真空预压试验段施工方案增压防堵真空预压.docx
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真空预压试验段施工方案增压防堵真空预压
目录
一、编制依据1
二、工程概况1
三、地质概况1
四、实施试验段的目的3
五、施工组织和施工安排4
1、试验段管理及施工人员4
2、工期计划3
3、试验段施工主要机械设备3
4、测量、检测仪器5
六、真空预压试验段的施工准备6
1、现场准备6
2、测量工作6
3、材料准备5
4、真空预压试验段试验计划8
七、真空预压施工方案10
1、施工工艺和质量标准10
2、增压防堵式真空预压施工步骤10
3、直排式真空预压施工步骤17
八、施工质量保证措施23
九、施工安全保证措施24
十、环境保护、文明施工28
一、编制依据
（1）铁道部、天津市人民政府2009年8月12日联合批复了项目可研（铁计函〔2009〕1263号）；
（2）《新建铁路新港北铁路集装箱中心站工程初步设计》铁道部2010年6月18日批复，（铁鉴函〔2010〕631号）；
（3）新港北站真空预压试验要求设计施工图纸；
（4）《真空预压法加固软土地基施工技术规程》（HG/T20578-95）；
（5）《真空预压加固软土地基技术规程》（JTS147-2-2009）；
（6）《塑料排水板施工规程》（JTJ-T-256-96）；
（7）《塑料排水板质量检验标准》（JTJ/T257-96）；
（8）《建筑地基基础施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
（9）其他相关国家规范及地方规范、规程；
二、工程概况
进港三线DK11+735～DK12+430、DK12+500～DK12+760位于滨海滩涂区，地势低洼不平，水塘遍布，地基采用真空预压加固。
新港北集装箱中心站DK12+760～DK16+200线路位于滨海滩涂地段，地势低洼，表层为冲填土层，以淤泥及淤泥质土为主。
沿线淤泥及淤泥质土成层分布，底板埋深一般15～20m，地基采用真空预压加固。
三、地质概况
DK12+760～DK15+250表层杂填土，黄褐色，以粉质黏土为主，含砖块，碎石及建筑垃圾，厚2.8～3.0m左右；冲填土，灰色，流塑，厚12.5～16.0m；淤泥质黏土，灰褐色，流塑，以淤泥为主，厚0～3.1m左右；粉土，灰褐色，潮湿，中密，厚2.3m左右；下为粉质黏土，黄灰色，软塑。
DK15+250～DK16+200表层冲填土，灰色，流塑，厚17.5m左右；淤泥质黏土，灰褐色，流塑，以淤泥为主，厚3.1m左右；粉土，灰褐色，潮湿，中密，厚2.3m左右；下为粉质黏土，黄灰色，软塑。
四、实施试验段的目的
根据本工程的具体条件，选择地质条件、断面形式具有代表性的DK13+470.62～DK13+680.62段做真空预压试验段。
DK13+470.62～DK10+540.62为第一试验段，采用增压防堵真空预压，预压范围40m×70m；塑料排水板型号为FDPS-B,深度为15m,间距1m，六边形布置；增压管深度为4m，间距1.73m，三角形布置。
DK13+540.62～DK13+610.62为第二试验段，采用增压防堵真空预压，预压范围40m×70m；塑料排水板型号为FDPS-B,深度为15m,间距0.9m，六边形布置；增压管深度为4m，间距1.56m，三角形布置。
DK13+610.62～DK13+680.62为第三试验段，采用直排式真空预压，预压范围40m×70m；塑料排水板型号为SPB-B,深度为15m,间距0.9m，三角形布置。
真空预压过程中记录好真空压力、地表沉降、孔隙水压力、深层沉降、侧向位移、水位动态等，真空预压前后应在预压区内选择代表性位置进行十字板强度试验、钻取土样进行室内土工试验及静力触探以对比验证加固效果；真空预压试验完成后及时整理观测记录，建立各种分析表格，编制试验成果报告，上报监理工程师，经监理工程师批准后用以指导真空预压的大面积施工。
