增壓防堵真空預(yù)壓技術(shù)——溫州立體城地基處理應(yīng)用

作者:金亞偉目錄工程簡(jiǎn)介施工難題及解決方案技術(shù)簡(jiǎn)介經(jīng)濟(jì)效益分析施工步驟結(jié)語(yǔ)工程簡(jiǎn)介

三江立體城位于永嘉縣甌北鎮(zhèn)三江片，臥馬山南面，

104國(guó)道南側(cè)，規(guī)劃建設(shè)中的環(huán)江大道北側(cè)。場(chǎng)區(qū)地理環(huán)境優(yōu)越、現(xiàn)狀交通條件一般；1期總用地面積約200000㎡，規(guī)劃建設(shè)一座微型城市。本次共處理約70000㎡。場(chǎng)區(qū)地理環(huán)境優(yōu)越、現(xiàn)狀交通條件一般。根據(jù)勘察報(bào)告，該區(qū)域表層有15米左右吹填土，主要成分為甌江涂灘浮泥，未經(jīng)過(guò)排水固結(jié)，抗剪強(qiáng)度和承載能力極低，局部具流動(dòng)性，為保證工程質(zhì)量，需對(duì)該部分軟基進(jìn)行真空預(yù)壓法進(jìn)行處理。施工難題場(chǎng)區(qū)地貌差，南北高差大于5米;排水困難，水量大且距甌江排水口遠(yuǎn)，又逢雨季;人員無(wú)法在場(chǎng)區(qū)作業(yè)，場(chǎng)區(qū)地基土承載力太差，場(chǎng)區(qū)內(nèi)存在大量蘆葦;處理區(qū)域地表以下約3米處存在砂層，若不處理，便難以形成密封，最終無(wú)法保證工程質(zhì)量;一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入場(chǎng)區(qū)工作。

解決方案:針對(duì)第一條難點(diǎn)，租用3臺(tái)帶鐵板挖機(jī)，將場(chǎng)區(qū)南側(cè)的高土堆向北逐漸平整，該工作耗費(fèi)大量人力物力。針對(duì)第二條難點(diǎn)，放棄用水泵直接將水抽到甌江的方案，而是挖設(shè)排水渠，將大部分水引出，局部區(qū)域靠水泵抽出。針對(duì)第三、四、五條，我方租用水陸兩用挖機(jī)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，并用它沿場(chǎng)區(qū)四周進(jìn)行砂層的攪拌，以隔斷砂層保證后期的密封。

原地貌水挖平整場(chǎng)地技術(shù)簡(jiǎn)介核心專利技術(shù)1技術(shù)形成過(guò)程淤泥固結(jié)處理是世界性難題，為克服上述各種地基處理技術(shù)的不足，我公司從材料研究和開(kāi)發(fā)入手，結(jié)合工程實(shí)踐，展開(kāi)了比較系統(tǒng)科研攻關(guān)。現(xiàn)已有發(fā)明專利二項(xiàng)，實(shí)用新型專利七項(xiàng)。公司研制出真空預(yù)壓用排水板和真空管的聯(lián)接裝置和水平井透水增壓管（均獲得實(shí)用新型專利)很好地解決了真空度向地層深度傳遞和對(duì)地層施加側(cè)向超壓的問(wèn)題，為淤泥土排水固結(jié)提供可能性。目前公司研制的增壓真空預(yù)壓固結(jié)處理軟土地基/尾礦渣/湖泊淤泥裝置在天津臨港工業(yè)區(qū)、溫州產(chǎn)業(yè)區(qū)、

舟山工業(yè)區(qū)、無(wú)錫太湖環(huán)境治理退魚(yú)還湖工程、廣東珠海工程等工程項(xiàng)目中進(jìn)行了工程實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用，都取得了很好的加固效果，并積累了比較豐富的工藝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。專利技術(shù)2專利2.1超壓真空密實(shí)法ZL200820160080.7;2.2水平井透水增壓管ZL03220509.0;2.3真空預(yù)壓手形接頭ZL200620068366.3;2.4防淤堵排水板ZL200910181702.3;2.5淤泥插板船ZL20092004722.7;2.6增壓真空預(yù)壓固結(jié)處理軟土地基/尾礦渣/湖泊淤泥裝置，發(fā)明專利號(hào)：200810156787.5技術(shù)創(chuàng)新3專利技術(shù)的工法創(chuàng)新（1)采用增壓技術(shù)：加大土體壓差、實(shí)現(xiàn)超載預(yù)壓對(duì)軟基采取真空預(yù)壓的同時(shí)，在軟基中增設(shè)特殊微孔增壓管，對(duì)軟土進(jìn)行水平向增壓，使土體中的水分子定向流動(dòng)，加速土體固結(jié),上層土體對(duì)下層土體形成堆載相當(dāng)于真空聯(lián)合堆載。（2)通過(guò)直連技術(shù)：取消吹砂墊層，實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保區(qū)別于原有靠砂墊層使排水板與真空管連接的方法，而是有手型接頭連接排水板，使真空直達(dá)土體內(nèi)部，不用砂墊層、降低成本。技術(shù)創(chuàng)新（3)使用防淤堵技術(shù)：控制濾膜孔徑、達(dá)到最佳泥水分離效果防淤堵排水板，它的這種特殊結(jié)構(gòu)（是連續(xù)梁結(jié)構(gòu))，使其具有整體性好、抗拉強(qiáng)度高、通水量大的特點(diǎn)。該排水板的濾膜通過(guò)特殊工藝，可根據(jù)淤泥的中值粒徑調(diào)整孔徑的大小，達(dá)到最佳泥水分離的目標(biāo)，并且防淤堵排水板有自吸功能。傳統(tǒng)排水板為中間是擠出成型的塑料芯板,芯板外部包復(fù)化纖無(wú)紡布（是支架梁結(jié)構(gòu)),其整體性差、耐側(cè)壓力變形大,通水量只有防淤堵排水板的一半,特別是濾膜孔徑都是一樣的,而應(yīng)用在不同淤泥中產(chǎn)生涂抹和井阻效應(yīng),必然會(huì)出現(xiàn)不同程度的淤堵現(xiàn)象。

