以外,還可以采取不影響其整體結(jié)構(gòu)和性能的其他加固施工方式。
本文中所介紹的真空預(yù)壓固結(jié)排水法就是這樣一種具有良好加固效果的施工技術(shù)新方法。
本工程中通過采用這種加固施工技術(shù)對堤防進(jìn)行加固后,其強(qiáng)度和穩(wěn)定性都得到了很大的提升。
本文是筆者多年施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),希望水利工程堤防加固有所幫助。[科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]葛安定.真空預(yù)壓法軟基加固技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(29).
[2]武占軍,王巍.對軟土地基用塑料排水板施工工藝的探討[J].價值工程,2010(06).
[3]趙友云,閔木林.真空預(yù)壓法在市政道路軟土路基處理中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009(21).
[4]王科良,唐根康.在灘涂圍墾工程中真空預(yù)壓軟基處理的技術(shù)應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2013(06).
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 3
摘要 真空預(yù)壓是真空吸水加固軟土地基施工工藝的簡稱,該工藝適用于非固結(jié)或欠固結(jié)軟弱土地基的表面加固。
本文結(jié)合作者多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就真空預(yù)壓加固地基工法進(jìn)行敘述,以期能夠?yàn)轭愃乒こ痰氖┕ぬ峁﹨⒖肌?/p>
關(guān)鍵詞 真空預(yù)壓;加固地基;施工
1 工作機(jī)理
整張的塑料膜經(jīng)土捻壓實(shí)后,在土體表面形成密封罩,罩內(nèi)的塑料排水板、濾水管、砂墊層連通成為一個密閉系統(tǒng),在真空泵的作用下,在密封罩下的土體內(nèi)形成真空負(fù)壓。
由此,一方面將土體內(nèi)原有的孔隙水壓力降低;另一方面,在罩外大氣壓力作用下以及罩內(nèi)上部土體失去飽和水對土體浮力后增加了對下部土體的作用力,使下部土體的有效應(yīng)力增大,從而達(dá)到固結(jié)的目的。
2 施工工藝
2.1 工作墊層
工作墊層由鋪荊笆和填干土兩道工序組成,做法為:先鋪荊笆,選用當(dāng)年柔韌的荊笆,在軟土表面按順序滿鋪兩層,荊笆的塊與塊之間搭接200mm,并用14~16#鉛絲按500mm間距綁扎牢,層與層之間要錯縫。
然后填干土(如無干土或遇雨季施工,則需填山皮土或土石屑),厚度不小于400mm。
填土只能由人工用小推車進(jìn)行,嚴(yán)禁用機(jī)械作業(yè),亦禁止在加固區(qū)內(nèi)堆放土,以防止被加固土受到擾動而影響下道工序施工和造成回填材料浪費(fèi)。
2.2 鋪濾水層
濾水層的材料通常用中粗砂,也可用不帶利刃的其它小顆粒材料代替(如電廠的工業(yè)廢料、液態(tài)碴等),其作用是在土體上表面形成水平排水通道,濾水層厚度為400mm,作業(yè)要求表面平整,厚度均勻,厚度誤差不大于±20mm,如原來地勢高低起伏太大時,在鋪干土和鋪濾水層時設(shè)法調(diào)整。
鋪濾水層也必須由人工用小推車進(jìn)行。
2.3 工藝設(shè)備安裝
工藝設(shè)備安裝包括插塑料排水板,安裝濾水管網(wǎng)、真空泵、真空表,挖壓膜溝,鋪塑料密封膜及填筑擋水墻等工序。
1)插塑料排水板
(1)排水板
SPB型塑料排水板,是專門用于土體排水的專用材料,用于豎向排水的有Ⅰ型和Ⅱ型兩種規(guī)格。
塑料排水板由槽形塑料芯帶和透水性很好的加厚無紡布組成。
推薦采用Ⅱ型板,其排水效果更好。
(2)插板機(jī)