五、施工组织和施工安排
1、试验段管理及施工人员
根据同类工程施工经验，拟投入试验段管理人员1名，技术员2名，施工员2名，安全员1名，质检员1名，材料员1名，试验监测、测量人员6名。
2、工期计划
真空预压试验段计划开工时间为：
2011年6月10日，完工时间为：
2011年10月10日。
3、试验段施工主要机械设备
试验段所使用机械必须具备合格证，并提前上报监理工程师确认，使用机械见下表：
试验段施工机械设备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
状态
备注
1
挖掘机
PC-200
台
1
良好
2
推土机
YZ18D
台
1
良好
3
压路机
TY235,13KW
台
1
良好
4
平地机
PY180A,38KW
台
1
良好
5
自卸车
CXZ18JHL,12T
辆
6
良好
6
插塑板机
台
2
良好
7
真空射流泵
形成真空压力大于0.096MPa
台
9
良好
8
增压泵
台
9
良好
4、测量、检测仪器
测量、检测所使用的仪器必须具备专业计量站出示的检定证书，检定证书应在有效检测期限内，超限的需要重新检定，检定证书需上报监理进行确认，使用的测量、检测仪器见下表：
测量、检测仪器设备表
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
状态
备注
1
全站仪
瑞士Lcica802
套
1
合格
2
水准仪
苏州一光DSZ2
套
1
合格
3
孔隙水压力仪
只
12
合格
4
深层分层沉降仪
组
3
合格
5
测斜仪
根
6
合格
6
水位仪
根
6
合格
7
沉降标
只
18
合格
8
钻孔取样机
台
1
合格
9
十字板剪力仪
台
1
合格
10
静力触探仪
台
1
合格
11
真空度测头
个
15
合格
六、真空预压试验段的施工准备
1、现场准备
①试验段相应人员组织安排均己到位、试验段的协调工作己做好;
②试验段施工机械配备已到位;
③已打通通往试验段的施工便道，人员及机械设备可直接进场作业。
2、测量工作
根据设计资料认真做好导线复测工作和水准复测工作，放样真空预压边界点、增压管布点控制点、排水板布点控制点、增压管网主管布管控制点、真空管网主管布管控制点。
3、材料准备
（1）双向涤纶经编土工格栅，其强度不小于30kN/m，极限延伸率≤10%，每30000m2作为一个批次进行检验，检查产品合格证，对材料的抗拉强度等性能进行试验。
（2）CB150土工布质量150g/m2，纵向断裂强力≥1.4kN/5cm，横向断裂强力≥1.2kN/5cm，断裂伸长率：
纵向≤25%，横向≤25%，CBR顶破强力≥2.6kN；等效孔径090=0.08～0.4mm；撕破强力＞0.45kN。
无纺土工布质量200g/m2，厚度≥1.7mm，断裂强力≥4.5kN/m，断裂伸长率25～100%，CBR顶破强力≥0.9kN，撕破强力≥0.16kN。
CB150土工布及无纺土工布每30000m2作为一个批次进行检验，检查产品合格证，对其渗透系数、抗拉强度顶破强度、等效孔径等性能进行试验。
（4）PVC真空膜厚度0.12～0.14,mm，拉伸强度（纵、横向）16～18MPa,纵横向断裂伸长率≥200%，直角断裂长度≥4.0MPa，PVC真空膜每10000m2作为一个批次进行检验，每批密封膜中随机抽取两卷，每卷个截取2m2作一组密封性能试验。
（5）增压防堵真空预压滤水管支管采用φ25mmPVC钢丝软管，主管采用μg50mmPVC钢丝软管；直排式真空预压滤水管采用φ60mm的硬塑料管。
