气压劈裂真空预压法施工工艺的探讨

检查，进行抽真空前的气压劈裂试施工；（8）铺设剩余15cm砂垫层，在砂垫层顶部铺设一层无纺土工布；（9）挖密封沟、铺密封膜、回填密封沟、安装喷气和抽真空设备；（10）安放地表沉降，试抽气、检查、正式喷气和抽真空；（11）真空度达到80kPa负压，起算预压时间，达80kPa负压后7天进行联合堆载，堆载前在真空膜上铺一层无纺土工布。维持80kPa至满足卸载时要求的固结度条件为止；（12）根据监测数据进行加固后效果检验。施工工艺流程图见表1。

2 施工工艺及质量要求

2.1 砂垫层

整平地表调拱（1%～2%）以后铺设砂垫层。砂垫层采用中、粗砂，泥质等杂质的含量应小于5%，现场干密度≥16kN/m3，严禁砂中混有尖石、铁器等利刃硬物，发现后必须清除。气压劈裂真空预压法砂垫层铺设厚度为35cm，分两次铺设，打设塑料排水板前铺设20cm，打设塑料排水板、抽真空及注气管路铺设完毕后再铺设剩余的15cm。砂垫层厚度容许偏差分别为3cm，每100m2一个检测点。砂垫层施工可以采用机械施工法及人工铺设法。砂垫层采用中、粗砂，其级配良好，无杂质，含泥量小于5%，干密度大于16kN/m3。

2.2 插塑料排水板

气压劈裂真空预压法处理段的塑料排水板均按正三角形布置，间距1.2m。板位偏差不得大于5cm。排水板宜选用滤膜连接为胶粘式槽型塑料排水板，本次地基处理加固选用C型排水板。（见表2）

排水板的外露长度不小于20cm，经监理工程师验收合格后，将其埋入砂垫层中。塑料排水板接长时需将待接排水板的滤膜完整地剥开，将板芯对插搭接，搭接长度不小于300mm，再将滤膜包好、裹紧后，用大号钉书钉钉接。排水板施插垂直度控制在1.5%以内。施工时回带长度不可超过0.5m，否则在该板位旁450mm内重新补插一根。回带排水板根数不应超过打设总根数的5%。打设塑料排水板时，严禁出现扭结，断裂和撕破滤膜等现象。当一个施工段落施工完后，应及时将打设塑料排水板时形成的孔洞用砂填好。

2.3 喷气系统

注气孔采用正三角形布置，间距4.8m。喷气孔深度分别为12m、14m、16m、18m。注气塑料管选用直径25.4mm，壁厚3mm，压力大于1MPa。打设注气塑料管的设备与打设塑料排水板的设备相同，施工工艺相同。在打设注气塑料管的期间，要注意不能将已施工完的塑料排水板破坏掉。注气塑料管打设完毕后，在20cm砂垫层上铺设注气系统的支管和干管，施工时，要认真、仔细，确保每个接头都不能漏气。在整个注气系统管路安装完毕后，要进行试压，检查注气系统是否有漏气现象。在确保没有漏气情况下，先进行气压劈裂试施工。注气的施工顺序为：首先对各个区域的深度为18m的注气管进行喷气，喷气时间为10min，然后深度分别是16m、14m、12m，喷气时间相同。在这一轮喷气结束后，间隔4h进行下一轮喷气施工。每一轮的喷气时间、间隔时间及整个持续时间要根据现场测的监测结果，特别是砂垫层表面出气和出水情况、孔压变化等进行调整。喷气完成后进行预压系统的设置。

2.4 真空预压

2.4.1 开挖密封沟

按设计要求在抽真空区域四周开挖密封沟，密封沟采用素粘土，分层压密。

2.4.2 铺设抽真空管路

真空传递滤管采用PVC塑料管，壁厚≥1.2mm，滤管布置间距不大于6.5m。滤管：采用￠76mm高强度PVC管，在其上钻￠8mm花孔，然后用80g无纺布加工成￠80mm袋状，将滤管套上并绑紧。干管：采用￠76mm高强度PVC管。

2.4.3 铺设密封膜

真空预压密封膜采用2层聚乙烯（或聚氯乙烯）薄膜，厚度要求大于0.14mm。为防止塑料排水板和砂垫层的硬物将密封膜刺坏，铺膜前，在砂垫层上铺设一层针刺无纺布（250kg/m2）。

2.4.4 出膜装置

按800～1000m2要求安装1个出膜装置。

2.4.5 真空射流泵系统

按800～1000m2要求安装1个真空射流泵。所有管路宜埋于砂垫层顶面下约15cm深，膜下真空度观测表埋设于具代表性的两滤管平行距离的中间，按约每800平方米一个点排布，严禁将膜下真空度采集端头埋入滤管或主管内。试抽真空并检查是否漏气。试抽时在膜面、密封沟和出膜装置处仔细检查有无漏气处，发现后应及时补好。在布设沉降标时，应在沉降标的底部铺一块针刺无纺布，防止将密封膜损坏。在进行气压劈裂真空预压法区域时，抽真空初期每4个小时注气1次，注气压力为0.5MPa，注气的施工顺序为：首先对各个区域的深度为18m的注气管进行喷气，喷气时间为10min，然后深度分别是16m、14m、12m，喷气时间相同。然后开始抽真空。在抽真空中后期，每一轮的喷气时间、间隔时间要根据现场测的监测结果，特别是砂垫层表面出气和出水情况、孔压变化和真空度等进行调整。

