真空预压工艺在西中环快速路二期工程的应用

□文/王 军

真空预压工艺在西中环快速路二期工程的应用

□文/王 军

真空预压工艺广泛应用于沿海地区制造平地，即将原有海域、湖区或河岸转变为陆地。西中环快速路二期工程是黄港生态休闲园区一条主干路，在工程起点有一座原河道清理吹浆形成的泥浆池，面积约为5万m2，由于池中淤泥层较深，原设计不满足路基稳定性需求，继改为真空联合堆载预压工艺施工。文章对这一工艺加以介绍。

路基；真空预压；施工工艺

真空预压工艺是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力，即在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。现广泛用于沿海地区制造平地，即将原有的海域、湖区或河岸转变为陆地。

天津作为环海城市，在经济高速发展的同时，也在努力的向大海要资源、要发展区域，南疆港就是一个成功的范例。在那里真空预压工艺大面积运用，不仅美化了海岸线，改善沿海景观，又建设了港口码头，形成一座真正的人工岛。

1 工程概况

西中环快速路二期是位于南疆港黄港生态休闲园区的一条主干路，主线宽35m，在工程起点的位置有一座原河道清理吹浆形成的泥浆池，面积约为5万m2，设计道路主线从中穿过，长为500m，宽为60m，面积约3万m2。由于池中淤泥层较深，原有设计不能满足路基的稳定性要求，继改为真空联合堆载预压工艺施工。

2 工艺流程

施工准备→测量放线→铺土工布→铺荆笆→铺素土垫层→铺中粗砂垫层→打设排水板→真空预压→回填预压土→80d检测合格后卸载。

3 施工工艺

3.1 测量放线

测量该区域内的原地面高程。主要是了解工作面是否平整，若有局部坑洼，还需用素土填平，以便铺设土工布平顺整齐。

3.2 铺设土工布

先在原地面上铺一层土工布，土工布的幅宽、质量、厚度、抗拉强度、顶破强度和渗透系数要满足设计和规范要求。

土工布要成卷进入现场，采用缝接法保证土工布的整体性，缝接宽度≮5cm；土工布摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不能出现扭曲、褶皱、重叠；铺好的土工布要用铅丝与荆笆锚固在一起，以防回填土时移动，土工布铺设从一侧向另一侧按顺序铺设，铺设一定距离后，方可铺设荆笆。

3.3 铺设荆笆

该工程为超软基工程，施工难度大，所以要在土工布上铺3层荆笆，荆笆的质量要满足设计和规范要求。铺荆笆时每两片搭接长度≮20cm，每隔50cm用铅线绑扎一个结，上下两层荆笆错缝铺设。铺荆笆时，从此区域的一侧向另一侧依次推进，以防大风把荆笆掀翻，待铺设一定面积后报监理工程师检验合格后方能开始回填素土。

3.4 回填素土

先将外购土运至现场，存放在加固区边缘，在荆笆铺设的范围内，用长臂挖掘机将素土挖至中心附近后，用轻型推土机将土推至铺设范围内，这样将加快施工进度，确保按工期内完成计划任务。

回填土时，要控制好厚度，保证打板机所需承载力；回填土完成时，用水准仪按10m×10m方格网测量土顶面高程并报监理工程师验收，合格后方可进行砂垫层施工。

3.5 砂垫层回填

砂垫层回填采用中粗砂，含泥量≯3%，渗透系数＞5×10-3cm/s。回填时，先将砂子用自卸车运至加固区边缘，用人工推小车至回填区域，一次填够至40cm厚，误差在规范要求内。砂垫层可先铺设一段，以便拼装插板机，进行流水施工作业，砂垫层随着施工进度并及时报险，以便后道工序施工测量其顶面高程，达到要求后，开始打设塑板桩。

3.6 塑料排水板

1）施工流程。测放板位→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→剪断塑料排水板→机具移位。

2）塑料排水板规格型号和质量要满足设计规范要求，插设前将出厂合格证及复试报告上报监理工程师。

3）在砂垫层，顶面打设塑料排水板，按正方形布置，间距为0.7m花板打设底标高，塑料板在砂垫层面外露长度＞25cm。

4）打设塑料排水板采用轻型门架式插板机，打设前先按图纸要求用经纬仪放出区域的位置和尺寸并测放桩位，做好标记。

5）插桩机就位后，要调整好套管的垂直度并在打设套器和打桩机架上刻画出明显打桩长度标记，经监理工程师验收后方可插板。

6）插板时套管下桩要准确，板位偏差及板的平面间距偏差不得超过规范允许值。

7）严格控制塑料排水板的打设标高，当发现地质情况变化，无法打到设计标高时，应及时与监理工程师联系，待征得设计同意后方可变更打设标高，现场派专人进行检查并做好施工记录。

8）严防出现扭结、断裂、撕裂滤膜现象，打塑料排水板时，插板人员要认真负责，必须把板面埋顶，防止板面扭结进入套管，有风天气施工时要特别注意，防止风力将板的滤膜撕破，六级以上风力应禁止打板。

9）严格控制回带。打设塑料排水板时，机组质量员要认真观察是否回带现象，当套管提升时，排水板应随套管上升向管内移动，如不向管内移动说明有回带现象，回带长度要控制在30cm以内，否则要重新补打，回带根数不能超过总根数的5%。

10）本工程设计要求露出砂面排水板＞25cm，剪板人员要认真负责，留足外露砂面长度，打设的塑料排水板必须为整板，严禁接板。要认真做施工记录，不符合规范要求的要补打。

