真空預壓工藝在西中環快速路二期工程的應用

□文/王 軍

真空預壓工藝在西中環快速路二期工程的應用

□文/王 軍

真空預壓工藝廣泛應用于沿海地區制造平地，即將原有海域、湖區或河岸轉變為陸地。西中環快速路二期工程是黃港生態休閑園區一條主干路，在工程起點有一座原河道清理吹漿形成的泥漿池，面積約為5萬m2，由于池中淤泥層較深，原設計不滿足路基穩定性需求，繼改為真空聯合堆載預壓工藝施工。文章對這一工藝加以介紹。

路基；真空預壓；施工工藝

真空預壓工藝是通過覆蓋于地面的密封膜下抽真空，膜內外形成氣壓差，使粘土層產生固結壓力，即在總應力不變的情況下，通過減小孔隙水壓力來增加有效應力的方法。現廣泛用于沿海地區制造平地，即將原有的海域、湖區或河岸轉變為陸地。

天津作為環海城市，在經濟高速發展的同時，也在努力的向大海要資源、要發展區域，南疆港就是一個成功的范例。在那里真空預壓工藝大面積運用，不僅美化了海岸線，改善沿海景觀，又建設了港口碼頭，形成一座真正的人工島。

1 工程概況

西中環快速路二期是位于南疆港黃港生態休閑園區的一條主干路，主線寬35m，在工程起點的位置有一座原河道清理吹漿形成的泥漿池，面積約為5萬m2，設計道路主線從中穿過，長為500m，寬為60m，面積約3萬m2。由于池中淤泥層較深，原有設計不能滿足路基的穩定性要求，繼改為真空聯合堆載預壓工藝施工。

2 工藝流程

施工準備→測量放線→鋪土工布→鋪荊笆→鋪素土墊層→鋪中粗砂墊層→打設排水板→真空預壓→回填預壓土→80d檢測合格后卸載。

3 施工工藝

3.1 測量放線

測量該區域內的原地面高程。主要是了解工作面是否平整，若有局部坑洼，還需用素土填平，以便鋪設土工布平順整齊。

3.2 鋪設土工布

先在原地面上鋪一層土工布，土工布的幅寬、質量、厚度、抗拉強度、頂破強度和滲透系數要滿足設計和規范要求。

土工布要成卷進入現場，采用縫接法保證土工布的整體性，縫接寬度≮5cm；土工布攤鋪時應拉直平順，緊貼下承層，不能出現扭曲、褶皺、重疊；鋪好的土工布要用鉛絲與荊笆錨固在一起，以防回填土時移動，土工布鋪設從一側向另一側按順序鋪設，鋪設一定距離后，方可鋪設荊笆。

3.3 鋪設荊笆

該工程為超軟基工程，施工難度大，所以要在土工布上鋪3層荊笆，荊笆的質量要滿足設計和規范要求。鋪荊笆時每兩片搭接長度≮20cm，每隔50cm用鉛線綁扎一個結，上下兩層荊笆錯縫鋪設。鋪荊笆時，從此區域的一側向另一側依次推進，以防大風把荊笆掀翻，待鋪設一定面積后報監理工程師檢驗合格后方能開始回填素土。

3.4 回填素土

先將外購土運至現場，存放在加固區邊緣，在荊笆鋪設的范圍內，用長臂挖掘機將素土挖至中心附近后，用輕型推土機將土推至鋪設范圍內，這樣將加快施工進度，確保按工期內完成計劃任務。

回填土時，要控制好厚度，保證打板機所需承載力；回填土完成時，用水準儀按10m×10m方格網測量土頂面高程并報監理工程師驗收，合格后方可進行砂墊層施工。

3.5 砂墊層回填

砂墊層回填采用中粗砂，含泥量≯3%，滲透系數＞5×10-3cm/s。回填時，先將砂子用自卸車運至加固區邊緣，用人工推小車至回填區域，一次填夠至40cm厚，誤差在規范要求內。砂墊層可先鋪設一段，以便拼裝插板機，進行流水施工作業，砂墊層隨著施工進度并及時報險，以便后道工序施工測量其頂面高程，達到要求后，開始打設塑板樁。

