公路施工：无砂多层面增压式真空分层预压软基加固施工工法

无砂多层面增压式真空分层预压软基加固施工工法 工法编号GGG（闽）A1-2021 完成人林木水、周军平、陈建民、魏长义、陈益明 完成单位大成工程建设集团有限公司 1.前言前言 在加固软土路基施工过程中， 基于固结土原理发展而来的真空预压法因为其经济性被广 泛采用， 常规的真空联合堆载预压法是在待处理的土体中置入竖向排水板并结合上部堆载共 同形成的加固体系， 使地基土在预压期就产生较大的沉降量， 为确保地基土在加载过程的稳 定性，地基土的固结度达到 30-50才能施加上部堆载；同时，地基必须满足沉降速率小 于 20mm/d 时，才能施加下一级堆载，耗费工期长，且容易由竖向排水板堵塞引起排水固结 效果差。 为弥补堆载真空预压技术在现场施工应用过程中带来的限制与不足， 基于 FDPS-B 新型 防淤堵排水板，利用手型接头构筑管网、增设增压管增压、免除砂层堆载一系列措施，形成 无砂增压式真空预压技术，在溪东路 A 标段 K6560K7000 段首次试点应用，有效克服了 泥沙通过滤膜时造成的淤堵和小型射流式真空泵处理地基土深度浅的缺点， 加速土体排水固 结，无需再进行堆载，质量效果好、施工技术先进、缩短工期，总结成施工工法“无砂多层 面增压式真空分层预压软基加固施工工法” 2.特点特点 2.0.1 本工法采用 FDPS-B 型新型防淤堵塑料排水板，该种排水板采用特殊滤膜和芯板 热熔成一体的新型材料，整体性好、抗力强度高、滤膜孔径大，有效克服了泥沙通过滤膜时 造成的淤堵，保障滤膜有效性、排水通畅。且可根据淤泥颗粒度调整孔径大小，达到最佳泥 水分离目的。 2.0.2 本工法采用手型接头直接连接排水板与真空支管，代替了常规真空预压中砂垫层 和透水滤管，低碳环保，缩短了真空传递路径，而且减少了真空度的沿途损失，加快了土体 固结的时间。 2.0.3 本工法在土体中增设增压管，抽真空的同时，对软土一定深度进行水平向增压， 无需堆载即可达到真空联合堆载 80～100kPa 的预压效果。 2.0.4 本工法采用水环式真空泵和不倒翁集水井代替传统真空系统，节能且容易控制， 气液分离，机械真空传至集水井，真空压力均匀分布，提高真空利用率，缩短施工时间。 2.0.5 增设多真空作用面的排水板带，将真空荷载引导到土层深处，使得真空负压源由 传统的表面单一真空作用面变成分布于深厚淤土地基的多层次真空作用面， 有效减少真空度 沿土层深度方向的衰减， 解决传统排水板中真空度沿深度方向衰减大的问题， 使得深部的土 第 1 页 共 13 页 层也能在较大的真空度下进行排水固结。 3.适用范围适用范围 本工法适用于深厚淤土软基加固工程，包括大型道路的复杂地质条件下的软基加固施 工。 4.工艺原理工艺原理 本工法在软基预处理加固施工过程中，选用整体性好、抗力强度高、滤膜孔径大的 FDPS-B 型防淤堵塑料排水板插入地基中，排水板之间用螺旋钢丝软管通过手型接头相连组 成真空支管路，真空支管路通过变径四通汇集至相应的真空主管路，构成膜下真空管网，然 后与资源节约型水环式真空泵直接相连， 自动控制安全性和节能性好， 并且利用不倒翁集水 井气液分离，机械真空传至集水井，由集水井分布八个口，每一出口连接真空主管，主管再 分布在支管上，达到真空压力均匀分布的目标，缩短了排水路径，提高了排水效率且无需砂 垫层材料， 同时加设深层真空管形成多真空作用面， 代替传统的表层单一真空作用面的排水 板， 多真空作用面的排水体可以将负压源由传统的表层单一真空作用面变成分布于深厚淤土 地基的多层次真空作用面。 