真空-堆载预压路基施工工艺标准

真空-堆载预压路基施工工艺标准

1、适用范围

真空—堆载联合预压法主要的优点是预压期较短，工后沉降较小。本工艺标准适用于含水量较高且软土层较厚、预压期要求较短的路基，也适用于预压期要求较短的桥头路段。距离重要结构物较近、软土层较薄的路段不宜采用真空--堆载联合预压。

2、编制主要应用标准和规范

2.1 中华人民共和国行业标准《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006

2.2 中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004

2.3 中华人民共和国行业标准《公路土工试验规程》JTJ051-93

3、施工准备

3.1 技术准备

3.1.1 熟悉和分析施工现场的地质、水文资料，编制真空联合堆载预压单项施工组织设计，向现场技术人员及施工负责人进行书面一级技术交底和安全交底，并向班组进行书面二级技术交底和安全交底。

3.1.2 选择合适的供电线路及排水系统，宜利用地方的供电线路和排洪设施。

3.1.3 施工放样：测定路基中桩、高程，计算出真空预压宽度。要求真空预压宽度≥路基宽度＋设计加宽值＋路基碎落台。放出真空预压边线。

3.1.4 施工前对施工人员进行全面的技术、操作、安全二级交底和全面培训，确保施工过程的工程质量和人身安全。

3.2 机具设备准备

3.2.1 排水板设备：插板机等；

3.2.2 砂砾施工设备：装载机、运输车、小推车等；

3.2.3 挖掘设备：挖土机、铁锹；

3.2.4 抽水设备：真空射流水泵、水箱；

3.2.5 其他设备：手持缝纫机、塑焊机等；

3.2.6 供电设备：供电线路、电表、闸刀、配电箱；

3.2.7 测量设备：水平仪、全站仪、钢尺、绳尺等。

3.3 材料准备

3.3.1 原材料：砂砾、塑料排水板、土工布、密封膜、PVC管等由持证材料员和试验员按规定进行检验，确保其原材料质量符合相应标准。

3.4 作业条件

3.4.1 开工前场地应完成三通一平。清除路基表面的腐蚀土并初步整平，碾压至符合相关标准；开挖好排水系统；架设好临时供电线路。

3.4.2 机械设备及时进行维修保养，确保使用完好,保证施工的有序进行。

3.4.3 施工作业人员要求

应由工长、现场技术人员对操作工人进行岗前培训、技术安全交底。做到熟练掌握打设排水板、摊铺砂砾、铺设密封膜、铺设土工布、安装PVC排水管、安装水泵等技术，要有应对安全紧急救援措施。操作人员要保持稳定，特殊工种要有操作证。做到分工明确、职责清楚。

4、施工操作工艺

4.1 工艺流程

工艺流程见图4-1。

测量放线 → 铺设一层砂砾垫层 → 打设塑料排水板 → 铺设二层砂砾垫层 → 埋设主虑管 → 铺细砂垫层、铺土工布和密封膜 → 安装抽气管道和射流泵 → 进一步检验土工膜密封情况 → 土工布上铺设细砂及粘土层→ 抽真空，真空度达到设计值（维持10天真空→ 堆载填筑

4.2 操作方法

4.2.1 测量放线

依据设计资料，复核导线控制网及水准控制网。放样路基中线，并计算放出路基边线。经监理工程师核查、批准后施工。

4.2.2 铺设一层砂砾垫层

根据设计厚度及要求铺设砂砾垫层(一般为30cm)。砂垫层的作用是在真空及堆载预压过程中，使土体中的水通过竖向排水板进入垫层，并通过垫层将渗流水迅速地排

出，使土层的固结能正常进行，防止土颗粒堵塞排水系统，同时也起向竖向排水体传递真空度的作用。

垫层的铺设采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械摊平。施工时避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。

4.2.3 塑料排水板的打设

竖向排水板在真空-堆载联合预压法中非常重要。它起到传递真空度和排水通道的作用。塑料排水板的施工质量在很大程度上取决于施工机械的性能，有时会成为制约施工的重要因素。宜采用履带式插板机，导管采用菱形加矩形管靴，采用静压的打设工艺。