3.6 塑料排水板

1）施工流程。測放板位→機具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→剪斷塑料排水板→機具移位。

2）塑料排水板規格型號和質量要滿足設計規范要求，插設前將出廠合格證及復試報告上報監理工程師。

3）在砂墊層，頂面打設塑料排水板，按正方形布置，間距為0.7m花板打設底標高，塑料板在砂墊層面外露長度＞25cm。

4）打設塑料排水板采用輕型門架式插板機，打設前先按圖紙要求用經緯儀放出區域的位置和尺寸并測放樁位，做好標記。

5）插樁機就位后，要調整好套管的垂直度并在打設套器和打樁機架上刻畫出明顯打樁長度標記，經監理工程師驗收后方可插板。

6）插板時套管下樁要準確，板位偏差及板的平面間距偏差不得超過規范允許值。

7）嚴格控制塑料排水板的打設標高，當發現地質情況變化，無法打到設計標高時，應及時與監理工程師聯系，待征得設計同意后方可變更打設標高，現場派專人進行檢查并做好施工記錄。

8）嚴防出現扭結、斷裂、撕裂濾膜現象，打塑料排水板時，插板人員要認真負責，必須把板面埋頂，防止板面扭結進入套管，有風天氣施工時要特別注意，防止風力將板的濾膜撕破，六級以上風力應禁止打板。

9）嚴格控制回帶。打設塑料排水板時，機組質量員要認真觀察是否回帶現象，當套管提升時，排水板應隨套管上升向管內移動，如不向管內移動說明有回帶現象，回帶長度要控制在30cm以內，否則要重新補打，回帶根數不能超過總根數的5%。

10）本工程設計要求露出砂面排水板＞25cm，剪板人員要認真負責，留足外露砂面長度，打設的塑料排水板必須為整板，嚴禁接板。要認真做施工記錄，不符合規范要求的要補打。

3.7 真空預壓

1）埋板頭平整砂墊層

一個區域的塑料排水板驗收合格后，及時用砂墊層的砂填滿，打設時在板周圍形成孔洞，清理加固區雜物和打設板過程中回帶到砂面的淤泥，以便更好地形成排水通道，將板頭埋入墊層中，埋設方向與砂面平行，以確保排風暢通，同時防止刺破封膜。

2）埋監測儀器

塑料板打完后，按照圖紙上給定的位置及指定的監測單位埋設監測儀器并做好儀器的保護工作。

3）鋪設真空濾器和膜下測頭

真空濾管采用符合設計或規范要求的φ60mm塑料軟管，打孔加工后包土工織物濾水層并捆扎結實，使濾水管只透水不透砂，濾管連接采用膠管，膠管套入濾器約10cm，用鉛絲綁緊鉛絲結頭嚴禁朝上，以免扎破濾膜、濾管相交處，采用二通、三通、四通連接。

埋設塑料管前，先由測量人員按設計圖紙放線定位，將濾管放到埋設位置附近，然后按濾管布設位置，在砂墊層上開溝，把濾管放到溝里埋好，埋設深度應為砂墊層中間處理好接頭及出膜口，測頭布置在每區的角點和加固區中心，膜下測頭距加固區邊線約10m。

3.8 開挖膜溝

開挖前用全站儀放線并做好標記，本次采用機械挖溝，開挖時保證斷面尺寸，切斷透水層，最淺挖至不透水層頂面以下50cm，邊坡符合設計要求。壓膜溝處的塑料板不剪斷，要沿溝邊向上插入墊層中插入長度≮20cm。

3.9 鋪密封膜

密封膜采用聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，厚度為0.12～0.14mm，質量必須符合設計要求，要有出廠合格證和技術指標抽檢報告。

1）密封膜在工廠熱合一次成型，嚴禁有熱穿熱合不緊現象，不宜有交叉熱合縫，萬一需要在現場熱合，必須嚴格按規定要求進行搭接寬度≮2m，加工后的密封膜面積不得小于預計面積，每邊長度要大于加固區相應邊4m。

