成凌云
(西安大興新區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站,陜西 西安 710000)
真空預(yù)壓法是一項比較新的加固軟土技術(shù),它通過鋪設(shè)水平排水砂墊層和設(shè)置在軟基中的豎向排水體,再在砂墊層上鋪設(shè)不透氣的薄膜封閉裝置,借助于埋設(shè)在砂墊層內(nèi)的管道,通過抽真空裝置,使土體中形成負壓,將土體孔隙中的孔隙水抽出,從而降低孔隙水壓力,增加有效應(yīng)力,使土體產(chǎn)生固結(jié),減少后期沉降,提高地基承載能力。堆載預(yù)壓法也是屬于排水固結(jié)法的一種,它通過鋪設(shè)水平排水砂墊層和設(shè)置在軟基中的豎向排水體,再在砂墊層上堆載重物,通過重力使土體中形成負壓,將土體孔隙中的孔隙水抽出,從而降低孔隙水壓力,增加有效應(yīng)力,使土體產(chǎn)生固結(jié),減少后期沉降,提高地基承載能力。
下面我們將通過對兩種預(yù)壓法的施工工藝、 施工難度、施工工期以及工程造價等因素進行對比。
(1)施工前的準(zhǔn)備工作:機械進場,所需材料進場加工,清淤排水,清除雜草樹根,測量放線,平整場地。(2)排水系統(tǒng)施工:先鋪設(shè)40cm 的砂墊層起水平排水和傳遞真空度的雙重作用,然后進行塑料排水板施工。(3)密封系統(tǒng)施工:先將工程加工好的密封膜送入加固區(qū);然后在現(xiàn)場用人工拉開,放在密封溝邊,待開挖密封溝時,將膜放入四周密封溝中;再用黏土將密封溝回填密實;最后鋪設(shè)40cm 厚的砂墊層為保護密封膜設(shè)置。(4)抽真空系統(tǒng)施工:首先鋪設(shè)與安裝主、濾管;其次安裝主管的出膜裝置;最后是真空設(shè)備的安裝調(diào)試。(5)抽真空預(yù)壓:先試抽檢查有無漏氣,對漏氣的及時進行修補,然后開始抽真空施工。(6)預(yù)壓完成:連續(xù)10 天實測沉降速率不大于1.0mm/天時停止抽氣,卸載。
以覆水預(yù)壓為例:
(1)施工前的準(zhǔn)備工作:機械進場,所需材料進場加工,清淤排水,清除雜草樹根,測量放線,平整場地。(2)挖方和回填風(fēng)化砂:將地表軟土進行挖除換填風(fēng)化砂并壓實,為后期施工提供可靠的作業(yè)場地,然后平整好場地。(3)排水系統(tǒng)施工:先鋪設(shè)40cm 的砂墊層起水平排水和傳遞真空度的雙重作用;然后進行塑料排水板施工。(4)密封系統(tǒng)施工:先將工程加工好的密封膜送入加固區(qū);然后在現(xiàn)場用人工拉開,放在密封溝邊,待開挖密封溝時,將膜放入四周密封溝中;再用黏土將密封溝回填密實;最后鋪設(shè)40cm 厚的砂墊層為保護密封膜設(shè)置。(5)圍堰施工:先用充填土的編織袋砌筑圍堰(地基處理面積較大或長度較長、高差較大時可以分塊砌筑隔斷),再挖排水導(dǎo)盲溝,然后在堰體迎水側(cè)從堰頂鋪設(shè)兩層密封膜至堰腳,并深入圍幕粘土溝,密封膜用編織袋梅花狀壓面固定。(6)覆水預(yù)壓:布設(shè)好各種儀器以后開始用水泵往圍堰內(nèi)慢慢分級抽水,進行水荷載預(yù)壓,并定時觀測。(7)預(yù)壓完成:連續(xù)10 天實測沉降速率不大于1.0mm/天時抽水卸載。
通過對兩種施工工藝的比較,得出在水源充足或者堆載材料充足的情況下可以用堆載預(yù)壓法進行地基處理,在堆載材料缺乏的地區(qū)可以采用真空預(yù)壓法。
在真空預(yù)壓過程中首先必須保證可靠的供電,由于施工區(qū)域一般都在偏遠地帶,電網(wǎng)不通,所以要用發(fā)電機,發(fā)電機不能長時間工作并且很容易壞,所以要多備幾臺;其次是要建立嚴(yán)格的值班制度,隨著抽真空或堆載的進行,地基將發(fā)生不斷的變形,可能出現(xiàn)各種想不到的情況,需要一天24 小時有人進行觀察檢查,對真空度表、沉降、真空泵的變化也要做好記錄,當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏氣,泵損壞等問題要及時處理維修,保證真空泵、密封系統(tǒng)正常工作。
首先在淤泥開挖換填階段,機械施工時很容易陷進淤泥里發(fā)生事故,所以要采取必要的措施;其次在覆水預(yù)壓時由于路基加載等載預(yù)壓時間較長,圍堰外側(cè)要用塑料薄膜覆蓋,防止雨水對圍堰的沖刷,影響圍堰安全;最后再覆水預(yù)壓時要考慮水的側(cè)壓力和地基穩(wěn)定性,要對圍堰進行水平變形檢測。
真空預(yù)壓法施工比堆載預(yù)壓法施工難度大。
真空預(yù)壓從開工到具備抽真空條件的工期是4 個月左右,從開始抽真空到完成預(yù)壓卸載結(jié)束的工期是3 個月左右,總工期在7 個月左右; 而堆載預(yù)壓從開工到開始堆載的工期是4 個月左右,從開始堆載到卸載完成的工期是6 個月左右,總工期在10 個月左右。對工期要求緊的工程可以采用真空預(yù)壓法施工。
真空預(yù)壓由于要購買或租賃比較多的設(shè)備(主要是發(fā)電機和真空設(shè)備的數(shù)量),所以根據(jù)預(yù)算得出山東區(qū)域真空預(yù)壓的綜合單價在200 元/m2左右; 而堆載預(yù)壓的堆載材料是就地取材,或者運輸距離比較短,材料價格便宜考慮,堆載預(yù)壓在運輸距離比較短或者可以就地取材的情況下的綜合單價在150 元/m2左右。所以堆載預(yù)壓在條件符合的區(qū)域工程造價較低廉。
綜合上述各項對比,真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法造價低,施工管理和質(zhì)量檢驗簡單易行,并且有利于環(huán)保,但各有利弊,所以要考慮當(dāng)?shù)氐氖┕l件來選擇適合的施工方法,在保證工程質(zhì)量和安全的前提下縮短工期、節(jié)省費用。
[1]JTS147-2-2009,真空預(yù)壓加固軟土基技術(shù)規(guī)程[S].
[2]李偉.覆水堆載預(yù)壓法地基處理的應(yīng)用[S].