然后在排水板旁指定位置插打增压管，用螺旋钢丝软管和小三通将各增压管相互连接， 形成增压管网，待抽真空至中后期，表层土体达到一定固结度时，开始进行增压施工，利用 压缩气体扰动一定深度范围内的土体， 打破抽真空时土体的相对平衡状态， 土体产生微裂隙， 使土体中的水分子定向流动，加速土体固结，提高土体强度。 原理图如图 4 所示。 3 4 11 7 2 8 6 10 5 12 1 13 9 1-空压机；2-压膜沟；3-FDPS-B 型防淤堵塑料排水板；4-增压管；5-增压作用面；6-送气管；7-密封膜； 8-抽真空管路；9-深层真空管；10-深层真空作用面；11-抽真空控制阀；12-水汽分离集水井；13-真空 泵机组 图 4 无砂多层面增压式真空分层预压软基加固原理图 5.工艺流程及工艺流程及操作要点操作要点 5.1 工艺流程工艺流程 施工操作流程图如图 5.1 所示 第 2 页 共 13 页 图 5.1 施工流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 施工准备 1.技术准备 详细了解场地地质情况，勘察施工现场，把场地情况弄清楚。进行自审会审图纸编制详 细的施工组织设计和专项方案。编制施工工艺技术交底卡，进行技术交底。 工程施工前，按施工布署中的组织机构及岗位设置，尽快落实人员上岗。在准备工作期 间，对上岗人员进行岗位培训，熟悉有关图纸规范，优化施工组织设计，施工前做好设计图 纸、施工组织设计、施工安全生产等有关规范、技术交底工作。 2.机械准备 根据施工方案中确定的施工方法，对施工机具配备的要求、数量以及施工进度安排，编 制施工机具需用量计划。施工前认真做好进场机械设备的检查、维修和必要的保养工作。 施工前， 应安排施工顺序计划， 综合考虑施工运输机械进场安排。 编制运输需用量计划， 并组织落实运输工具，按照需用量计划明确的进场日期，联系和调配所需运输工具，确保材 第 3 页 共 13 页 料、构配件和机具设备按期进场。 3.材料准备 材料申请计划及时拟出，并报材料供应部门及时备料。材料备料遵循“有计划、保质量、 按进度”的原则，材料选择时遵循“多联系、比质量、择优质”的原则。做好后勤保障工作， 为工程的顺利进行创造必要的条件。 本工程的主要材料及构配件主要为塑料排水板、土工布、密封膜、真空管、土方等，根 据施工方案中的施工进度计划和施工预算中的工料分析， 编制工程所需材料用量计划， 作为 备料、供料和确定仓库、堆料场面积及组织运输的依据。组织材料按计划进场，并做好保管 工作。 5.2.2 搅拌桩密封墙施工 1.铺设土工布 为保证打板施工的稳固性，按照现场场地需要，可以铺设一层 150g/m2编织土工布作为 工作垫层。 1）储存、运输和处理编织布 编织布在安装展开前要避免受到损坏， 编织布卷应该堆放于经平整不积水的地方， 堆高 不超过四卷的高度， 并能看到每卷的识别片； 编织布卷必须用不透明材料覆盖以防紫外线照 射老化。在储存过程中，要保持标签的完整。 在运输过程中包括现场从材料储存地到工作地的运输，编织布卷必须避免受到损坏。 2）铺设方法 土工布采用 150g/m2编织土工布，编织布的拼接采用手提工业缝纫机缝合，缝接强度满 足规范要求。在铺设前，先在铺设区进行放线。为确保铺设的有效性，使铺设的编织布有受 力点，在各区铺设的土工织物都要到达回填区的边上，并用泥袋固定。 首先将编织布顺风方向进行铺设， 同方向铺设完成后铺设下道编织布， 在现场用手提工 业缝纫机将搭接处进行缝接， 铺设完毕后即通知现场监理工程师进行验收， 验收合格后方可 进行