真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法施工中膜下真空度監(jiān)控分析
真空聯(lián)合堆載預(yù)壓工藝以其施工速度快、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)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(diǎn)的方法和經(jīng)驗(yàn)。
1、工程概況
珠海橫琴新區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施BT項(xiàng)目環(huán)島北片主、次干道市政工程,擬建道路場(chǎng)地內(nèi)溝渠交錯(cuò),魚(yú)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(hào)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(zhǎng)3354m。道路等級(jí)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(jì)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(rùn)土制作,黏土摻入量≥10%,膨潤(rùn)土粒度:100~300目通過(guò)率>90%,泥漿相對(duì)密度為1.3。使用前應(yīng)通過(guò)配合比試驗(yàn)確定配合比參數(shù)。黏土密封墻應(yīng)穿過(guò)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(yàn),其取樣試驗(yàn)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(wú)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(chǎng)黏接,并經(jīng)檢測(cè)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(diǎn)查找
自2011年3月16日開(kāi)始環(huán)島北片主、次干路市政道路工程C號(hào)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(jì)要求,現(xiàn)分析原因如下。如圖1~3,表1,2所示。
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
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
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(kāi)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(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,有可能是四周密封墻范圍有漏氣。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)表壓力讀數(shù)1號(hào)表讀數(shù)低,在該范圍內(nèi)要仔細(xì)查找。
2)3月18日開(kāi)始逐項(xiàng)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(méi)有出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)。
3)3月19日開(kāi)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(méi)有找到破損點(diǎn),到20日晚,壓力維持在75kPa左右。
4)3月21日開(kāi)挖K2+000處密封墻,由于前期該處密封墻空置時(shí)間較長(zhǎng),堆載土施工時(shí)已有40cm左右的沉降,在回填時(shí)有可能造成漏洞。機(jī)械和人工組合開(kāi)挖出密封膜,檢查后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏洞處,進(jìn)行注水密封,下午壓力增長(zhǎng)到80kPa。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)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(guò)多現(xiàn)象及多年抽真空經(jīng)驗(yàn)初步分析,加載范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)漏氣,應(yīng)該是在四周密封墻范圍出現(xiàn)問(wèn)題:
①堆土過(guò)程中由于意外扎破周圍密封膜,
、谟捎诓痪鶆虺两翟斐擅芊鈮ωQ向出現(xiàn)斷層;
、塾捎诔两蛋衙芊饽耗の恢贸独雒芊鈮υ斐陕猓
、茉诠灿妹芊鈮μ幱捎谑┕r(shí)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(lái)的,任何一道工序施工存在問(wèn)題都會(huì)影響整個(gè)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(kāi)泵情況都會(huì)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(yǔ)
剛開(kāi)始抽真空,注意采取循序漸進(jìn)的方式,開(kāi)泵數(shù)量逐漸增加,防止砂墊層凹凸處由于沒(méi)有緩沖時(shí)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(kāi)泵90%時(shí),如果密封區(qū)不漏氣,3d時(shí)間膜下真空壓力基本可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求80KPa。
在開(kāi)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(shí)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(chǎng)施工工序來(lái)看,主要有下面幾點(diǎn):
、黉伳さ臅r(shí)候,要注意下層土工布搭接滿足設(shè)計(jì)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(shí)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(wú)法形成密封區(qū)。
、诿芊鈮κ切纬擅芊鈪^(qū)域的主要因素,設(shè)計(jì)要求加膨潤(rùn)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(guò)程要控制,存在少打漏打或搭接不夠現(xiàn)象會(huì)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(guò)程中可能出現(xiàn)人員走動(dòng)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(shí)拉膜太緊,預(yù)留量不足,抽真空過(guò)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。
、菡婵粘掷m(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(gè)因素,關(guān)鍵是控制加載砂時(shí)機(jī)械使用情況,運(yùn)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(dòng)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(shí)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(shí)提高保護(hù)意識(shí),注意施工細(xì)節(jié),防止破壞密封膜。