13真空预压加固地基工程施工工艺.docx
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13真空预压加固地基工程施工工艺
真空预压加固地基工程施工工艺
3·1总则
3·1·1适用范围
真空预压法适用于处理饱和匀质黏性土及含薄层砂夹层的黏性土，特别适用于新淤填土，超软土地基的加固。
3·1·2编制参考标准及规范
（1）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2001）
（2）《建筑地基基础工程施工质量规范》（GB50202—2002）
（3）《建筑地基处理技术规程》（JGJ79—2002）
3·2术语
（1）预压地基：
在原状土上加载使土中水排出，以实现土的排水固结，减少建筑物地基后期沉降和提高地基承载能力。
按加固方法不同分为堆载预压、真空预压、降水预压三种不同的预压方法。
（2）真空预压：
以大气压力作为预压载荷，通过先在需要加固的软土地基表面铺设一层透水垫层或砂砾层，再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密封与大气隔绝，在砂垫层内埋设渗水管道，然后与真空泵连通进行抽气，使透水材料保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，将土中空气和孔隙水逐渐吸出，从而使土体固结的一种软土地基加固方法。
3·3基本规定
（1）真空预压加固施工前，必须详细分折地质勘察资料，了解土层在水平和竖直方向的分布和层理变化，透不层的位置，地下水类型及水源补给条件等。
通过土工试验确定土层的先期固结压力、孔隙比和固结压力关系、渗透系数、固结系数、三轴试验抗毅力强度指标以及原位十字板抗毅力强度等。
同时踏勘工程附近管线、建筑物、构筑物其他公共设施的构造情况。
（2）对重要工程，应预先在现场选择试验区进行预压试验，在预压过程中应进行竖向变形、侧向位移、孔隙水压力、地下水位等项目的监测并进行原位十字板剪切试验和室内土工试验，根据试验区获得的监测资料确定加载速率控制指标，推算土的固结系数，固对度及最终变形等，分折地基处理效果，对原设计进行修正，并指导全场的设计和施工。
（3）对主要以变形控制的建筑，当羔排水带或砂井等排水竖井处理深度范围内和竖井底面以下受压土层经预压所完成的变形量和平均固结度符合设计要求时，方可卸载。
对主要以地基承载力或抗滑稳定性控制的建筑，当地基土经预压而增长的强度满足建筑物地基承载力或稳定性要求时，方可卸载。
（4）施工前应检查施工监测措施，沉降、孔隙水压力等原始数据，塑料排水带等位置。
（5）真空预压施工应检查密封膜的密封性能，真空表读数等。
塑料排水带的质量标准应符合（表3·5－1～3·5－2）的规定。
（6）施工单位必须具备相应专业资质，完善的质量管理体系和质量检验制度。
3·4施工准备
3·4·1技术准备
（1）认真熟悉图纸和施工技术规范，编制施工方案和技术交底。
（2）搜集详细的工程地质、水文地质资料，邻近建筑秀和地下设施的类型及分布和结构质量等情况。
（3）施工前应进行工艺设计，包括管网平面布置，真空度擦头位置、沉降观测点布置以及有特殊要求的其他设施的布置等。
（4）测量基准点复测及办理书面移交手续。
3·4·2材料要求
排水带、滤水管、聚氯乙烯薄膜等，原材料质量检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行标准的规定。
3·4·3主要机具
（1）插板机：
可采用河北兴隆机械厂制造的SD—20型履带式插板机或其他满足要求的插板机。
（2）射流式真空泵：
射流式真空泵是由射流器、离心式清水泵、循环水箱组成，空帛时必须达到95kPa以上的真空吸力，可采用ZK-3-W型卧式射流箱和ZK-3-1型立式射流箱。
（3）每10000㎡加固面积所需设施数量控制见（表3·4·3）
序号
名称
单位
数量
备注
1
真空射流泵
台
6～8
2
滤水层
m
1400～1600
3
塑料薄膜
㎡
39000～40000
4
真空表
块
12～16
每台真空泵、每个真空测点各一块
5
沉降观测标尺
套
20
6
配电箱
