裝配式建筑工程知識分享：真空預壓加固橋頭軟基的施工方法及應用

1 工程概況

本工程位于浙江省某市境內的一級公路,根據(jù)設計要求橋頭進行塑料排水板結合真空堆載預壓法。

2 真空預壓原理

真空預壓法是在需要加固的軟土地基內設置垂直排水通道(如塑料排水板),然后在地面鋪設水平排水層(如砂礫墊層),再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕,利用薄膜密封技術,通過水平排水層內埋設的管道用真空裝置抽氣,因而在膜內外形成大氣壓差,地基在等向氣壓差作用下進行排水固結。堆載可以使土體中的孔隙水加速排出,降低土中孔隙水壓力,增加有效應力,加快土體固結。同時,由抽真空引起的負超靜孔隙水壓力和堆載引起的超靜孔隙水壓力可以形成部分抵消,使土體在快速堆載時不致產生過高的超靜水壓力,保證了路堤施工時的穩(wěn)定。

3 工程地質條件

所處理的路段軟基深厚,而且軟土層含水量很大,滲透性能差,壓縮性高,承載力低。本工程地質勘察報告,主要土層分布自上而下為:①亞粘土:灰黃色,軟~硬塑狀,埋深在0. 3 m~0. 5 m。②淤泥亞粘土:深灰色,飽和,軟塑,含少量粉細砂及碳化物,局部為粘土,含水量為41. 0%,孔隙比e0=1. 405,層厚約14. 5 m~18. 0 m。③粘土:灰黃色,軟~硬塑狀,埋深在18. 0 m~36. 0 m處,含水量為35% ~40%。從以上地質資料看,主要處理土層不存在透水層,適合做真空預壓。

4 施工方法及過程

真空預壓按如下工序進行:施工準備→清表后鋪設下層30 cm砂礫墊層→打設塑料排水板→主、支管定位和安裝→鋪設上層20 cm砂礫墊層→鋪設第一層土工布,其上再鋪設兩層土工膜→開挖回填密封溝→抽氣管道和真空泵連接→預抽真空15 d→填20 cm砂墊層→填筑第一級堆載→進行真空預壓→真空預壓15 d~30 d→進行第二級堆載至路槽(有等超載繼續(xù)堆載)→路基穩(wěn)定后→真空預壓卸荷驗收。

4.1 主、支濾器定位和安裝

根據(jù)設計圖并結合本工程施工特點,在保證真空度達到設計要求的條件下,施工時將主管布置形式在設計圖的基礎上做適當?shù)恼{整。濾管間距4. 0 m。主管與濾管之間采用變徑三通;濾管與濾管、主管之間多采用軟接頭。該種布置形式能保證整個加固區(qū)內真空度均勻一致,而且個別泵停機檢修,對真空度幾乎無影響。

主管為89 mm PVC管,支濾管為50 mm PVC管,全部吸水管均需埋入砂礫墊層中,并通過出膜口及吸水管與真空泵連接。對應每臺真空泵布設1個真空側頭。

4.2 鋪設土工布及密封膜

采用專用密封膜和復合土工布。土工膜設計指標如下:圓球頂破強度不小于500 N,縱橫向抗拉強度不小于1 000 N/5 cm,單位克重不小于400 g/m2,縱橫向梯形撕裂不小于140 N,滲透系數(shù)不大于5. 0E-11 cm /s。復合土工布要求:圓球頂破強度不小于2 500 N,縱橫向抗拉強度不小于2 500 N/5 cm,單位克重不小于500 g/m2,縱橫向梯形撕裂不小于1 500 N。

先鋪一層土工布,用手提縫紉機縫接,兩邊預留一定的長度。再用人工將兩層密封膜分層鋪放覆蓋整個真空預壓區(qū)。注意在加固區(qū)四周,密封膜應留有足夠的超寬余量。

在鋪密封膜前,要認真清理平整砂礫墊層,填平打塑排板時留下的孔洞,應將露出的排水板頭埋入砂墊層中。第一層膜鋪好后要認真檢查及時補洞,再鋪設第二層密封膜。

4.3 開挖、回填密封溝

密封溝布置在施工區(qū)四周。密封溝施工采用人工結合機械開挖,開挖深度大于1. 5 m,并要進入淤泥層,在鋪設密封膜后,密封溝須用粘土回填密實。

4.4 抽氣管道和真空泵連接

本加固區(qū)面積約2 000 m2,布置3臺真空泵(2臺工作、1臺備用)。真空主管通過出膜器及吸水膠管與真空泵連接。

4.5 抽真空及真空維持

當上述工作完成后,即可開始抽真空,射流真空泵、真空管和出膜口的連接必須嚴格密封。在抽真空過程中,特別是初期,應采取連續(xù)補水措施,保持水箱滿、溫度正常;每天要做好真空度的記錄。

4.6 鋪第二層土工布

進入正常的真空預壓期,即可在密封膜上鋪設第二層無紡土工布,鋪設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,同時查看是否有破洞,在填土施工前放置表面沉降板。

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