真空预压加固地基施工方案教学文稿.docx
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真空预压加固地基施工方案教学文稿
1.3真空预压加固地基工程施工工艺标准
1.3.1总则
1.3.1.1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。
1.3.1.2编制参考标准及规范
1.中华人民共和国国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）；
2.中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
3.中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。
1.3.2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力。
按加载方法不同，分为堆载预压、真空预压、降水预压三种不同方法的预压地基。
2.真空预压：
是以大气压力作为预压载荷，通过先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层或砂砾层，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，将土中孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结的一种软土地基加固方法。
1.3.3基本规定
1.真空预压加固地基施工前，必须详细分析地质勘察资料，了解土层在水平和竖直方向的分布和层理变化，透水层的位置、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、三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等。
同时踏勘工程附近管线、建筑物、构筑物和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、固结度及最终竖向变形等，分析地基处理效果，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，当塑料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1.3.5-1、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。
1.3.4施工准备
1.3.4.1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，邻近建筑物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，排水管泵及电器线路布置，真空度探头位置、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。
1.3.4.2材料准备
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。
1.3.4.3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施工要求的插板机。
2.射流式真空泵是由射流器、离心式清水泵、循环水箱等组成，空抽时必须达到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10000m2加固面积所需设施数量见表1.3.4.3。
每10000㎡所需设施数量控制表表1.3.4.3
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
每台真空泵入口一块
每个真空探测点装一块
续表
序号
名称
单位
数量
备注
5
沉降观测标尺
件
20
6
闸刀箱
个
7-9
一个总闸箱，其余为分箱
1.3.4.4劳动组织
劳动力组织见表1.3.4.4。
各项施工作业人员数配备表表表1.3.4.4
序号
项目
工种
人数
备注
1
准备工作阶段
工种及人数视工程量大小，工期量要求及现场居住条件作相应考虑
2
插板作业
机械操作工
2
按1台桩机1个
作业班配备
电工
1
指挥
1
力工
8
3
挖膜沟、筑埝
力工
20
以10000㎡配备
4
铺膜
力工
30
以10000㎡临时配备
5
设备安装
电工
4
以10000㎡配备
钳工
3-4
力工
20
钳工
1
6
抽气
电工
2
按三班运行，每班正常人员配备
（白班进行修补增加力工3-4人）
1.3.4.5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。
1.3.5材料质量要点
1.工作垫层应选用柔韧性好的荆笆，铺滤水层的材料通常用中粗砂，密封膜选用0.08~0.lOmm的普通白色聚氯乙烯农用薄膜，滤水管选用￠9O聚氯乙烯硬塑料管制作。
2.塑料排水带质量要求
（1）不同型号塑料排水带的厚度应符合表1.3.5-1。
不同型号排水带的厚度（mm）表1.3.5-1
型号
A
B
C
D
厚度
＞3.5
＞4.0
＞4.5
＞6
（2）塑料排水带的性能应符合表1.3.5-2。
塑料排水带的性能表1.3.5-2
项目
单位
A型
B型
C型
条件
纵向通水量
cm3/s
≥15
≥25
≥40
侧压力
滤膜渗透系数
cm/s
≥5×10-4
试件在水中浸泡24h
滤膜等效孔径
μm
＜75
以D98计,D为孔直径
复合体抗拉
强度（干态）
kN/10cm
≥1.0
≥1.3
≥1.5
延伸率10%时
滤膜
抗拉
强度
干态
N/cm
≥15
≥25
≥30
延伸率10%时
湿态
≥10
≥20
≥25
延伸率15%时
试件在水中浸泡24h
滤膜重度
N/m2
--
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。
1.3.6施工工艺
1.3.6.1工艺流程
1.3.6.2操作工艺