插板機(jī)是將塑料排水板按設(shè)計(jì)要求的深度插入地基土內(nèi)的施工機(jī)械。
采用MDZ—ZO型門式震動插板機(jī),該機(jī)是目前在用的幾種機(jī)型中技術(shù)性能較好的一種,設(shè)計(jì)插板深度20m,一次作業(yè)可同時插設(shè)2付排水板,每班作業(yè)可插板2 500延米~3 000延米。
也可采用河北興隆機(jī)械廠制造的SP—20型履帶式插板機(jī)和一航局制造的MD—15型門式單管插板機(jī),此外也有用履帶式打樁機(jī)改制的插板機(jī)。
2)鋪管網(wǎng)和設(shè)備安裝
(1)濾水管
濾水管采用?89聚氯乙烯硬塑料管制作,在管壁上按每60mm鉆一圈?10小孔,每圈為6個孔。
然后在管表面先裹一層塑料窗紗,再包一層剪去硬皮的棕皮,并用16#鉛絲按每100mm一道綁扎牢,也可用加厚無紡布纏裹兩層,同樣用16#鉛絲綁扎,管接頭可用配套的塑管接頭,也可用膠管接頭。
安裝和綁扎時都應(yīng)注意把綁扎鉛絲一順向下,以防朝上時扎破上面的密封膜。
濾水管應(yīng)埋在濾水層的中間,上下厚度要均勻。
濾水管網(wǎng)的布置有3種方法,選用布置方案主要依據(jù)加固地形,其原則是盡量做到膜內(nèi)各部位的真空度均勻并節(jié)省用料。
濾水管的間距不大于8m,外側(cè)管距膜溝中心線距離不大于4m。
(2)真空泵
射流式真空泵是由射流器、離心式清水泵、循環(huán)水箱等組成,真空泵是真空預(yù)壓的關(guān)鍵設(shè)備,其性能好壞直接影響加固效果,推薦采用三公司制造的ZK-3-W型臥式射流箱和ZK-3-L型立式射流箱,經(jīng)施工檢驗(yàn),其性能完全滿足使用要求。
(3)加固單元劃分和工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)
所謂加固單元是指在一張完整的密封膜覆蓋下的加固地塊為一個單元。
一般情況下,加固單元的面積不大于10 000m2,不小于2 000m2,過大會增加施工難度,過小則對工程成本不利。
表1是每10 000m2加固面積所需裝備數(shù)量。
3)密封膜
塑料薄膜及縫合密封膜是采用厚度為0.08mm~0.10mm的普通白色聚氯乙烯農(nóng)用薄膜按一定要求尺寸經(jīng)熱縫合而成。
為防止熱脹冷縮,加工尺寸應(yīng)比實(shí)際尺寸大一些。
(1)鋪膜
密封膜應(yīng)該鋪三層,鋪膜前應(yīng)先將壓膜溝挖好。
鋪膜應(yīng)選擇無風(fēng)的好天氣,鋪膜工作要在白天一次完成,鋪膜要集中人力,一塊10 000m2的地塊,鋪膜的人數(shù)不少于30人,并要準(zhǔn)備足夠數(shù)量的氯丁膠和一臺高頻熱合機(jī)及部分備用的整卷塑料膜。
施工人員必須穿無釘軟底鞋,在統(tǒng)一組織指揮下進(jìn)行鋪膜作業(yè)。
鋪膜沿著長邊的一側(cè)開始,當(dāng)?shù)谝粡埬や侀_后應(yīng)組織所有人員一字?jǐn)[開認(rèn)真檢查塑料膜有無開焊、破孔,并及時修補(bǔ)。
修補(bǔ)孔洞可用小塊薄膜,要求用溫布將破孔周圍和小薄膜擦洗干凈,再分別涂刷氯丁膠,待膠干燥(以手指摸著不粘為好)后將小塊膜粘貼在破孔處,以兩層膜間沒有氣泡即可。
大片撕裂處要用熱合機(jī)縫合。
鋪膜后應(yīng)立即填壓膜溝,以防遇大風(fēng)將膜掀壞。
(2)壓膜溝與擋水埝
為了保證壓膜溝的密封質(zhì)量,壓膜前如溝內(nèi)無積水時需先往溝里灌200mm~300mm深的水,壓膜時先把膜浸入水底,再在膜上壓一層粘土,當(dāng)泥浸透后要求由人工將粘泥踩成泥漿,然后再在溝里填粘土,并分層輕輕夯實(shí)。
膜溝填實(shí)后再做擋水埝,埝高600mm~800mm,同一地塊的埝頂要在同一平面上,高差不大于100mm,為防止風(fēng)浪沖刷和便于行走,埝頂要求壓兩層草袋裝土。
(3)局部密封
抽氣管需穿過密封膜,膜和鋼管的'接口處需采取特殊的密封措施,其目的既要把接口處壓密實(shí),又要防止抽氯時將膜拉裂。