滤水管每10000m作为一个批次进行检验，每批滤水管中随机截取2段，每段长度1m，作1组物理性能试验。
（6）塑料排水板的各项指标见下表，每10万米作为一个批次进行检验，检查产品合格证，对芯板的单位长度重量、抗拉强度、伸长率、纵向通水率、以及滤膜的单位面积重、抗拉强度、渗透系数、等效孔径等性能进行试验。
塑料排水板（FDPS-B）
复
合体
材质
新型聚乙烯、丙烯材料
滤膜
材质
防淤堵无纺布滤膜
宽度
100±2mm
渗透系数
≥5×10-3cm/s
厚度
4.0mm+0.5mm
等效孔径098
75um-130um
延伸率
≥4%
抗拉强度（干态）
≥20N/cm
抗弯折性能
180度对折5次不断裂
抗拉强度（湿态）
≥20N/cm
抗拉强度
≥2.3kN/10cm
\
\
纵向通水量
≥35cm3/s
\
\
塑料排水板（SPB-B）
芯
板
材质
聚乙烯材料
滤
膜
材质
无纺布滤膜
宽度
100±2mm
渗透系数
≥5×10-4cm/s
厚度
4.0mm+0.5mm
等效孔径098
≤75um
伸长率
≤10%
抗拉强度（干态）
≥20N/cm
抗拉强度
≥1.3kN/10cm
抗拉强度（湿态）
≥20N/cm
纵向通水量
≥25cm3/s
\
\
4、真空预压试验段试验计划
序号
项别
方案
预压范围
塑料排水板
增压管
深度
间距
布置方式
型号
深度
间距
布置方式
1
分区一
增压防堵真空预压
40×70
15
1.0
六边形
FDPS-B
4
1.73
三角形
2
分区二
增压防堵真空预压
40×70
15
0.9
六边形
FDPS-B
4
1.56
三角形
3
分区三
直排式真空预压
40×70
15
0.9
三角形
SPB-B
\
\
\
（1）参照《真空预压试验检测仪器平面图及断面图》安装试验检测仪器
①地面沉降监测
根据设计要求在软土处理地段埋设沉降观测标志、设置沉降板，沉降板钢板可采用600mm×600mm×9mm的钢板，直杆（沉降杆）为一根φ50mm的钢管，并由一根套管及四块钢肋板将其焊接在沉降板上。
沉降板结构如下图。
沉降板及沉降杆结构示意图
1-沉降杆2-套管3-肋板4-沉降板
沉降杆应随填土升高而逐渐接高，一般每段接管的长度为500mm，两端由螺纹接头与空心管紧咬连接，随着填土高度的增加接长观测杆及套管。
沉降观测应有明显的标志，防止施工碰撞；
②深层土体水平位移监测（竖向测斜管）
采用钻机导孔埋设，在钻头靠近前端和后端部位，采用围焊焊接两道环向锲形硬质合金钢，每道４个，共计８个；整平孔点地表周围场地，进行钻机和钻杆定位，在钻杆的两个侧面设置垂直度仪；通过调整钻机的水平和钻杆的垂直度两个方面来保证成孔的垂直度，垂直度控制在小于等于1%实施钻孔；终孔后，为防止坍塌，快速拔出钻杆，置备埋设测斜管时将测斜管底部应封死，向测斜管内充水拼装到设计长度下沉、回填、冲管，最后管口加盖固定；监测时，采用测斜仪测试，每500mm测读一次数据，监测频次按设计要求。
③孔隙水压力监测
在埋设地点采用钻机钻孔，达到要求的深度后，将孔隙水压力计先后放入，相邻孔隙水压力计间应有隔断措施，防止水压连通，每个孔隙水压力计间距应不小于1000mm，采用频率接收仪进行监测。
④深层沉降监测
采用钻机导孔埋设，达到要求的深度后，先埋置波纹管，第一节波纹管底部必须封死，至一定深度后，插入导管与波纹管一并压至孔底。
波纹管露出地面150mm～200mm，并用砼固定，导管外露300mm～500mm，并随填土增高，接出导管并外加保护管。
采用水准仪测读。
⑤原位测试和室内土工试验
地基加固前和预压稳定后，分别进行土体的物理力学性能试验、静力触探试验及十字板剪切试验。
试验断面视工程和地质变化情况而定。
（2）各监测项目的观测频率如下
①膜下真空压力2～4h观测1次；
②孔隙水压力、地表沉降在加载前10天每天1次，10天以后每2～4天观测1次；