1.工作垫层
工作垫层由铺荆笆和填干土两道工序组成，做法为：
先铺荆笆，选用柔韧性好的荆笆，在软土表面按顺序满铺两层，荆笆的块与块之间搭接2OOmm，并用14~16号钢丝按5OOmm间距绑扎牢固，层与层之间要错缝。
然后填土，厚度不小于40Omm。
填土宜用人工手推车进行，严禁用机械作业，亦禁止在加固区内堆放土，以防止被加固土受到扰动而影响下道工序施工和造成回填材料浪费。
2.铺滤水层
滤水层的材料通常用中粗砂，也可用不带利刃的其他小颗粒材料代替（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40Omm，作业要求表面平整、厚度均匀，厚度误差不大于±2Omm，如原来地势高低起伏太大时，在铺干土和铺滤水层时进行调整。
铺滤水层亦应由人工用手推车进行。
3.插塑料排水带
（1）塑料排水带是专门用于土体排水的专用材料，用于竖向排水有A、B、C、D型四种规格。
（2）插板的操作要点
1）插板前应根据设计要求和地块形状进行布点，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，因而行走方向应沿地块长方向安排。
2）排水带的平面布置和埋置深度应严格控制，水平间距允许误差不大于±1OOmm，埋置深度允许误差不大于±2OOmm。
为防止埋置深度不够，要根据土质条件选择合适的桩靴，操作时桩管满足插人深度后先缓缓向上拔管，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，应增加桩尖锚固时折起长度2OOmm和滤水层上表面加长2OOmm。
因桩孔中土体在回涌时，会将排水带下拉，故要求桩孔应及时回填。
回填时应将排水带适当向上提拉，以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连接方式，搭接长度宜大于2OOmm。
4.铺管网和设备安装
（1）滤水管
滤水管采用ø9O聚乙烯硬塑料管制作，在管壁上按每6Omm钻一圈ø10小孔，每圈为6个孔。
然后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号钢丝按每100mm一道绑扎牢固。
安装和绑扎时应注意将绑扎钢丝头朝下，以防扎破上面的密封膜。
滤水管的间距不大于8m，外侧管距膜沟中心线距离不大于4m。
（2）真空泵
射流式真空泵是由射流器、离心式清水泵、循环水箱等组成，真空泵是真空预压的关键设备，其性能好坏直接影响加固效果。
5.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单元。
一般情况下，加固单元的面积不大于10000m2，不小于2000m2；过大会增加施工难度，过小则加大工程成本，此外还应根据地形和地势条件灵活掌握，划分加固单元和技术条件有：
（1）地块的长边和短边之比不大于3.2。
（2）地块的地势要平坦，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）塑料薄膜采用厚度为0.08~0.1Omm的普通白色聚氯乙烯农用薄膜按一定尺寸要求经热缝合而成。
为防止热冷缩，加工尺寸应比实际尺寸大一些。
（2）铺膜
密封膜应铺三层，铺膜前应先挖好压膜沟。
铺膜工作应选择无风天气、在白天一次完成。
一块10000m2的地块，铺膜的人数不少于30人。
并应准备足够数量的氯丁胶和高频热合机及部分备用整卷塑料薄膜。
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。
相邻两层膜的合缝必须错开5OOmm以上，严禁焊缝重叠。
修补孔洞可用小块薄膜，要求用湿布将破孔周围和小薄膜擦洗干净，再分别涂刷氯丁胶，待胶干燥（以不粘手为准）后将小块膜粘贴在破孔处，以两层膜间没有气泡即可。
（3）压膜沟与挡水埝
为了保证压膜沟的密封质量，压膜前需先在沟内灌水深200~30Omm。
压膜时先把膜浸入水底，再在膜上压一层黏土。
当泥浸透后由人工将黏泥踩成泥浆，然后再在沟里填黏土，并分层轻轻夯实。
膜沟填实后再做挡水埝，埝高600~80Omm，同一块的埝顶要在同一平面上，高差不大于1OOmm，为防止风浪冲刷和便于行走，捻顶压两层土袋。
（4）局部密封
抽气管需穿过密封膜，膜与钢管的接口处需采取特殊的密封措施，既要把接口处压密实，又要防止抽真空时将膜拉裂。
7.预压
（1）试抽气
抽气开始时，应将所有的抽气泵同时开动，并认真观察真空度的变化，正常情况下开泵后2~4h，泵口处的真空度应达到2.666kPa（2OmmHg）。
此时应安排专人在地块内和膜沟附近认真巡查，寻找漏气部位。
如有漏气，停泵进行修理，直至无漏气点为止。
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。
检修内容包括：
1）挡水埝和膜沟外侧的地面有无裂缝，塌陷，并查明原因进行加固处理；
2）预压区内有无过大的不均匀沉降，如沉降呈凹塌状时耍剪开密封膜用砂子填平；
3）真空表灵敏度是否正常；
4）电器、机械是否完好。
（2）抽气
经检查修理，再抽气时真空度提高很快，此时更应注意观察整个预压区内有无异常，因为随着真空度的提高，一旦发生故障，情况比较突然，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；亦可采用膜上全面覆水密封，可提高膜的密封性能；防止塑料膜直接爆晒，减缓膜的老化；冬期施工可以起到保温防冻作用。
（3）观测与检测
施工单位一般只负责表面沉降观测，其他诸如分层沉降观测、分层孔隙水压检测、侧向位移等测试项目一般由设计单位委派的监测单位负责，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，附近很难设置较好的临时水准点。
为此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，还必须认真做好临时水准点。
临时观测点可将1OOmm的钢管，用插板机插人地下，钢管下端应达到比较密实的土层。
当桩周土稳定后（一般需15d），在桩顶浇注混凝土墩，并埋入短钢筋头制成水准点。