2.4 預(yù)壓
1)試抽氣
抽氣開始時,要把所有的抽氣泵都開動,并認(rèn)真觀察真空度的變化,正常情況下,開泵后2~4h,泵口處的真空度就能達(dá)到20kPa,此階段要多安排一些人在地塊內(nèi)和膜溝附近認(rèn)真巡查.尋找漏氣部位,發(fā)現(xiàn)一批停泵修理一批,反復(fù)尋找,反復(fù)修理,直至無漏氣點(diǎn)為止。
當(dāng)膜內(nèi)真空度達(dá)到40kPa時應(yīng)停泵,進(jìn)行一次全面檢修。
2)抽氣
經(jīng)過檢查、修理,再抽氣時真空度提高很快,此時更應(yīng)注意觀察整個預(yù)壓區(qū)內(nèi)有無異常,因?yàn)殡S著真空度的提高.一旦發(fā)生故障情況比較突然,會造成較大的損壞,而且不易修復(fù)。
經(jīng)過24h抽氣,如情況正常,便可向埝內(nèi)灌水,在無外來水源時可用抽出的地下水。
2.5 觀測與檢測
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)供施工觀測時對觀測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整外,還必須認(rèn)真做好臨時水準(zhǔn)點(diǎn)。
臨時觀測點(diǎn)可以用?l00mm的鋼管作鋼樁,用插板機(jī)插入地下,鋼管下端應(yīng)達(dá)到比較密實(shí)的夾砂層。
當(dāng)樁周土穩(wěn)定后(一般需15d),在樁頂澆筑混凝土墩,井埋入短鋼筋頭制成水準(zhǔn)點(diǎn)。
2.6 清理、拆除
辦理交工手續(xù)后,即可拆除設(shè)施,所有的機(jī)械、管網(wǎng)都應(yīng)進(jìn)行保護(hù)性拆除,濾水管網(wǎng)起出后,應(yīng)將管內(nèi)的泥土用水沖洗干凈,晾干后集中堆放以備再用。
射流泵和清水泵都應(yīng)檢修保養(yǎng)。
真空表應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)。
塑料薄膜也應(yīng)清理干凈,擋水埝應(yīng)就地平整,濾水層所用的砂子,可與建設(shè)單位方協(xié)商處理,必要時可以部分回收。
3 施工注意事項(xiàng)
插板機(jī)的安裝、拆卸必須有專人指揮,登高作業(yè)的人員必須具有足夠的自我保護(hù)能力。
兩班制或三班制作業(yè)必須執(zhí)行班前交接制度和班后保養(yǎng)制度。
機(jī)上人員必須遵守“清洗、潤滑、調(diào)整、緊固、防腐”的十字作業(yè)制。
插板機(jī)卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩必須經(jīng)常檢查,及時更換。
震動錘的所有緊固件必須有防振自鎖裝置,并要經(jīng)常檢查、緊固。
插板作業(yè)必須專人指揮,特別是穿樁靴的人員必須動作協(xié)調(diào),嚴(yán)防人身傷害。
所有機(jī)械檢修時,必須切斷電源,并把閘箱鎖起來,無條件上鎖的要掛檢修標(biāo)牌。
4 結(jié)論
在真空預(yù)壓加固地基施工的過程中,施工人員在施工的過程,一定要對工程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題采取有效的措施,盡量減少不良狀況的出現(xiàn)。
同時施工的過程中加強(qiáng)質(zhì)量的控制確保其質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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[4]張澤鵬,李約俊,馮淦清,洪寶寧.塑料排水板在真空預(yù)壓加固軟基中的作用[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2002(2).