塑料排水板的打设工艺顺序包括：

1 将塑料板通过导管从管靴穿出，并与桩尖连接贴紧，管靴并对准桩位； 2 静压沉入导管达设计深度；

3 拔管，塑料排水板与软土粘接锚固留在软基内；

4 在砂垫层中预留30cm，剪断塑料排水板；

5 第二根塑料排水板与桩尖再连接，插扳机移位后，按以上工艺重复打設。

当塑料排水板带出长度大于0.5m时，应进行补打。塑料排水板搭接时，搭接长度应大于20cm。

4.2.4 铺设二层砂砾垫层

按设计厚度铺设第二层砂砾垫层(一般为20cm)。摊铺宜采用机械摊铺法，即自施工便道开始边倒料边用装载机向前摊铺。

4.2.5 在砂砾垫层中埋设主、滤管

埋于砂垫层中的管道分主管和滤管两种，其作用是传递真空压力以及将从土中已流至砂垫层中的水，通过这两种管道输送到膜外抽真空装置的水箱内。主管和滤管的管材可以是钢管或PVC管。

主、滤管的平面布置一般采用条形或鱼刺形排列，建议采用双排鱼刺形，如图4—1所示。并在适当位置放置循环管，各管之间的连接采用橡胶软管软连接，以适应场地的不均匀沉降。

主管、滤水管埋设在水平排水砂垫层的中部，其上砂覆盖层一般为15cm～20cm，以防止滤水管上尖利物体刺破密封膜。

主管主要起到向滤管均匀传递真空度的作用，一般不打设孔洞，且主管直径要大

于滤管。

4.2.6 摊铺细纱层

应按设计要求厚度铺设细砂层(一般为10cm)，施工方法宜采用小推车、人工摊铺法，即自施工便道开始边倒料边用小推车向前摊铺。施工时避免对下层影响过大，以免压坏主、滤管。

真空射流泵

处理长度除直径单位为mm外，其余标注单位为cm处理宽度

图4—1主、滤管的平面布置

4.2.7 铺设复合土工布和密封膜的铺设及加固

以人工为主铺设土工布，拼接处用手持缝纫机缝制。

密封是真空预压工程成功的关键。密封膜应具备重量轻、强度大、韧性好、抗老化、耐腐蚀等特性。加工好的密封膜面积要大于加固场地面积，密封膜每边大于加固区相应边5m以上。为了保证整个预压过程中的密封性，塑料膜需铺设2层，每层膜铺好后进行检查和粘补破漏处。膜周边的密封采用挖密封沟折铺膜，如示意图4—2，密封沟深度大于1.5m，并应挖至渗透系数小于10-5mm/s的土层。如果密封沟底或两侧有碎石或砂层等渗透性较好的夹层存在，应将该夹层挖除干净，回填40cm厚的软粘土。

4.2.8 安装并连接抽气管道和射流泵

抽真空设备主要包括出膜装置和真空射流泵。出膜装置是指膜下的主管与膜外的

抽真空装置相联接的一种装置。该装置使整个膜内、膜外抽真空系统形成一个有机的整体，使管路系统连续、通畅，同时又使薄膜不漏气。该装置是在主管的出口部位联接一个带有法兰盘的弯曲钢管，该法兰盘上焊有4个固定的螺杆，实施时先在膜内法兰盘上放置一个密封橡胶垫圈，将密封膜穿过固定的螺杆置于法兰盘上，再将膜外的垫圈和有4孔的膜外法兰盘置于膜上，将弯管与法兰盘联接，就形成了出膜装置，再通过钢丝螺纹橡胶软管就把抽真空装置和膜下的管路系统联系起来，形成一个抽气系统。

真空射流泵包括离心泵、射流喷嘴和循环水箱。建议使用的离心泵为7.5kW以上

图4—2 密封沟示意图

4.2.9 检查密封膜密封情况

进行抽水，使真空度达到80kPa以上，并保持，巡视检查周边有无漏气的迹象，数天后停止抽水，如无明显下降则表示无漏气情况，密封良好。如发现漏气一定要及时密封好。

4.2.10 土工膜上铺设细砂层和粘土层

按设计要求在工布上铺筑细砂层和粘土层，以保护密封膜，细砂层厚度一般为20cm，粘土层厚一般为30cm，如有较好的粘土也可用粘土代替细砂层.该层施工必须采用边倒料边向前摊铺的方法施工，施工时必须小心谨慎，严禁损坏密封膜。