③其余监控项目在加载前10天每1～2天观测1次，10天以后每3～5天观测1次；
④若出现异常加密观测；
（3）根据试验观测记录，绘制出关系曲线图，计算地基固结度。
在达到90%的条件下，测量连续4昼夜沉降量，进行十字板强度试验、钻取土样进行室内土工试验及静力触探以对比验证加固效果。
在固结度、连续4昼夜沉降量均满足设计要求后终止试验。
建立各种分析表格，编制试验成果报告，上报监理审核，合格后用以指导真空预压的大面积施工。
七、真空预压施工方案
1、施工工艺和质量标准
（1）真空预压施工工艺
增压防堵真空预压施工工艺：
铺设编织土工布，必要时铺设荆笆、土工格栅—填筑素土—插塑料排水板、增压管—打设好的排水板板头插入手型接头，用枪钉固定，再将钢丝软管连接组成真空系统—增压管管头连接专用增压管组成增压系统—布置密封沟，铺设PVC真空膜—抽真空、增压—于合适时间铺设无纺土工布进行堆载—检验合格后卸载。
直排式真空预压施工工艺：
铺设编织土工布，必要时铺设荆笆、土工格栅—填筑素土—插塑料排水板—将排水板与滤管进行连接，再将滤管连接主管组成真空系统—布置密封沟，铺设PVC真空膜—抽真空—于合适时间铺设无纺土工布进行堆载—检验合格后卸载。
（2）真空预压质量验收
①荷载验收：
连续4昼夜实测地面沉降量小于2mm/d，地基固结度不小于90%，经验收合格后，可终止预压。
②预压后的地基应平整场地，所用各种设备、管材应予拆除，进行维修，并进行十字板强度试验和钻孔取样、室内土工试验，以检验加固效果，预压后的检测手段应与前期工作中地基测试手段相一致，检测位置应在原点位1m附近，测试成果应整理成图，以直观比较地基加固效果。
2、增压防堵式真空预压施工步骤
（1）测量放线
根据设计院提供的导线点和水准点，进行导线和水准复测，在复测过程中布设了加密点作为施工放样控制点。
放样增压防堵真空预压区域的六个角点，并用白灰撒出边线，再在六个角点做标高控制桩，控制素土填筑高度为4.7m。
（2）坑塘底铺设一层编织土工布，必要时铺设两层荆笆、一层土工格栅
铺筑边线为增压防堵真空预压边线向内侧偏移1.5m，荆笆与荆笆之间搭接宽度不小于20cm并用钢丝扎紧，绑扎完成后将钢丝结头弯进吹填土中；土工格栅与土工格栅之间搭接宽度不小于40cm，搭接后用扎带扎紧，连接处的极限抗拉强度不小于30kN/m；编织土工布之间搭接20cm，然后用尼龙绳进行缝合，缝合处纵向断裂强力≥1.4kN/5cm，横向断裂强力≥1.2kN/5cm。
（3）填筑围堰、素土
围堰外侧填筑边坡坡度为1:
1，内侧边坡1:
0.5，顶宽1m；填筑过程中，采用人工夯实分层填筑，围堰填筑至设计标高4.8m；围堰填筑位置及尺寸见下图；
素土采用挖掘机挖装，自卸汽车运输，推土机整平，压路机碾压，分两层填筑，第一层填筑完成后压实厚度为40cm，第二层填筑完成后，素土高程为4.7m。
（4）机械插打塑料排水板
塑料排水板型号为FDPS-B，六边形布置，边长0.9～1m，施工平面位置允许偏差±10cm。
施工步骤如下：
①测量定位：
用全站仪放样塑料排水板控制点，分区1控制点编号为1、1901、1925、25、26、1926、1950、50（控制点位置详见《分区1塑料排水板平面布置图》），分区2控制点编号为1、2353、2380、28、29、2381、2408、56（控制点位置详见《分区2塑料排水板平面布置图》）；用经纬仪、钢尺、线绳放出每个塑料排水板的打设点位置，并做好标记；
②插板机的选择与定位：
塑料排水板施工机械行进方式采用液压步履式，打设机打设动力采用液压式，能确保插入板体不扭曲、不污染；打设前根据打设板位标记进行插板机定位并进行机座整平，打设机定位时，管靴与板位标记偏差应控制在±70mm范围内，机座整平后要用仪器进行检测检测。
③安装管靴：
打设塑料排水板采用套管式打设法，套管形状为扁形。