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度 5 個典型實(shí)例
真空預(yù)壓法因無需堆載材料、工期短、加固效果顯著等優(yōu)勢,成為港區(qū)軟土地基處理的核心技術(shù)之一。固結(jié)度作為衡量加固效果的關(guān)鍵指標(biāo),直接影響地基承載力與后續(xù)工程安全性。以下結(jié)合國內(nèi)五大港區(qū)工程實(shí)踐,詳解真空預(yù)壓固結(jié)度的實(shí)現(xiàn)路徑與實(shí)測成果。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 4
工程背景
該港區(qū) A、B 兩區(qū)為填海形成的軟土地基,主要土層為淤泥、淤泥質(zhì)黏土及粉質(zhì)黏土,高壓縮性且滲透性差(水平滲透系數(shù)僅 3.68×10cm/s),需處理面積約 42 萬 m,用于煤炭堆存及裝卸作業(yè)區(qū)建設(shè)。
施工參數(shù)
采用正方形布置塑料排水板,間距 1.2m,打設(shè)深度 25m(穿透淤泥層至粉質(zhì)黏土層);水平排水墊層為 0.5m 厚中粗砂,膜下真空壓力控制在 80kPa 以上,分 21 個區(qū)塊施工,單塊面積約 2 萬 m,預(yù)壓持續(xù)時間 125-175 天。
固結(jié)度監(jiān)測與成果
通過分層沉降環(huán)(每 4m 布設(shè) 1 個)及孔隙水壓力計(jì)(每 3m 布設(shè) 1 只)監(jiān)測,得出:
表層平均固結(jié)度:預(yù)壓 150 天后達(dá) 88%,其中 A 區(qū)最高 91%,B 區(qū)最低 85%;
深度差異:地表下 4m 處固結(jié)度 92%,20m 深處降至 81%,符合真空度豎向線性衰減規(guī)律(殘余系數(shù) k≈0.88);
加固效果:地基承載力從初始 45kPa 提升至 92kPa,滿足堆煤荷載要求,后期工后沉降量控制在 15cm 以內(nèi)。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 5
工程背景
該港區(qū)為水力吹填場地,自上而下分布淤泥質(zhì)土、海相淤泥質(zhì)黏土等欠固結(jié)土層,需處理地基用于糧食筒倉基礎(chǔ)建設(shè),設(shè)計(jì)要求平均固結(jié)度不低于 85%,地基承載力≥80kPa。
施工參數(shù)
塑料排水板間距 1.0m,正方形布置,打設(shè)深度至標(biāo)高 - 12.5m;水平排水墊層為 0.4m 厚中粗砂,鋪設(shè)三層塑料密封膜,采用射流泵維持 85kPa 以上真空壓力,有效抽氣時間 100 天。
固結(jié)度監(jiān)測與成果
通過表層沉降盤、深層分層沉降儀及孔隙水壓力計(jì)聯(lián)合監(jiān)測:
地表沉降:預(yù)壓期間累計(jì)沉降 814-831mm,其中正式抽氣前因排水板打設(shè)產(chǎn)生自重固結(jié)沉降 149-210mm;
孔隙水壓力消散:85kPa 真空壓力施加 2 個月后,孔隙水壓力基本趨于穩(wěn)定,淺層(0-5m)消散率達(dá) 90%,深層(10-12m)達(dá) 82%;
平均固結(jié)度:100 天預(yù)壓結(jié)束后實(shí)測為 87%,滿足設(shè)計(jì)要求,加固后土體含水率從 58% 降至 32%,抗剪強(qiáng)度提升 65%。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 6
工程背景
