真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法施工中膜下真空度監(jiān)控分析

2013-10-02 肖策 天津二十冶建設(shè)有限公司

  真空聯(lián)合堆載預(yù)壓工藝以其施工速度快、造價低等優(yōu)勢在軟基處理工程中占據(jù)了舉足輕重的地位,但是路基填筑期間經(jīng)常發(fā)生密封墻或密封膜漏氣現(xiàn)象,介紹了查找漏點的方法和經(jīng)驗。

1、工程概況

  珠海橫琴新區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施BT項目環(huán)島北片主、次干道市政工程,擬建道路場地內(nèi)溝渠交錯,魚塘眾多且灘涂地多,與海水連通的地表水體豐富,受潮汐影響較大。C號路(濱海次干道)位于橫琴島西北部,東起橫琴大橋南橋頭下,沿著馬騮走水道向西延伸,CK0+056—CK3+410全長3354m。道路等級為城市次干道,四幅路。雙向4車道。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處治面積153246m2。

2、設(shè)計要求

  2.1、黏土密封墻

  黏土密封墻施工采用雙軸深層攪拌機(jī)施工,單軸攪拌體直徑700mm,搭接寬度200mm,密封墻寬度≥1.2m。采用四攪四噴的施工工藝。黏土漿用黏土與膨潤土制作,黏土摻入量≥10%,膨潤土粒度:100~300目通過率>90%,泥漿相對密度為1.3。使用前應(yīng)通過配合比試驗確定配合比參數(shù)。黏土密封墻應(yīng)穿過透水層進(jìn)入不透水層≥1m,且深度≥10m。密封墻施工完成后應(yīng)檢驗,其取樣試驗的滲透系數(shù)應(yīng)<1×10-5cm/s。

  2.2、土工布

  密封膜上下各鋪設(shè)1層200g/m2無紡?fù)凉げ?保護(hù)密封膜用)。鋪設(shè)下層土工布前應(yīng)整平砂墊層,人工揀除砂墊層內(nèi)的雜物、小塊石、鐵件及其他尖銳物,修好壓膜溝邊坡。土工布埋入密封溝應(yīng)≥1m,上層土工布完全遮蓋密封膜。土工布接頭如采用縫合,其縫合寬度≥5cm,如采用搭接則搭接寬度≥50cm,土工布應(yīng)松弛鋪設(shè)。

  2.3、密封膜

  密封膜應(yīng)由生產(chǎn)廠家一次加工成型,局部現(xiàn)場黏接,并經(jīng)檢測合格后使用。密封膜共3層,鋪設(shè)好的密封膜應(yīng)松弛不緊繃。

3、膜下漏點查找

  自2011年3月16日開始環(huán)島北片主、次干路市政道路工程C號路CK2+000—CK2+200段膜下真空壓力下降至78kPa左右,到2011年3月21日壓力達(dá)到設(shè)計要求,現(xiàn)分析原因如下。如圖1~3,表1,2所示。

CK2+000—CK2+200膜下真空壓力表分布

圖1 CK2+000—CK2+200膜下真空壓力表分布

表1 2011-03-16—03-22道路南側(cè)膜下壓力表讀數(shù)kPa

2011-03-16—03-22道路南側(cè)膜下壓力表讀數(shù)kPa

南側(cè)膜下壓力曲線

圖2 南側(cè)膜下壓力曲線

表2 2011-03-16—03-22道路南側(cè)膜下壓力表讀數(shù)kPa

2011-03-16—03-22道路南側(cè)膜下壓力表讀數(shù)kPa

南側(cè)膜下壓力曲線

圖3 南側(cè)膜下壓力曲線

  1)CK2+000—CK2+200段堆載土填土高度已有1.7m左右,前期真空壓力一直保持在90kPa左右,在施工上部砂墊層及第1層堆載土?xí)r,真空壓力一直保持穩(wěn)定。2011年3月16日中午開始突然出現(xiàn)真空壓力下降至80kPa,真空泵抽水泡沫較多,初步分析有漏氣的地方,堆載土范圍平面內(nèi)不會出現(xiàn)問題,有可能是四周密封墻范圍有漏氣。結(jié)合現(xiàn)場表壓力讀數(shù)1號表讀數(shù)低,在該范圍內(nèi)要仔細(xì)查找。

  2)3月18日開始逐項排除,先檢查真空泵,再把密封墻排水溝進(jìn)行注水,并在排水溝上覆蓋密封膜防止水流失,減弱密封效果,壓力一直保持在77kPa,沒有出現(xiàn)明顯增長。