将塑料排水板穿过插板机的套管，从套管下端穿出，与专用管靴连接。
排水板与管靴连接方式见下图：
排水板与管靴连接示意图
1排水板2排水板弯折部分3管靴4套管
④调整垂直度：
调整插板机套管的垂直度，保证打设过程中偏差不大于1.5cm/m；
⑤标高控制：
塑料排水板深15m，底面打穿吹填土，进入下层深不小于0.5m，在打设套管上高度为15.5m的位置设置明显的深度标记，控制排水板的打设深度；
⑥打设、拔管：
将插板机套管、管靴、塑料排水板插入地层，当排水板插入到设计深度后，拔出插板机套管，利用管靴将排水板固定于孔底；施工时严格控制回带长度，回带率不大于5%，且回带长度不大于50cm，在施工过程中应经常抽查，尽最大可能减少回带长度；打入地基的塑料排水板宜为整板，长度不足需要加长时应先将两根塑料排水板滤膜剥开，将板芯对插搭接，并将滤膜包好、裹紧后，用铁丝穿扎牢固，接长时在塑料排水板上扎穿的孔眼不在板芯的同一条水槽中，两根排水板的搭接长度不小于20cm；当遇漂石或块石难以在原位插打时，应移位补打，移位距离不得大于塑料排水板间距的30%。
⑦剪断排水板：
插打排水板完成后，拔出插板机套管，剪断排水板，塑料排水板超过孔口的长度不小于50cm。
⑧检查排水板板位、垂直度、打设深度、外露长度等，并做好施工记录，符合设计要求后方可移机，否则须在邻近板位处重打；
⑨塑料排水板插打完成后，通过手型接头及三通接入抽真空管网系统。
（5）插增压管
增压管选用有特殊微孔做成的过滤层，并且又能收缩的水平井微孔透水增压管；增压管能够均匀分布压力，使土体水分子在压力作用下定向流动，增压管由弹簧支撑，可以压缩以适应大变形沉降；增压管三角形布置，边长1.56～1.73m。
施工步骤如下：
①测量定位：
用全站仪放样增压管控制点，分区1控制点编号为1、913、924、12、13、925、936、24（控制点位置详见《分区1增压管平面布置图》），分区2控制点编号为1、1135、1148、14、15、1149、1161、27（控制点位置详见《分区2增压管平面布置图》）；用经纬仪、钢尺、线绳放出每个增压管的打设点位置，并做好标记。
②增压管由水钻成孔或机械成孔后直接放置。
③增压管管头连接专用增压管组成增压系统。
（6）放置真空主管及真空支管
真空主管为μg50mmPVC钢丝软管，真空支管为Ф25mmPVC钢丝软管。
按照《分区1、分区2真空主管、增压主管平面布置图》安装真空主管，真空支管为每两排塑料排水板的中间放置一条；主管主管和支管间采用变径三通、四通连接，塑料排水板通过手型接头与真空支管连接。
真空主管、真空支管、塑料排水管连接好后埋入素土层，埋入深度不小于5cm，埋设完成后素土面整平。
（7）放置增压主管及增压支管
按照《分区1、分区2真空主管、增压主管平面布置图》安装增压主管，增压支管为每一排增压管放置一条；增压主管、增压支管、增压管利用专用接头连接完成后埋入素土层，埋入深度不小于5cm，埋设完成后素土面整平。
（8）布设密封沟
密封沟的尺寸及位置见下图；密封沟的开挖应沿加固区边界，其深度应达到地下水并切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在，密封沟回填土应为纯粘土，回填时分层夯实，避免填料直接撞击真空膜。
（9）铺设真空膜
密封膜采用热合法加工，加工后形状需与加固区一致，加工后的膜面积每边长度应大于加固区相应边3～4m，加工后的密封膜在运输前，应沿垂直热合缝方向收拢，不得卷成一卷，弯曲半径不得小于1m，运输时轻拿轻放，不得拖、拉，运输车厢内应预先铺好垫布或帆布，以保证密封膜安全运输。
铺设密封膜前需将打设塑料排水板留下的孔洞填平，密封膜铺设时应先从上风向向下风向伸展，加固区四周余留量应基本一致，施工人员应穿软底鞋上膜，每铺一层，应由专人检查，若有孔洞，及时粘补。