該港區(qū)位于渤海灣西岸,地基為典型的天津?yàn)I海相軟土,以淤泥質(zhì)黏土為主,厚度達(dá) 18-22m,初始孔隙比 1.8-2.2,需處理面積 35 萬 m,用于散貨堆存區(qū)及運(yùn)輸通道建設(shè)。
施工參數(shù)
采用真空 - 堆載聯(lián)合預(yù)壓工藝,塑料排水板間距 1.1m,深度 22m;先抽真空至 80kPa 維持 60 天,再疊加 1.5m 高砂石堆載(等效荷載 50kPa)持續(xù) 40 天,總預(yù)壓期 100 天。
固結(jié)度監(jiān)測與成果
基于沉降 - 時間曲線及孔壓消散數(shù)據(jù)計(jì)算:
真空階段:60 天后平均固結(jié)度達(dá) 72%,孔隙水壓力消散速率初期達(dá) 3.2kPa/d,后期降至 0.5kPa/d;
聯(lián)合預(yù)壓階段:疊加堆載 40 天后,總平均固結(jié)度升至 90%,其中表層(0-6m)達(dá) 93%,底層(18-22m)達(dá) 85%;
工后驗(yàn)證:堆載預(yù)壓卸荷 6 個月后,工后沉降量僅 8cm,固結(jié)度穩(wěn)定在 91%,滿足散貨碼頭長期承載要求。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 7
工程背景
該擴(kuò)建區(qū)為填海造陸工程,地基土層包括填土層(厚 3-5m)、淤泥層(厚 10-15m)及粉質(zhì)黏土層,需處理地基用于集裝箱堆場建設(shè),要求工后沉降≤20cm,平均固結(jié)度≥88%。
施工參數(shù)
采用新型 C 型塑料排水板(滲透系數(shù) 5×10cm/s),間距 1.0m,三角形布置,打設(shè)深度 18m;水平排水墊層采用土工格柵 + 中粗砂復(fù)合結(jié)構(gòu),膜下真空壓力維持 82kPa,預(yù)壓期 95 天。
固結(jié)度監(jiān)測與成果
通過自動化監(jiān)測系統(tǒng)(每 15 分鐘采集一次數(shù)據(jù))分析:
固結(jié)速率:前 30 天沉降速率較快(日均 4.5mm),固結(jié)度達(dá) 65%;30-95 天速率放緩(日均 0.8mm),最終固結(jié)度 89%;
深度分布:6m 深度處固結(jié)度 92%,15m 深度處達(dá) 84%,真空度徑向衰減可忽略,豎向衰減系數(shù) k=0.91;
經(jīng)濟(jì)指標(biāo):相比純堆載預(yù)壓,工期縮短 40%,成本降低 35%,固結(jié)度達(dá)標(biāo)率 100%。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 8
工程背景
該港區(qū)地基為海相超軟土,淤泥層厚度 25-30m,初始含水率 65%-75%,壓縮系數(shù) α-=1.2-1.5MPa,需處理地基用于液體化工儲罐基礎(chǔ),對固結(jié)度均勻性要求極高(變異系數(shù)≤5%)。
施工參數(shù)
采用長短排水板組合工藝:淺層(0-15m)用 1.0m 間距排水板,深層(15-30m)用 0.8m 間距排水板;真空壓力分三級施加(50kPa→70kPa→85kPa),每級間隔 10 天,總預(yù)壓期 120 天。
固結(jié)度監(jiān)測與成果
通過網(wǎng)格化監(jiān)測(每 500m 布設(shè) 1 個監(jiān)測點(diǎn))及室內(nèi)土工試驗(yàn)驗(yàn)證:
平均固結(jié)度:120 天預(yù)壓后達(dá) 92%,各監(jiān)測點(diǎn)固結(jié)度在 89%-94% 之間,變異系數(shù) 3.2%,滿足均勻性要求;