4.2.11 施工时的注意事项

1 保持射流箱内满水和低温，射流装置空载情况下均应超过90kPa；

2 经常检查各项计录，发现异常现象，如膜内真空度值小于80kPa时，应尽快分析原因并采取措施补救；

3 冬季抽水，应避免过长时间停泵，否则，膜内、外管路会发生冰冻而堵塞，抽气难以进行；

4 下料时应根据不同季节预留密封膜伸缩量；热合时，每幅密封膜的拉力应基本相同。防止密封膜形状不正规，不符合设计要求；

5 在气温高的季节，加工完毕的密封膜应堆放在阴凉通风处；堆放时给密封膜之间适当撒放滑石粉；堆放的时间不宜过长，以防止互相粘连；

6 在铺设滤水管时，滤水管之间要连接牢固，选用合适滤水层且包裹严实，避免抽气后杂物进入射流装置；

7 铺膜前应用砂料把砂井孔填充密实，密封膜破裂后，可用砂料把井孔填充密实至砂垫层顶面，然后分层把密封膜粘牢，以防止砂井孔处下沉密封膜破裂；

8 抽气阶段膜内真空度应大于设计要求(一般>80MPa)；停止预压时地基固结度应大于设计要求；真空预压的沉降稳定标准为10天，实测沉降速率不大于2mm／d。

4.3 路堤填筑和碾压

应用满足规范要求的材料作为路堤填料。压实工艺视材料及粒径而确定，最大粒径不宜大于15cm。在摊铺过程中应注意粒料的均匀性，避免集中出现粗块区和细块区，影响路基的密度和强度。应加快路堤的填筑速度，路提填筑越快，真空预压的效果越好。应适当加大施工设备的投入，集中填筑真空预压路段，宜连续施工，填筑到设计预压顶标高。

4.4 地表沉降板及沉降观测

4.4.1 沉降板的构造

沉降板由沉降底板、测杆、套管、套管接箍、套管盖板、测杆头组成，沉降底板采用400×400×5mm的钢板；测杆采用φ38×3.5mm的无缝钢管制成，一端为外丝，另一端为内丝，一般每根长为50cm，套管采用φ89×4mm的无缝钢管。

4.4.2 埋设方法

1 在埋设点密封膜上放置2－3个沙袋，整平码实，将沉降板平放在沙袋上，四周用沙袋固定，并用水准尺校正使板面水平。

2 用套管垂直套进测杆标于沙袋顶面，使其与测杆底板保持10cm以上，在套管四

周用土堆实使其立稳。

3 用水准仪连续数次观测测杆的高程，确定初始高程。

4 路堤开始填筑时，应保护沉降板，在沉降板周围50cm范围内采用人工填筑压实。

4.4.3 观测要求

1 沉降观测要求按三等水准规定测量，以二等水准规定进行校核，并定期校正基点的高程。

2 在填筑加荷期要求每层或每两天观测一次，一般施工期每层或每周二次，预压期每周一次。

3 测量结果当天及时整理。如发现异常应及时报设计代表。

4.4.4 观测频率

在路基填筑期内，每填完一层应及时对所有观测仪标测量一次，且两次测定间隔时间不超过3天，遇到位移或沉降速率超过控制标准时，观测频率加密，并实行动态跟踪。

路基填筑至设计标高后，预压期的第1个月，观测频率为每周一次，2～3个月为半个月1次，以后为每月1次。

预压期一般为六个月，第三个月停止抽水，至第六个月基本会趋于稳定。

4.5 水平位移桩及观测

4.5.1 位移桩的构造及埋设

位移桩为钢筋混凝土预制桩，要求桩头带有观测标志，可预制后埋设，亦可在埋设点现浇。附近如有重要结构物应加密埋设。

4.5.2 观测要求

1 位移桩应采用精密全站仪测量，控制点应设在坚固不宜变形的地方。尽量使用相同的控制点观测同一个标志。亦可用精密钢尺进行测量，量出同一断面的两位移桩的间距，以最远的位移桩为标准，看间距变化情况以确定周边位移变化的情况。 2 在填筑加荷期每周应测两次，预压期每周观测一次。