技術(shù)創(chuàng)新4專利技術(shù)的地基處理效果（1)沉降大：通過(guò)向土體增壓，加速土體中的自由水定向流動(dòng)，促使上部土體快速固結(jié)蜜實(shí)，增壓上部土體對(duì)下部土體形成堆載，大幅度消除下部土體的分層沉降。與傳統(tǒng)的真空預(yù)壓法相比，地基沉降大，可有效控制工后變形。（2)工期短：

OVPS系列工法，真空直達(dá)土體內(nèi)部，增強(qiáng)土體間壓差，在有限工期內(nèi)大幅提高固結(jié)深度及地基強(qiáng)度。較常規(guī)真空預(yù)壓工法加快工期1/3。（3)質(zhì)量好：有效控制軟土含水量、密實(shí)度、工后沉降和差異沉降，快速提高承載力。在淺層形成1~6米超固結(jié)密實(shí)層，真空直達(dá)土體內(nèi)部深層固結(jié)明顯，提高地基抗變形能力。（4)造價(jià)?。篛VCS系列工法，在快速固結(jié)的同時(shí)，工程造價(jià)是常規(guī)加固工藝的60％～80％。

立體城1期處理方法簡(jiǎn)介溫州立體城項(xiàng)目1期共5個(gè)地塊，分為兩種方法進(jìn)行處理。方法一：2#、3#地塊軟基部分通過(guò)填土方形成工作墊層，平均每平方填土方5立方米，局部有8~10米，填方后機(jī)械進(jìn)場(chǎng)打設(shè)工程樁以及支護(hù)樁;方法二：1#、4#、5#地塊采用增壓式真空預(yù)壓法對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，處理后機(jī)械直接進(jìn)場(chǎng)施工。兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)：方法一該方法在軟土層較薄的地區(qū)比較實(shí)用，且工期短，成本也較低。倘若軟土層較厚，超過(guò)4米，該方法就顯得沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力了。2#、3#地塊平均填方達(dá)到5立方米，對(duì)于需要打樁的房屋基礎(chǔ)，填進(jìn)去的土方后期還需要挖出，如此挖填方的工程造價(jià)將大大增加。由此還可能引發(fā)一系列的問(wèn)題，譬如填方的渣土中若含有較大的塊石，在后期會(huì)導(dǎo)致打樁作業(yè)的難度大大增加;大量填方擠出的淤泥去向何處，這也是不可避免的問(wèn)題。方法二：該法將軟土中的水分抽出，土體沉降約1.5米，從而使得地基強(qiáng)度提高。該法優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)便宜，處理后地基穩(wěn)定，減少挖方每平方1.5立方米的量，后期基坑開(kāi)挖的支護(hù)成本大大減少，可以通過(guò)放坡取代支護(hù)。該方法缺點(diǎn)是較以上方法一工期略長(zhǎng)。填方造價(jià)分析增壓式真空預(yù)壓造價(jià)分析增壓防堵真空預(yù)壓平米指標(biāo)項(xiàng)目平米數(shù)量單位單價(jià)平米單價(jià)真空預(yù)壓1平方米152152總計(jì)

152

填方平米指標(biāo)項(xiàng)目每平米方量單位單價(jià)平米單價(jià)填方5M353265挖方1.5M35379.5總計(jì)

344.5

造價(jià)分析增壓防堵真空預(yù)壓比填方作業(yè)每平米節(jié)約192.5元,1#、4#、5#地塊面積約70000平方米,由此可計(jì)算得出光為機(jī)械進(jìn)場(chǎng)增壓式真空預(yù)壓給業(yè)主節(jié)約投資1350萬(wàn)。增壓式真空預(yù)壓法不僅給業(yè)主大大節(jié)約了投資,還使得后期施工難度大大降低,打樁不會(huì)因填方中的石頭耽誤工期,支護(hù)成本大大降低,該部分費(fèi)用也不容忽視,而且工后沉降以及不均勻沉降都比填方作業(yè)有著顯著的優(yōu)勢(shì)。