在密封沟内侧应把膜铺平，真空膜过长时可将其折于沟底，不可外铺于外侧坡上。
铺膜的时间应为白天，当风力大于五级时不宜铺膜。
（10）安装真空泵及增压泵
在铺膜前应把出膜弯管与真空主管、增压主管连接好，放置下压盘、下橡胶垫圈；铺膜完毕后沿出膜弯管管口剪开，然后放好上橡胶垫圈及上压盘，其间抹匀黄油，最后把两个螺母上紧，橡胶垫圈与膜间严禁有砂料存在。
出膜弯管按照《分区1、分区2真空主管、增压主管平面布置图》安装，并与真空泵、增压泵进行密封连接，每台真空泵、增压泵的控制面积为900m2。
（11）抽真空、增压
在覆水前应试抽真空，同时检查每台射流泵的运转情况及薄膜的密封性，发现问题及时处理。
试抽真空宜为7～10d，膜下真空压力应达到0.06～0.08MPa，若低于此值为不正常，应立即查找原因及时处理。
正常抽真空,膜下真空压力应稳定在0.08MPa，抽真空、增压步骤如下：
Ⅰ、预抽真空至0.03MPa,检查真空膜是否漏气；
Ⅱ、将真空保持在0.03MPa左右，连续抽真空应直至出水量明显减少；
Ⅲ、提高真空至0.06MPa，连续抽真空至出水量明显减少；
Ⅳ、提高真空至0.08MPa，连续抽真空至出水量明显减少；
Ⅴ、增压采用间隔式增压，保持真空在0.08MPa开始逐步加正压至0.02MPa，是出水量减少后逐步加正压至0.00～0.02MPa，保持真空在0.08MPa，连续抽至无出水。
（12）联合堆载预压
真空预压1个月后，在真空膜上部铺一层无纺土工布，再填筑1m厚素土进行联合堆载预压，堆载土体分两层填筑，第一层填筑粘土，厚度50cm，采用人工摊铺,避免损坏真空膜。
实施真空预压和在联合堆载施工过程中及施加后，必须始终稳定的维持设计真空度。
膜下的真空度稳定的达到80kPa，抽真空1个月才可进行堆载施工，即边抽真空边堆载，荷载可以连续施加。
堆载预压需符合下列要求：
①堆载预压的材料选用素土；
②真空联合堆载预压应提出分级加载要求，加载过程中稳定性控制应满足下列要求：
地基向加固区外的侧向位移速率不大于5mm/d；地基沉降速率不大于30mm/d；
③堆载体的坡肩线宜与真空预压边线重合，第一层填土采用人工摊铺，以免损坏真空膜。
④在用联合堆载真空预压时宜用轻型运输工具，并不得损坏密封膜。
在进行上部首层堆载施工时，应密切注意膜下真空度的变化，若发现漏气应及时处理。
3、直排式真空预压施工步骤
（1）测量放线
根据设计院提供的导线点和水准点，进行导线和水准复测，在复测过程中布设了加密点作为施工放样控制点。
放样直排式真空预压区域的四个角点，并用白灰撒出边线，再在四个角点做标高控制桩，控制素土填筑高度为4.7m。
（2）坑塘底铺设一层编织土工布，必要时铺设两层荆笆、一层土工格栅
铺筑边线为增压防堵真空预压边线向内侧偏移1.5m，荆笆与荆笆之间搭接宽度不小于20cm并用钢丝扎紧，绑扎完成后将钢丝结头弯进吹填土中；土工格栅与土工格栅之间搭接宽度不小于40cm，搭接后用扎带扎紧，连接处的极限抗拉强度不小于30kN/m；编织土工布之间采用搭接方式连接，搭接宽度不小于30cm。
（3）填筑围堰、素土
围堰外侧填筑边坡坡度为1:
1，内侧边坡1:
0.5，顶宽1m；填筑过程中，采用人工夯实分层填筑，围堰填筑至设计标高4.8m；围堰填筑位置及尺寸见下图；
素土采用挖掘机挖装，自卸汽车运输，推土机整平，压路机碾压，分两层填筑，第一层填筑完成后压实厚度为40cm，第二层填筑完成后，素土高程为4.7m。
（4）机械插打塑料排水板
塑料排水板型号为SPB-B，三角形布置，边长0.9m，施工平面位置允许偏差±10cm。
施工步骤如下：
①测量定位：
用全站仪放样塑料排水板控制点，分区3控制点编
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