套
7～9
一个部总箱
3·4·4劳动组织
劳动者力组织见（表3·4·4）
各项施工作业人员配备表表（3·4·4）
序号
项目
工种
人数
备注
1
施工准备阶段
参与作业人数、居住
2
插板作业
机械工
2
按一台桩机一个作业班配备
电工
1
指挥
1
力工
8
3
挖膜沟、筑埝
力工
20
每10000㎡配备
4
铺膜
力工
30
每10000㎡临时配备
5
设备安装
电工
4
每10000㎡配备
钳工
3～4
力工
20
钳工
1
6
抽真空
电工
2
按三班运行，每班正常人员配备（白天增加2个力工修补、维护）
钳工
1
测量工
2
运行工
3
力工
4
3·4·5作业条件
开工前必须水通、电通、路通，技术准备、材料准备、主要机具准备齐全。
3·5材料质量要点
（）施工时所用的衬垫材料应选用柔韧性好的荆芭，铺滤水层的材料通常用中、粗砂，密封膜选用8～0.10mm厚的普通白色聚氯乙烯农用薄膜,滤水管选用ø90聚氯乙烯塑料管制作。
（2）塑料排水带质量要求
1）不同型号塑料排泄水带的厚度应符合表（3·5－1）
不同型号排水带厚度mm表3·5－1
型号
A
B
C
D
厚度
＞3.5
＞4.0
＞4.5
＞6.0
）塑料排水带的性能应符合表（3·5－2）
塑料排水带的性能表3·5－2
项目
单位
A型
B型
C型
条件
纵向通水量
≥15
≥25
≥40
侧压力
滤膜渗透系数
≥5×10-4
试件水中泡24h
滤膜等效孔径
＜75
以D98计,D为孔径
复合体抗强度
≥1.0
≥1.3
≥1.5
延伸率10%时
滤膜抗拉强度
干态
≥15
≥25
≥30
延伸率10%时
湿态
≥10
≥20
≥25
延伸率15%时试件水中泡24h
滤膜重度
—
0.8
—
注：
1、A型排水带适用于插入深度小于15m。
2、B型排水带适用于插入深度小于25m。
3、C型排水带适用于插入深度小于35m。
4、表中复合体抗拉强度为干态情况下的要求。
3·6施工工艺
3·6·1工艺流程
3·6·2操作工艺
（1）工作垫层
工作垫层由铺荆芭和填干土丙道工序组成，施工方法为：
先铺荆芭，荆芭应先用柔韧性好的荆芭，在软土表面按顺序铺满两层，荆芭块与块之间搭接200mm，并用14～16号铁丝按间距500mm绑扎牢固，层与层之间要错缝铺设，然后填厚度不小于400mm的土，填土宜采用人工填，严禁用机械操作，亦禁止在加固区内堆土，以防止被子加固的土受扰动而影响下道工序施工和造成材料浪费。
（2）铺滤水层
滤水层的材料通常用中粗砂，也可用不带刃角的不颗粒材料代替（如电厂的工业废料、液态渣），其作用是在土表面形成水平排水通道。
滤水层厚度为400mm，施工时要求表面平整，厚度均匀，其厚度偏差不大于20mm，如原地形起伏较大时，应在铺干土和滤水层晨进行调整。
铺滤水层应由人工铺设。
（3）插塑料排水带
1）塑料排水带是用于土体排水的专用材料，用于竖向排水的有A、B、C、D四种规格。
2）插板的操作要点
①插板前应根据设计要求和地形情况进行布点，接近加固区周边的排水带应离开铺膜沟中心线1200～1500mm。
门式插板机转向比较困难，行走方向应按地形长方向安排。
②排水带的平面布置和埋置深度应严格控制，水平间距允许偏差不大于±100mm，埋置深度允许偏差不大于±200mm，为防止直置深度不够，要根据土质情况选用合适的桩靴。
操作时桩管满足插入深度后先慢慢向上拔管，待确认排水带下端锚固后再加快拔管速度。
③单根排水带长度计算，应增加桩尖锚固折起的长度200mm，和滤水层上端加长200mm，因桩孔土体在回涌时会将排水带下拉，所以桩孔要及时回填，回填时应将排水带适当向上提拉，发保证排水带上端在滤水层内的埋置长度。
④排水带出厂时每盘长度200m，塑料排水带需要接长时，应采用滤膜内芯板平搭接的方式，搭接长度宜大于200mm。
（4）滤管网和设备安装
1）滤水管
滤水管采用ø90聚氯乙烯硬塑料管制作，在管壁上按每60mm钻一圈6个ø10小孔使用时在管表面先裹一层塑料窗纱，再包一层剪去硬皮的棕皮，并用16号铁丝意间距100mm绑扎牢固。
安装绑扎时应将铁丝头向下，防止扎破密封膜。
滤水管的间距不大于8m，外侧滤水管距膜沟中心线距离不大于4m。
）真空泵