3.7 真空预压

1）埋板头平整砂垫层

一个区域的塑料排水板验收合格后，及时用砂垫层的砂填满，打设时在板周围形成孔洞，清理加固区杂物和打设板过程中回带到砂面的淤泥，以便更好地形成排水通道，将板头埋入垫层中，埋设方向与砂面平行，以确保排风畅通，同时防止刺破封膜。

2）埋监测仪器

塑料板打完后，按照图纸上给定的位置及指定的监测单位埋设监测仪器并做好仪器的保护工作。

3）铺设真空滤器和膜下测头

真空滤管采用符合设计或规范要求的φ60mm塑料软管，打孔加工后包土工织物滤水层并捆扎结实，使滤水管只透水不透砂，滤管连接采用胶管，胶管套入滤器约10cm，用铅丝绑紧铅丝结头严禁朝上，以免扎破滤膜、滤管相交处，采用二通、三通、四通连接。

埋设塑料管前，先由测量人员按设计图纸放线定位，将滤管放到埋设位置附近，然后按滤管布设位置，在砂垫层上开沟，把滤管放到沟里埋好，埋设深度应为砂垫层中间处理好接头及出膜口，测头布置在每区的角点和加固区中心，膜下测头距加固区边线约10m。

3.8 开挖膜沟

开挖前用全站仪放线并做好标记，本次采用机械挖沟，开挖时保证断面尺寸，切断透水层，最浅挖至不透水层顶面以下50cm，边坡符合设计要求。压膜沟处的塑料板不剪断，要沿沟边向上插入垫层中插入长度≮20cm。

3.9 铺密封膜

密封膜采用聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，厚度为0.12～0.14mm，质量必须符合设计要求，要有出厂合格证和技术指标抽检报告。

1）密封膜在工厂热合一次成型，严禁有热穿热合不紧现象，不宜有交叉热合缝，万一需要在现场热合，必须严格按规定要求进行搭接宽度≮2m，加工后的密封膜面积不得小于预计面积，每边长度要大于加固区相应边4m。

2）铺密封膜是本工程的关键工序，其质量好坏真接影响加固效果，所以要精心操作。铺膜前要把出膜弯管与过滤管连接好并培实砂子，将压制成型的密封膜，按区分3层铺设，铺膜时必须统一指挥，选无风天气，一个区域要一天内铺完，铺膜时要顺风向展开，不要绷紧，要有一点余量，展开后每层要进行检查修补，四周填入压膜沟内，深入沟底50cm，然后用粘土填筑压膜沟，填入压膜沟的粘土要及时的每隔10m放一段砂袋压住密封膜。

3）安装射流泵及滤管。每个区域的射流泵数量符合设计提出的施工方案要求，使用的真空射流泵必须能形成≮0.096MPa的真空压力，安装泵时要按图纸的位置，准确布置，连接处要密封，安装后进行调试，检查质量，为抽气准备。

3.10 真空抽气

1）试抽气

调整各种仪器的初步读数，再进行开泵抽气，同时检查每台泵的运转情况及薄膜的密封情况，出现问题及时处理，试抽真空阶段，膜下真实压力应达到60～85 kPa，若低于此值属于不正常，应立即查找原因及时处理，从试抽气开始，即应进行真空压力、沉降量等参数观测，当荷载达到85kPa后，及时报监理工程师验收，试抽气力争一周内完成。

2）正式抽气

正式抽气过程中，要维持泵的正常运转，射流泵水箱内的循环水要不断补充，同时每天按要求进行真空记录，对于设备运转情况，供电情况及真空预压有关的施工情况，均要进行严格详细记录，真空度记录按监理要求及时处理上报，抽真空时保持膜内真空度85kPa以上，如发现密封出现问题，应及时查找原因并进行处理。

3）监测

在抽气过程中要进行监测，施工过程中注意保护监测设施和仪器防止被破坏。真空压力值观测每2～4 h一次，发现真空压力有下降现象，立即查找原因及时处理。

4）沉降观测

设专人进行沉降观测，观测频率按设计和规定要求进行，观测数据资料要完整、准确、实事求是；要及时做出沉降量与时间关系曲线，对于异常值，应重新观测一次，每次闭合误差要符合规定要求。真空预压连续10d按实测沉降曲线推算的固结度＞90%，实测沉降速率≯2mm/d即可终止预压。如满足设计要求后即可停止抽气（终止预压）。经检测单位试验加固效果达到设计要求后，报监理工程师验收，合格后即可拆除各种设备。

3.11 堆载预压

1）堆载前，要测量地面标高，做好堆载高度控制初始数值。堆载时采用机械施工，在真空预压达到80kPa后，一次性施工40kPa堆载。

2）加载过程中，要注意观察沉降速率和侧向位移，如果超过规范要求，要停止加载。

3）加载过程中射流泵的位置。堆载区外缘的泵在原来位置不变即置于堆载坡角处，区域中间的射流泵在加载过程中抬高1.6mm左右，使泵箱顶部略低于堆载标高，在设置泵时管路需留出预留长度。

4）堆载期的排水。堆载期区域边缘设排水沟，用泵抽法将水排到工作区以外。

5）真空堆载联合预压，经监测单位观测，分析达到设计要求后，上报卸载报告，经批准后，交于下一工序施工队接收。

4 结语

通过真空预压施工，该工程路基的承载力增强、稳定性更高。同其他路基施工方法相比该施工方法具有施工方法简单、稳定性好、经济实用的特点，但其工期要求较长，施工面积小或施工工期较紧的工程不适用。

U415.6

C

1008-3197（2011）01-49-03

2011-01-06

王 军/男，1972年出生，助理工程师，天津路桥建设工程有限公司第四分公司技术质量部长，从事公路工程技术质量控制管理工作。