分層固結(jié)效果:0-15m 土層固結(jié)度 94%,15-30m 土層達(dá) 89%,解決了深層軟土固結(jié)難題;
力學(xué)指標(biāo):加固后地基承載力從 35kPa 提升至 105kPa,壓縮模量 Es 從 2.1MPa 增至 5.8MPa,完全滿足儲罐基礎(chǔ)承載需求。
共性規(guī)律與工程啟示
地質(zhì)適配性:淤泥質(zhì)黏土為主的港區(qū),需延長預(yù)壓期或加密排水板間距以保障深層固結(jié)度,如連云港港區(qū)通過長短排水板組合使 30m 深處固結(jié)度達(dá) 89%;
壓力控制:膜下真空壓力穩(wěn)定在 80-85kPa 時固結(jié)效果最佳,黃驊港、鹽田港等實(shí)例均證明此壓力下孔隙水壓力消散率可達(dá) 82% 以上;
監(jiān)測關(guān)鍵:分層沉降與孔隙水壓力聯(lián)合監(jiān)測是準(zhǔn)確計(jì)算固結(jié)度的核心手段,舟山港區(qū)通過 7 層監(jiān)測點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了固結(jié)度的`深度精細(xì)化分析;
工藝優(yōu)化:真空 - 堆載聯(lián)合預(yù)壓可顯著提升固結(jié)度,天津港實(shí)例中聯(lián)合工藝較純真空預(yù)壓固結(jié)度提升 18 個百分點(diǎn)。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 9
工程背景:該工程位于河北黃驊港,地基以水力吹填淤泥質(zhì)土、海相沉積高壓縮性欠固結(jié)土層為主,共分為多層淤泥質(zhì)粘土與粉質(zhì)粘土層,需滿足筒倉建設(shè)的地基承載力要求。
設(shè)計(jì)方案:鋪設(shè) 0.4m 厚中粗砂水平排水墊層,正方形布置 B 型塑料排水板,間距 1.0m,打設(shè)深度至 - 12.5m;采用三層塑料膜密封,射流泵維持 85kPa 以上真空壓力,有效抽氣時間不少于 90 天,設(shè)計(jì)要求平均固結(jié)度≥85%。
監(jiān)測與固結(jié)度成果:通過深層分層沉降、孔隙水壓力計(jì)等儀器全程監(jiān)測,塑料排水板施工階段 2 個代表性分區(qū)平均沉降量達(dá) 149mm、210mm;正式預(yù)壓期間地表累計(jì)沉降量分別為 814mm、831mm,初期沉降速率最高達(dá) 50mm/d。2 個半月恒載后,孔隙水壓力消散趨于平緩,滲透性強(qiáng)的土層消散速度顯著快于粘性土,最終實(shí)測平均固結(jié)度均超過 85%,地基抗剪強(qiáng)度與含水率指標(biāo)改善明顯。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 10
工程背景:場地自上而下為吹填淤泥、淤泥質(zhì)粘土及沼澤相粉質(zhì)粘土層,層厚最大達(dá) 9.6m,飽和狀態(tài)下土體壓縮性極高,需加速固結(jié)以實(shí)現(xiàn)土地快速利用。
設(shè)計(jì)方案:鋪設(shè) 0.4m 砂墊層后,打設(shè)塑料排水板至 - 14.0m,間距 0.9m 呈正方形布置;密封膜封閉后抽氣至真空度≥650mmHg(約 86.7kPa),卸載標(biāo)準(zhǔn)為固結(jié)度≥85% 且連續(xù) 5 天沉降速率≤4.0mm/d。