  3)3月19日開始查找K2+200處密封墻及兩側(cè)有存在漏氣可能的薄弱環(huán)節(jié),沒有找到破損點,到20日晚,壓力維持在75kPa左右。

  4)3月21日開挖K2+000處密封墻,由于前期該處密封墻空置時間較長,堆載土施工時已有40cm左右的沉降,在回填時有可能造成漏洞。機(jī)械和人工組合開挖出密封膜,檢查后沒有發(fā)現(xiàn)漏洞處,進(jìn)行注水密封,下午壓力增長到80kPa。結(jié)合現(xiàn)場分析,此處密封墻沉降造成漏氣的可能性較大,準(zhǔn)備穩(wěn)壓2d后用黏土進(jìn)行回填,確保此處不再出現(xiàn)漏氣情況。

4、原因分析

  加載土進(jìn)行施工后出現(xiàn)壓力下降,從下降幅度及真空泵抽水泡沫過多現(xiàn)象及多年抽真空經(jīng)驗初步分析,加載范圍內(nèi)不會出現(xiàn)漏氣,應(yīng)該是在四周密封墻范圍出現(xiàn)問題:

 、俣淹吝^程中由于意外扎破周圍密封膜,

  ②由于不均勻沉降造成密封墻豎向出現(xiàn)斷層;

  ③由于沉降把密封膜壓膜位置扯拉出密封墻造成漏氣;

 、茉诠灿妹芊鈮μ幱捎谑┕r間不一致造成密封膜脫位。

  查找原因后發(fā)現(xiàn)在共用密封墻位置存在一處漏洞,修補(bǔ)后真空壓力迅速上升,截至3月22日,平均壓力已達(dá)到90kPa以上。抽真空工作有很多隱蔽工序連接組合而來的,任何一道工序施工存在問題都會影響整個抽真空效果,從密封墻定位放線及施工、塑料排水板、鋪設(shè)土工布密封膜、濾管鋪設(shè)連接、砂墊層鋪設(shè)、堆載土施工、密封墻排水溝的布設(shè)、真空泵開泵情況都會出現(xiàn)隱患,每道工序都要嚴(yán)格控制才能防止出現(xiàn)抽真空失敗。

5、結(jié)語

  剛開始抽真空,注意采取循序漸進(jìn)的方式,開泵數(shù)量逐漸增加,防止砂墊層凹凸處由于沒有緩沖時間,形成局部小真空范圍,把真空膜撕裂。一般從30%,50%,70%,90%,在開泵90%時,如果密封區(qū)不漏氣,3d時間膜下真空壓力基本可以達(dá)到設(shè)計要求80KPa。

  在開泵期間每天安排專人每2h記錄一次膜下及泵后真空壓力讀數(shù),如出現(xiàn)意外情況,可以及時處理。

  真空密封區(qū)域比較大,如出現(xiàn)抽真空失敗,原因很難查出,依據(jù)現(xiàn)場施工工序來看,主要有下面幾點:

 、黉伳さ臅r候,要注意下層土工布搭接滿足設(shè)計要求,土工布、密封膜寬松鋪設(shè),預(yù)留張拉量,防止凹凸處撕裂密封膜,壓膜、踩膜的時候預(yù)留沉降量,保證壓膜深度,鋪膜、踩膜可能造成前期抽真空壓力上升慢,無法形成密封區(qū)。

  ②密封墻是形成密封區(qū)域的主要因素,設(shè)計要求加膨潤土>10%,能有效改善泥漿的密封性,防止因泥漿含沙量大造成密封性不好。尤其是密封墻施工過程要控制,存在少打漏打或搭接不夠現(xiàn)象會嚴(yán)重影響密封效果,每樁機(jī)理論施工60根樁左右,如施工太快,噴漿量不足,密封效果不好,造成抽真空壓力上升慢。

 、鄢檎婵者_(dá)到穩(wěn)壓80kPa后,穩(wěn)壓過程中可能出現(xiàn)人員走動造成局部破膜,影響真空效果,有專人巡查處理意外情況,保證抽真空正常。

 、芮捌谏皦|層不平,鋪密封膜時拉膜太緊,預(yù)留量不足,抽真空過程中,形成凹凸面,真空持續(xù)拉膜,在凹處形成爆膜,漏氣后影響抽真空。

  ⑤真空持續(xù)80kPa達(dá)到10d后,可以上砂墊層,土工布搭接要嚴(yán)格控制,防止沙子扎破密封膜,也是漏氣影響真空的一個因素,關(guān)鍵是控制加載砂時機(jī)械使用情況,運輸車在砂墊層上陷車,車輪打滑可能造成破口,推土機(jī)大角度轉(zhuǎn)彎,帶動砂墊層擰壞密封膜,影響抽真空。

  前期真空壓力上不去的主要因素是密封墻,后期關(guān)鍵是加載砂時機(jī)械保護(hù)密封膜不好,造成漏氣。為保證抽真空效果,前期密封墻施工要控制質(zhì)量,在加載時提高保護(hù)意識,注意施工細(xì)節(jié),防止破壞密封膜。