3 测量结果当天应及时整理。如发现异常应及时报设计代表。

4.5.3 观测频率

填筑期内每填完一层及时对所有观测仪标测量一次，且两次测定间隔时间不超过3天，遇到位移或沉降速率超过控制标准时，观测频率加密，并实行动态跟踪。

路基填筑至设计标高后，预压期第1个月观测频率为每周一次，2～3个月为半个

月1次，以后为每月1次。

预压期一般为六个月，第三个月停止抽水，至第六个月基本会趋于稳定。

5、质量标准

5.1 施工前应对原材料进行检查，并有合格纪录。对施工程序、工艺流程、检测手段进行检查。

5.2 施工过程中应经常检查真空度，保证满足设计要求。

5.3主要原材料：密封膜性能指标、塑料排水板的技术指标,均应符合设计要求。

5.4 塑料排水板施工质量标准如表5-1：

表5－1 塑料排水板施工貭量标准

5.5 施工时质量控制及检测标准

5.5.1 真空预压区在铺密封膜前，要认真清理平整砂垫层捡除贝壳和带尖角石子，用砂填平打设塑料排水板时留下的孔洞；

5.5.2 在进行上部堆载之前，必须在密封膜上铺设无纺布，其上第一层填土必须是中细砂或粘性土，厚度50cm，以免损坏密封膜；

5.5.3 实施真空预压和在联合堆载施加过程中及施加后，应每天测量并记录真空泵上及膜下真空度，真空度应稳定地维持在设计真空度80kPa左右；

5.5.4 对一般软粘土，当膜下真空度稳定地达到75kPa后，抽真空10天左右可进行上部堆载施工，即边抽真空边堆载，荷载可以连续施加。荷载大时可分级施加，分级数通过稳定计算确定；

5.5.5 堆载时宜用轻型运输工具，并不得损坏密封膜；

5.5.6 在进行上部首层堆载施工时，应密切注意膜下真空度的变化，发现漏气，应及时处理；

5.5.7 铺设两层密封膜。密封膜单层厚度≥0.14mm；应采用抗老化能力强、韧性好、抗穿刺能力强的不透气材料，如密封性聚乙烯薄膜等。密封膜整体在工厂热合加工完

成；

5.5.8 真空泵数量宜控制在800～1200m面积一台，泵安装以前必须保证密封闭气。排水滤管间距宜在6.5m以内；

5.5.9 真空预压中砂垫层、塑料排水板等施工检验标准与一般的堆载预压方法相同；

5.5.10 卸荷验收。真空预压加固区膜下真空度达80kPa左右的条件下累计抽真空6个月，当沉降稳定后方可停泵卸荷。真空预压的沉降稳定标准可采用：实测地面沉降速率连续5~10d平均沉降量不大于2mm；停泵后连续两个月沉降量小于5mm为路基稳定可进行路基卸载和路面施工。

5.5.11 施工质量和预压效果。地基预压前可在地表设置沉降板，分层沉降仪等，测量施工过程中土层的表面总沉降和深层沉降。埋设孔隙水压力计，测量孔隙水压力。 2

6、成品保护

6.1 施工过程中保护好测量标志，如沉降板、位移桩、水准点、导线点等。

6.2 保护好水泵及水箱等重要机具，防止被盗。

6.3 路基施工时防止硬石从边坡滚落，以免破坏密封膜。

6.4 塑板桩施工完后应将外露部分埋入砂砾中，防止被破坏。

7、质量记录

7.1 原材料进场复检报告。

7.2 沉降观测记录、位移桩观测记录、

7.3 真空度检查记录。

7.4 塑板桩打设记录。

8、安全环保措施

8.1 安全措施

8.1.1 施工用电线路必须符合电力部门的要求。

8.1.2 电机旁应用防护罩，防止伤人。

8.1.3 水箱旁应有人值班且应加防护罩；防止小孩攀进去戏水出现危险。

8.1.4 控制柜箱应安装声光报警信号。

8.1.5 排水沟不应有较深的积水。

8.1.6 夜间施工时，必须有符合操作要求的照明设备。施工住地要設置路灯。

8.1.7 电工必须持证上岗，且不得离岗。

8.1.8 填土驾驶人员，锤振机操作人员应持证上岗。

8.2 环保措施

8.2.1应采取措施，预防外排水对环境的污染。

8.2.2 施工砂垫层时应加强洒水，避免扬尘。

8.2.3夜间施工，应采取措施，以防扰民。