施工步驟真空預(yù)壓處理方案的施工步驟如下：（1)準(zhǔn)備工作：施工前應(yīng)排干場(chǎng)區(qū)地表積水，

在局部區(qū)域設(shè)置圍堰及排水點(diǎn)，整理場(chǎng)地，清除水草等尖銳物（容易刺穿膜，從而影響真空的效果)；（2)用水陸挖機(jī)進(jìn)行挖溝排水及場(chǎng)區(qū)內(nèi)水草的平整；水陸挖機(jī)平整場(chǎng)地排水。（3)鋪設(shè)150g編織布一層，局部區(qū)域機(jī)械無(wú)法插設(shè)排水板的采用人工插板，先作淺層處理，插板間距0.8m，正方形布置。處理一段時(shí)間后在進(jìn)行機(jī)械插板，機(jī)械插板控制在淺板中間，盡量保存淺層的真空系統(tǒng)；施工步驟（4)采用機(jī)械插防淤堵塑料排水板，塑料排水板按正方形布置，間距0.8m，深根據(jù)地勘，排水板不進(jìn)入第二層中砂層，施工作業(yè)時(shí)，特別注意施工安全，每名工人需佩戴安全帽，注意用電安全。插板誤差控制在±70mm范圍內(nèi)，插設(shè)排水板高出表層0.6m；（5)真空管與排水板連接（真空系統(tǒng))。鋪設(shè)主、支真空管及手型接頭，先將手型接頭與排水板連接，并用木工槍釘固定；然后鋪設(shè)主、支真空管（主管采用Φ50mmPVC鋼絲軟管，支管采用Φ25mmPVC鋼絲軟管)，主管和支管采用變徑三通、四通手型接頭與支管連接，并用木工槍釘固定；（6)場(chǎng)地周圍利用水陸挖機(jī)挖斷砂層，以保證密封性，挖設(shè)1-1.5m深的壓膜溝，放坡坡度1:1.5；（7)鋪設(shè)200g/m2短絲無(wú)紡?fù)凉げ己?50g/m2編織土工布各1層；鋪設(shè)PVC密封膜2層。（8)開(kāi)始真空預(yù)壓抽真空。

施工過(guò)程記錄鋪設(shè)工作墊層插設(shè)排水板管道連接鋪設(shè)編織布鋪設(shè)針刺土工布鋪設(shè)密封膜及密封溝處理安裝真空泵抽水十字板、平板載荷驗(yàn)收承載特征值大于70kPa本地塊采用增壓式真空預(yù)壓法對(duì)建筑地基作固化處理，與傳統(tǒng)真空預(yù)壓相比，增壓式真空預(yù)壓法有以下優(yōu)點(diǎn):1直連技術(shù):采用手型接頭，直接連接排水板與真空管，取代中粗砂粉砂墊層,實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保

?？s短真空傳遞路徑，減少了真空度的沿程損失，加快固結(jié)時(shí)間，提高加固效果。2防淤堵技術(shù):控制排水板濾膜孔徑、達(dá)到最佳泥水分離效果。

利用土性與濾膜孔徑關(guān)系，研制特殊濾膜材料的高性能排水板，有效克服泥沙通過(guò)濾膜時(shí)造成的淤堵，達(dá)到最佳泥水分離目的。尤其是新近吹填的流塑狀淤泥、滲透性非常差的土質(zhì)加固效果更佳。3大大縮短工期:常規(guī)真空預(yù)壓光抽真空時(shí)間就需要4個(gè)月以上，采用增壓式真空預(yù)壓法從進(jìn)場(chǎng)施工到卸載驗(yàn)收只需4個(gè)月，其中抽真空時(shí)間縮短至80~90天?？s短工期在講究效率的當(dāng)今顯得尤為重要。綜上所述，無(wú)論是從工程質(zhì)量、工期還是經(jīng)濟(jì)考慮，增壓式真空預(yù)壓都是一勞永逸的。

結(jié)語(yǔ)插設(shè)排水板管道連接鋪設(shè)編織布鋪設(shè)針刺土工布鋪設(shè)密封膜及密封溝處理安裝真空泵抽水十字板、平板載荷驗(yàn)收承載特征值大于70kPa本地塊采用增壓式真空預(yù)壓法對(duì)建筑地基作固化處理，與傳統(tǒng)真空預(yù)壓相比，增壓式真空預(yù)壓法有以下優(yōu)點(diǎn):1直連技術(shù):采用手型接頭，直接連接排水板與真空管，取代中粗砂粉砂墊層,實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保

。縮短真空傳遞路徑，減少了真空度的沿程損失，加快固結(jié)時(shí)間，提高加固效果。2防淤堵技術(shù):控制排水板濾膜孔徑、達(dá)到最佳泥水分離效果。

利用土性與濾膜孔徑關(guān)系，研制特殊濾膜材料的高性