射流式真空泵是由射击流器、离心式清水泵、循环水箱等组成，真空泵是预压的关键设备，其性能好坏直接影响到加固效果。
（）加固单元划分
加固单元是指，在一张完整的密封膜覆盖下的加固地块为一个加固单元，一般情况下加固单元的面积不应大于10000㎡，也不小于2000㎡；过大会增加施工难度，过小则加大施工成本，此外还应根据地形情况灵活掌握，划分加固单元的技术条件为：
1）地地段的长边与短边之比不大于3∶2。
2）地块的地形要平坦，相对高差不大于0.3m，否则应适当划小单元面积。
（6）密封膜
1）塑料薄膜：
采用0.08～0.10mm的普通白色聚氯乙烯农用薄膜，搂一定尺寸经热缝合而成，为防止热胀冷缩加工尺寸应比实际尺寸大一些。
2）铺膜：
密封膜应铺三层，铺膜前要先挖好压膜沟。
铺膜应选择无风天气在白天一次完成。
一块10000㎡的地块，铺膜的人不少于30人，并应准备足够的氯丁胶和高频热合机及部分整卷塑料薄膜，施工人员必须穿无钉软底鞋，认真检查塑料薄膜有无开焊、破孔，并及时修补。
第一层膜修补后才能铺第二层、第三层膜相邻两层膜的缝合缝必须错开500mm以上，严禁焊缝重叠。
修补孔洞可用小块薄膜，要求用湿布将孔洞周边和小块薄膜擦洗干净，再分别涂刷氯丁胶，待胶干后（不粘手为度）后用小块薄膜贴在破孔处，粘贴时以两层薄膜间无气孔为准。
3）压膜沟与挡水埝：
为保证压膜沟的密封质量，压膜前需在沟内灌200～300mm深的水，压膜时先把膜压入水底，再在膜上压一层黏土，当黏土湿润后由人将黏土踩成泥浆，然后再在沟内填黏土并分层轻轻夯实。
膜沟填完后即作挡水埝，埝高600－800mm，同一加固单元块的埝顶应在同一平面上，高差不大于100mm，为防止风浪冲刷和施工人员行走，埝顶应压两层土袋。
4）局部密封：
抽气管需穿密封膜，密封膜与钢管的接口处需采取特殊的密封措施，即要把接口处压密实，以要防止抽真空时将膜拉裂。
（7）预压
1）试抽气：
的气开始时，应将所有的抽气泵同时开动，并认真观察真空度的变化，正常情况下开泵2～4h泵口处的真空度应达到2.666KPa（200mmHg）。
此时应安排专人在单元块内或膜沟附近认真巡查，寻找漏气部位。
如有漏气停泵进行修理，巡查时应特别注意压膜沟有无漏气，如有漏气应及时停泵进行全面检修。
检修内容为：
①挡水埝和膜沟外侧地面有无裂缝、塌陷，并查明原因进行加固处理；
②预压区有无过大的不均匀沉降，如沉降呈凹塌状时要剪开密封膜用砂填平；
③真空表灵敏度是否正常；
④电器、机械是否完好。
2）抽气：
检查修理后再抽气时真空度提高很快，此时应注意观察整个预压区域内有无异常，因随着真空度的提高，一旦发生故障，情况将比较突然，会造成较大的损坏，而且不易修复。
经过24h抽气，如情况正常，便可向埝内灌水密封，提高膜的密封性能，防止薄膜直接暴晒，减缓膜的老化；冬期施工还可起到保温作用。
3）观测与检测：
施工单位一般只负责表面沉降观测，其他如分层沉降观测、分层孔隙水压检测、侧向位移测试项目一般由设计单位委托的监测单位负责，其目的是对设计方案和加固效果进行评估。
①临时水准点：
由于真空预压的地块处在大面积软土地区，附近很难设置稳定的临时水准点，除需就近选择正式水准点，供施工观测时对观测结果进行调整外，还必须认真作好临时水准点的设置。
临时观测点可将直径100mm的钢管用插板机插入地下，钢管下端应达到比较密实的土层，当桩周土稳定后（一般15d）在桩顶浇灌混凝土墩，并埋入钢筋作为临时水准点。
②沉降观测标尺：
沉静降观测标尺应每500㎡设一个标尺，尺座用混凝土制作，尺杆应选用经烘干的红松制作，尺杆上每格读数为5mm。
为防止放尺时割破薄膜，宜在尺座下垫两层塑料纺织袋。
③沉降观测：
沉降观测每天应观测一次，如遇到大风天气，应在观测记录中注明，观测时必须按平面图中的顺序进行，并做好记录。
3·7质量标准
3·7·1真空预压地基和塑料排水带质量检查标准应符合表（3·7·1）的规定。
3·7·2质量检验
（1）对于以抗滑移控制的重点工程，应在预压区内选择有代表性的地点预留孔位，在加荷不同阶段进行不同深度的十字板抗剪强度试验和取土进行室内试验，以验算地基抗滑移稳定性，并验算地基的处理效果。
（2）预压期应及时整理变形与时间、孔隙水压力与时间等关系曲线，推算地基的最终变形量，以分折处理效果并为确定卸载提供依据。