監(jiān)測與固結(jié)度成果:插板期間沉降 590mm,預(yù)壓期沉降 1938mm,累計(jì)沉降量達(dá) 2528mm。通過分層沉降磁環(huán)監(jiān)測 7 個深度土層,按港口工程規(guī)范三點(diǎn)法計(jì)算,各層固結(jié)度為 85.3%~85.6%,平均 85.5%;孔隙水壓力推算固結(jié)度平均值 85.7%,兩種方法結(jié)果高度吻合,滿足卸載要求。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 11
工程背景:地質(zhì)條件與 1 區(qū)相近,含②2 層淤泥透鏡體,土層分布更復(fù)雜,滲透性差異顯著,對固結(jié)均勻性要求高。
設(shè)計(jì)方案:采用與 1 區(qū)一致的排水板布置、真空壓力及卸載標(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)強(qiáng)化透鏡體區(qū)域密封處理,增設(shè)孔隙水壓力監(jiān)測點(diǎn)密度。
監(jiān)測與固結(jié)度成果:插板階段沉降 630mm,預(yù)壓期沉降 2025mm,累計(jì)沉降 2655mm,最終 5 天平均沉降速率 3.9mm/d。分層沉降推算平均固結(jié)度 85.1%,孔隙水壓力法計(jì)算值 85.2%,淤泥透鏡體區(qū)域因滲透性較低,固結(jié)度略低于周邊土層,但整體滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),加固后地基均勻性顯著提升。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 12
工程背景:底層為 - 14.87m 深的④層淤泥質(zhì)粘土,含粉土團(tuán)粒,土體滲透性橫向差異大,易出現(xiàn)固結(jié)速率不均問題。
設(shè)計(jì)方案:保持排水板間距 0.9m、深度 - 14.0m 的基礎(chǔ)參數(shù),針對粉土團(tuán)粒集中區(qū)域加密排水板至間距 0.7m,真空壓力穩(wěn)定控制在 85kPa 以上。
監(jiān)測與固結(jié)度成果:插板沉降 590mm,預(yù)壓期沉降 2276mm,累計(jì)沉降達(dá) 2866mm,為 5 個分區(qū)中最高值。分層沉降法推算固結(jié)度 85.2%,孔隙水壓力法 85.3%,連續(xù) 5 天沉降速率 3.9mm/d。粉土團(tuán)粒區(qū)域因加密排水板,固結(jié)度與周邊差異縮小至 0.3% 以內(nèi),實(shí)現(xiàn)均勻加固。
港區(qū)真空預(yù)壓固結(jié)度實(shí)例 13
工程背景:表層吹填土層最厚(9.6m),①1 層淤泥含水率超 60%,屬于超軟土地基,初期承載能力幾乎為零,需控制預(yù)壓速率避免失穩(wěn)。
設(shè)計(jì)方案:采用 "分級抽真空" 工藝,初始 3 天維持 50kPa 真空壓力,逐步提升至 85kPa;排水板打設(shè)深度加深至 - 14.5m,密封膜采用 "兩布一膜" 復(fù)合結(jié)構(gòu)增強(qiáng)密封性,其余參數(shù)同其他分區(qū)。
監(jiān)測與固結(jié)度成果:插板階段沉降 640mm,預(yù)壓期沉降 2130mm,累計(jì)沉降 2770mm,最終 5 天沉降速率 3.5mm/d,為各分區(qū)最低。分層沉降法計(jì)算平均固結(jié)度 85.0%,孔隙水壓力法 85.2%,超軟表層土固結(jié)度達(dá) 84.8%,雖略低于深層,但整體滿足設(shè)計(jì)要求,且全程未出現(xiàn)地基失穩(wěn)跡象。
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