2.5 联合堆载

气压劈裂真空预压法施工中，膜下真空度稳定时才可以进行路基填筑。一般要求膜下真空度到达600mmHg，相当于80kPa的荷载后，确认膜上无漏气孔洞后，再进行上层堆载施工。为保护真空膜，堆载前需在真空预压膜面上铺一层土工布，材质选用裂膜丝机织土工布，规格类型见表3：

表3

土工布拼接应采用工业缝纫机缝合，缝合尼龙线强度≥150N，采用包缝或丁缝。在填筑前要对沉降标进行一次测量，同时在填筑过程中要将沉降标保护好，以免破坏；第一层填土厚度不宜大于30cm，要进行人工摊铺，在碾压时，由轻到重多次碾压。

2.6 卸载标准

通过实测的地基变形——时间和孔隙水压力——时间曲线，分别推算地基的最终沉降、不同时间的固结度和孔隙水压力消散速率（有效应力增长速率）。若满足加固要求达到的固结度，同时满足各区的工后残余沉降要求，即可卸载并停止抽真空。

2.7 监测

为监控施工质量，评价加固效果，设计以下监测内容：表层沉降标监测、孔隙水压力监测、水位监测、分层沉降监测、深层位移监测、加固前后钻孔取土、加固前后现场CPT试验等。

2.7.1 真空度

真空度测头和真空表由软管连接。在软管跨过密封沟时，不要被折，不能绞起，更应防止被回填土弄断，要保证管子通畅。在每段处理区内均布置了膜下真空度测头，另外还在每段加固区中央附近布设一组深层真空度测头，埋深分别为3m、6m、9m、12m、15m、18m。抽气开始的头几天，每隔2h测读一次，以便能准确地测出真空压力的上升过程和有利于检查密封情况；当真空压力达到设计要求之后，可每4～6h测读一次，最后绘制成膜下真空度的时间过程线。

2.7.2 表层沉降监测

布设沉降观测标，沉降标应在插排水板前理设并记录原始标高。观测误差要求不大于2mm。观测频率：插板期间和抽真空初期为1次/1～2天，静压期和卸载期的观测次数为1次/3天～7天，并结合具体施工情况进行调整。临近预压期后期，应根据实测沉降值，计算固结度，预测沉降趋势，确定具体预压卸载时间。

2.7.3 深层沉降

由于沉降板监测结果反映的仅仅是地基面的总沉降，而各地基土层的沉降变形量无法区分开来，为了监测各深度土层的固结、沉降情况，就必须用深层沉降仪来进行观测。由于该观测项目具有一定的难度，埋设工作不容易做好，加上所需费用较大，因此在每段试验区内布置1个分层沉降观测孔，孔中布置8只沉降（磁环）指示器，磁环埋设深度分别为1.3m、4.2m、7.6m、9.6m、13.6m、16m、18m、20m。在加载期间的观测频率为1-2次/天，预压期的观测次数为1次/3～7天，并结合具体施工情况进行调整。

2.7.4 孔隙水压力监测

在每段真空预压中心布置一组孔隙水压力传感器，推荐使用振弦式孔隙水压力计，在插板后埋设，每组5只传感器，各层深度传感器均需满足不同深度量程需要。观测频率：抽真空初期为1次/1～2天，静压期和卸载期的观测次数为1次/3天～7天，并结合具体施工情况进行调整。根据实测的孔隙水压力的增长和消散过程，计算土体固结度和强度增长情况。

2.7.5 测斜（深处水平位移）

由于淤泥土性极软弱，随着抽真空的进行，淤泥层产生朝向加固区的收缩变形，为了解土体侧向移动量的大小，判断侧向移动量度对土体垂直变形的影响；抽真空时第一周观测频率为1次/天，后期观测频率根据施工进展情况及水平位移速率的大小作适当调整。

2.7.6 地下水位观测

观测抽真空后的地下水位变化情况，确定静水应力，校验孔隙水应力的计算。观测时先测出观测井孔口标高，然后用水位计测出地下水位，从而计算出地下水位的标高。试验区内布置了1个水位观测孔。加载期间观测频率为1次/天，静压期间为1次/3天～7天。可根据现场情况进行调整。

2.7.7 取土钻孔

取土钻孔试验的目的是检查加固软土层在加固前、后的物理力学指标，查明土体在加固过程中的排水固结和强度增长状况，以此与其它监测设备所测资料相对比印证。试验区中心布置了2个取土孔位置，取样测试含水量和强度等变化规律。

2.7.8 原位强度测试

为了评价整体加固效果，处理完成前后在加固区分别布置了6个点进行CPT试验，对比加固前后地基土强度变化。

参考文献

[1]刘松玉，韩文君，章定文，等.劈裂真空法加固软土地基试验研究[J].岩土工程学报，2012，4.

推荐访问： 预压 劈裂 气压 真空 施工工艺