2）鋪密封膜是本工程的關鍵工序，其質量好壞真接影響加固效果，所以要精心操作。鋪膜前要把出膜彎管與過濾管連接好并培實砂子，將壓制成型的密封膜，按區分3層鋪設，鋪膜時必須統一指揮，選無風天氣，一個區域要一天內鋪完，鋪膜時要順風向展開，不要繃緊，要有一點余量，展開后每層要進行檢查修補，四周填入壓膜溝內，深入溝底50cm，然后用粘土填筑壓膜溝，填入壓膜溝的粘土要及時的每隔10m放一段砂袋壓住密封膜。

3）安裝射流泵及濾管。每個區域的射流泵數量符合設計提出的施工方案要求，使用的真空射流泵必須能形成≮0.096MPa的真空壓力，安裝泵時要按圖紙的位置，準確布置，連接處要密封，安裝后進行調試，檢查質量，為抽氣準備。

3.10 真空抽氣

1）試抽氣

調整各種儀器的初步讀數，再進行開泵抽氣，同時檢查每臺泵的運轉情況及薄膜的密封情況，出現問題及時處理，試抽真空階段，膜下真實壓力應達到60～85 kPa，若低于此值屬于不正常，應立即查找原因及時處理，從試抽氣開始，即應進行真空壓力、沉降量等參數觀測，當荷載達到85kPa后，及時報監理工程師驗收，試抽氣力爭一周內完成。

2）正式抽氣

正式抽氣過程中，要維持泵的正常運轉，射流泵水箱內的循環水要不斷補充，同時每天按要求進行真空記錄，對于設備運轉情況，供電情況及真空預壓有關的施工情況，均要進行嚴格詳細記錄，真空度記錄按監理要求及時處理上報，抽真空時保持膜內真空度85kPa以上，如發現密封出現問題，應及時查找原因并進行處理。

3）監測

在抽氣過程中要進行監測，施工過程中注意保護監測設施和儀器防止被破壞。真空壓力值觀測每2～4 h一次，發現真空壓力有下降現象，立即查找原因及時處理。

4）沉降觀測

設專人進行沉降觀測，觀測頻率按設計和規定要求進行，觀測數據資料要完整、準確、實事求是；要及時做出沉降量與時間關系曲線，對于異常值，應重新觀測一次，每次閉合誤差要符合規定要求。真空預壓連續10d按實測沉降曲線推算的固結度＞90%，實測沉降速率≯2mm/d即可終止預壓。如滿足設計要求后即可停止抽氣（終止預壓）。經檢測單位試驗加固效果達到設計要求后，報監理工程師驗收，合格后即可拆除各種設備。

3.11 堆載預壓

1）堆載前，要測量地面標高，做好堆載高度控制初始數值。堆載時采用機械施工，在真空預壓達到80kPa后，一次性施工40kPa堆載。

2）加載過程中，要注意觀察沉降速率和側向位移，如果超過規范要求，要停止加載。

3）加載過程中射流泵的位置。堆載區外緣的泵在原來位置不變即置于堆載坡角處，區域中間的射流泵在加載過程中抬高1.6mm左右，使泵箱頂部略低于堆載標高，在設置泵時管路需留出預留長度。

4）堆載期的排水。堆載期區域邊緣設排水溝，用泵抽法將水排到工作區以外。

5）真空堆載聯合預壓，經監測單位觀測，分析達到設計要求后，上報卸載報告，經批準后，交于下一工序施工隊接收。

4 結語

通過真空預壓施工，該工程路基的承載力增強、穩定性更高。同其他路基施工方法相比該施工方法具有施工方法簡單、穩定性好、經濟實用的特點，但其工期要求較長，施工面積小或施工工期較緊的工程不適用。

U415.6

C

1008-3197（2011）01-49-03

2011-01-06

王 軍/男，1972年出生，助理工程師，天津路橋建設工程有限公司第四分公司技術質量部長，從事公路工程技術質量控制管理工作。