2）沉降观测标尺
沉降观测尺以每500m2设一个标尺，底座用混凝土制作。
尺杆要选用经烘干的红松制作，尺杆每格读数为5mm。
为防止放尺时割破塑料膜，宜在尺座下垫两层塑料编织袋。
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编号顺序进行，并做好记录。
1.3.7质量标准
1.3.7.1真空预压地基和塑料排水带质量检验标准应符合表1.3.7.1的规定。
真空预压地基和塑料排水带质量检验标准表表1.3.7.1
项
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检验方法
单位
数值
主
控
项
目
1
真空度降低值
%
＜2
观测真空表
2
固结度
（与设计要求比）
%
≤2
根据设计要求
采用不同的方法
3
承载力或其他
性能标准
设计要求
按规定方法
项
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检验方法
单位
数值
一
般
项
目
1
沉降速率（与控制值比）
%
±10
水准仪
2
砂井或塑料
排水带位置
mm
±100
用钢尺量
3
砂井或塑料排水带
插入深度
mm
±200
插入时
用经纬仪检查
4
插入塑料排水带时的
回带长度
mm
≤500
用钢尺量
5
塑料排水带或砂井
高出垫层距离
mm
≥200
用钢尺量
6
插入塑料排水带的
回带根数
%
＜5
目测
1.3.7.2质量检验
1.对于以抗滑移控制的重点工程，应在预压区内选择代表性地点预留孔位，在加载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，以验算地基的抗滑移稳定性，并检验地基的处理效果。
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，推算地基的最终固结变形量、不同时间的固结度和相应的变形量，以分析处理效果并为确定卸载时间提供依据。
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，尚应量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等，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标准。
检验数量，每单位工程不应少于3点，1000m2以上工程，每100m2，至少应有一点，3000m2以上工程，每300m2至少应有一点。
1.3.8成品保护
1.塑料薄膜和塑料排水带要妥当存放，防止损坏。
2.塑料薄膜铺完后，应采取防护措施，以防损坏薄膜。
1.3.9安全环保措施
1.3.9.1用电安全
1.真空预压大都在空旷荒野施工，作业人数少，预压阶段是带水作业，必须高度重视用电安全。
2.变压器以下的所有施工线路，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闸箱。
3.固定电源线必须架空，拖地电缆必须采用防水橡胶电缆，且必须符合耐压要求。
严禁使用己老化的旧电缆，或不合格的产品。
所有的电缆接头必须有严格的防漏电措施，并用木桩将接头竖起架离地面。
4.电工或运行工，上岗值班两人同岗，严禁单人上岗，必须坚持定期安全检查制度。
强风、暴雨后应立即进行线路和用电设备检查。
1.3.9.2机械作业
1.插板机的安装、拆卸必须有专人指挥，登高作业的人员必须配备安全装置。
2.两班制或三班制作业，必须执行班前交接制度和班后保养制度。
机上人员必须遵守“清洗、润滑、调整、紧固、防腐”的十字作业法。
3.插板机的卷扬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。
4.插板机作业必须专人指挥，特别是穿桩靴的人员必须动作协调，严防人身伤害。
1.3.9.3环保措施
施工现场合理布置、场容整洁、封闭施工，废弃物及时清理，现场进行有组织排水。
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。
1.3.10质量记录
1.3.10.1交工资料
交工资料包括：
1.原始地面标高测量记录（见表1.3.10.1-1）；
自然地面原始标高测量记录表1.3.10.1-1
单位工程名称
施工单位名称
建设单位名称
测量日期
年月日
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：
第一次测量点分布必须和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：
复测员：
2.沉降观测记录（见表1.3.10.1-2）；
沉降观测记录表1.3.10.1-2
单位工程名称：
第页共页资料编号
观测点编号
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）
本次
沉降量
（mm）
标高
（m）
本次
沉降量
（mm）
标高
（m）
本次
沉降量
（mm）
本次
累计
累计
累计
累计
观测者
检测者
填表单位负责人：
制表人：
3.真空预压运行记录（见表1.3.10.1-3、表1.3.10.1-4）。
真空预压运行记录（泵上真空度）表1.3.10.1-3
工程名称：
值班人员：
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
泵号
泵号
注：
1mmHg=133.322N/m2
真空预压运行记录（膜上真空度）表1.3.10.1-4
工程名称：
值班人员：
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
泵号
泵号
注：
1mmHg=133.322N/m2
1.3.10.2程序
施工单位经自验达到加固要求后应立即向监理进行报验，待建设、监理、设计单位认可后，即可办理交工签证手续。
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