（3）真空预压处理地基除应进行地基变形和孔隙水压力观测外，尚应重测膜下真空度和砂井不同深度的真空度，真空度应满足设计要求。
（4）预压后的地基应进行十字板抗剪强度试验及室内土工试验，以检验处理效果。
（5）真空预压地基其竣工后的承载力必须达到设计要求的实际标准。
检验数量，每单位工程不少于3点，1000㎡以上工程每100㎡至少应有1点，3000㎡以上工程，每300㎡至少应有1点。
真空预压地基和塑料排水带质量检查标准表3·7·1
项目
序号
检查项目
允许偏差
检验方法
单位
数值
主控项目
1
真空度降低值
%
＜2
观察真空表
2
固结度
%
≤2
按设计要求
3
承载力其他性能
设计要求
按规定方法
一般项目
1
沉降速率（与控制值）
%
±10
水准仪
2
砂井排水带位置
mm
±100
用钢尺量
3
砂井排水带插入深度
mm
±200
插入时经纬仪检查
4
插入排水带回带长度
mm
≤500
用钢尺量
5
排水带高于垫层距离
mm
≥200
用钢尺量
6
插入排水带回带根数
%
＜5
目测
3·8成品保护
（）塑料薄膜和塑料排水带要妥善存放，防止损坏。
（）塑料薄膜铺完后，应采取保护措施，以防损坏薄膜。
3·9安全环保措施
3·9·1用电安全
（）真空预压大部分在野外施工，作业人数少，预压阶段又是带水作业，必须高度重视用电安全。
（）变压器经下的的有线路，必须采用三相五线制。
所有用电设备必须配备国家指定的标准配电箱。
（）固定电源必须架空，拖地电缆必须采用防水橡胶电缆，严禁使用老化的旧电缆或不合格产品，所有的电缆接头必须有严格的防漏电措施，并用木桩将接头挂起离开地面。
（）电工或运行工，上岗值班须两人同岗，严禁单人上岗。
必须坚持定期安全检查制度。
强风、暴雨后就立即进行用电和设备检查。
3·9·2机械作业
（）插板机安装拆卸必须设专人指挥，登高作业必须配备安全装置。
（）两班制或三班作业必须执行班前交接制度和班后保养制度。
机械操作人员必须遵守清洗、润滑、调整、紧固、防腐的十字作业法。
（）插板机的卷阳机钢丝绳必须经常检查，及时更换。
振动锤的所有紧固件必须有防振自锁装置，并经常检查紧固。
（）插板机作业必须专人指挥，特别是穿桩靴的操作人员必须动作协调，防止人身伤害。
3·9·3环境措施
施工现场应布置合理，场容整洁、封闭施工，废弃物及时清理，现场应设备有组织排水。
严格执行国家现行环境保护有关规定和企业环境保护程序文件，防止有损坏周围环境和人身健康的现象发生。
3·10质量记录
3·10·1交工资料
交工资料包括
（1）原始地面标高测量记录见表（3·10·1－1）
（2）沉降观测记录见表（3·10·1－2）
（3）真空预压运行记录见表（3·10·1－3～4）
3·10·2程序
施工部位经自检达到加固要求后应立即向监理进行报验，经建设单位、监理单位、设计单位认可后，即可办理交工签证手续。
自然地面原始标高测量记录表3·10·1－1
单位工程名称
施工单位名称
建设单位名称
测量日期
测量依据
水准点
标高
相对
使用仪器
绝对
测点分布示意图尺寸单位mm
要求：
测点分布位置必须与施工中沉降观测点的位置、编号一致，以便计算该点的累计沉降量（即加固总沉降量）
结论：
监理单位：
施工单位负责人：
测量员：
复测人：
沉降观测记录表3·10·1－2
单位工程名称：
第页共第页资料编号
观察点编号
第次
第次
第次
第次
年月日
年月日
年月日
年月日
标高m
沉降量（mm）
标高
m
沉降量（mm）
标高
m
沉降量（mm）
标高
m
沉降量（mm）
本次
累计
本次
累计
本次
累计
本次
累计
观测人
监测人
填表单位：
负责人：
制表人：
真空预压运行记录表3·10·1－3
工程名称值班人
查表时间
真空度记录（mmHg）
年
月
日
时
泵号
泵号
泵号
泵号
泵号
泵号
真空预压运行记录表3·10·1－4
工程名称值班人
查表时间
真空度记录（mmHg）
年
月
日
时
表号
表号
表号
表号
表号
表号
注：
1mmHg≈133.322N/㎡
字
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