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真空密封是保证加固效果的一项重要工作
2012年04月20日 14:09 密封产业网
 

 在加固过程中要始终保持膜下真空度80kPa,尽可能减少真空度在排水通道中的传递损失,其中真空密封是保证加固效果的一项重要工作。笔者基于对有关文献和工程实例的研究和总结,拟对真空预压软基处理真空密封技术及其应用情况进行探讨。真空预压排水固结系统结构图所谓密封就是对预压软基的土体四周和表面用某种工艺形成封闭,使之不透气(水),以防止真空度沿软基的表面和四周逃逸,而只留底部开口使真空度能沿竖向排水通道传递。从软基密封的位置可把真空密封分为四周的边界密封和表面的平面密封两部分。边界密封采用真空预压法对软基进行加固,土层不能透气、透水,边界密封就是对加固土体四周进行有效的封堵,一般有密封沟、密封搅拌墙和垂直侧向铺塑等几种。边界密封形式主要取决于加固区边界范围内土体性质和工况条件。对于不易透气(水)的软粘土地基,一般采用密封沟的形式。但实际工程地基并不都是软粘土地基,很多地基表层存在透气(水)的粉土层、粉砂层或吹填砂、或表层泥浆含水率过高、或砂层厚度较大。特别由吹填形成陆域的吹填土,其主要成分是粉质粘性土,在吹填过程中经过水力重新分选,形成粘性土和砂夹层。对上述地基不宜用密封沟,而应在四周进行密封帷幕处理,以切断透水透气层。密封帷幕分为密封搅拌墙和垂直侧向铺塑两种形式。密封沟密封沟就是在加固区四周挖一定深度的沟槽用于埋设密封膜。某工程密封沟典型断面如所示。密封沟的典型断面图密封沟工作量虽不大,但它直接关系到密封效果的好坏,因此要认真、细致、严格地去做好这一工作。

  密封沟的深度可达1825m,具体深度视现场地质情况而定,一般宜进入不透水层顶面以下100cm.当被加固土的表层粘粒含量较高,渗透性较差时,可以取较小值,沟可挖浅一些;反之,沟要挖深一些。沟的宽度主要视挖掘方式和铺膜决定,如用机器挖掘可以挖窄一些,但必须方便人工铺膜操作,一般*小为60cm;若人工挖掘密封沟,其*小宽度需70cm.在有些地域挖沟时若发现有植物根系或动物的孔洞,则沟的深度需相应挖深一些以避开这些植物根系或孔洞。挖好沟后将膜放入沟中,应注意将膜贴于沟的内壁(沟的内壁尽可能平整),并将膜放至沟底,然后用粘土分层回填并灌水密封。所填粘土应湿而软,不能有大块。尤其注意**层的填筑,一定要用土把膜压好,使膜能紧贴沟内壁和沟底,在每一层填土上给予压实。在抽气时若密封沟中水流集中流向一处,可判断该处密封沟密封不严实,应返工处理。施工过程中要特别留心在有真空度测头导管和孔压测头导线引出的地方,既要密封好,又不能将导管弄断、弄破或弄成<90的折弯。密封搅拌墙密封搅拌墙是密封帷幕技术的一种,一般采用粘土或粘土掺入一定比例的膨润土制成泥浆,对地表或地下埋藏较深的透气(水)性较大的砂性土层,利用水泥搅拌机进行搅拌形成粘土(泥浆)搅拌桩,从而降低砂性土层的渗透性,保证加固土体的密封性。由于填海造陆区的泥浆资源十分丰富,可就地取材采用泥浆搅拌桩密封墙对加固区周边进行密封。对于四周透气不利于搅拌的,可以开挖换填粘土进行处理。

  气密性和基本的抗渗能力。真空预压时加固区内降水一般不超过10m,水位降深以内的土体容易受周边渗透与漏气影响,搅拌墙深度应控制在l0m以内,根据l0m以内砂层厚薄确定搅拌墙的密封深度。实际工程中密封墙效果以双排搅拌桩(宽12m)为好,单排较差。在各区块施工实行流水作业,因此相邻的两个加固区块之间会出现一道共用的密封墙。在抽真空的过程中,由于加固区域的土体内缩,致使墙体中的泥浆颗粒受真空压力的作用而被抽走,时间长会导致泥浆搅拌桩失去密封作用。为此,对于抽真空时间间隔大于15d的相邻区域,其共用密封墙应采用长短结合的双排泥浆搅拌桩,通过增大墙体的上部宽度来解决这个问题。短桩长度一般为34m,长桩长度则根据地质情况确定。粘土密封墙平面布置示意3垂直铺塑吹填砂夹层和大袋砂围堰将成为真空预压的侧向漏气层,特别是大袋砂围堰地层渗透系数大、分布连续、厚度大,是严重的真空预压漏气、漏水层。此时可采用粘性土搅拌桩相切形成连续的柔性密封或侧向垂直铺塑密封技术。介绍的深圳西部某码头一期工程集装箱堆场和道路用地,场地试验区是用大袋砂围海造地吹嗔而成,大袋砂围堰地层厚达812m.该工程采用真空预压法进行施工时,经对粘土搅拌桩和垂直铺塑两种侧向密封技术进行比选,决定采用垂直铺塑侧向密封技术,取得了较好的密效果良好局部有漏气地表裂缝的处理运用真空预压法对软土地基加固时,加固区外的土层是向着加固区移动的,土体移动会使地表产生一些裂缝,这些裂缝会随加固过程的进行而发展,这些裂缝发展到一定深度也会成为漏气的通道,使膜下真空度降低,因此一旦出现上述情况时,要采取措施予以密封。简单有效的做法是发现有漏气时,将拌制一定稠度的粘土浆倒灌到裂缝中,泥浆会在重力和真空吸力的作用下向裂缝深处钻进,泥浆会慢慢充填于裂缝中堵住裂缝,达到密平面密封密封膜材料选择密封膜在真空排水预压加固中起着关键的作用,其质量好坏直接关系到膜下真空度的高低、加固的成败,因此应十分重视其材料的质量。密封膜的选择应遵循重量轻、强度高、韧性好、密封好、抗老化、耐腐蚀等基本原则。一般选择厚度为的PVC压延薄膜作为密封膜,其具体的技术标准如所示。聚氯乙烯(PVC)压延密封薄膜的技术指密封膜的铺设一般采用2层或3层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜,一般应在工厂热合一次成型。铺设前*好在平整的砂垫层上铺一层编织布以保护密封膜。密封膜的大小根据加固区的平面尺寸预定,铺设时膜不宜拉得太紧,每边比图纸尺寸可多放出35m之间。当采用密封墙且分块预压时,对于相邻的两块加固区,后期施工的区域可将一幅窄条的真空膜预先理设在共用密封墙内,预留的膜接头待后续施工时再进行粘合。前一区的**层密封膜需将共用密封墙的上部覆盖并和后一区的密封膜进行粘合,以保证在抽真空期间密封墙处不会产生漏气现象。膜在埋入密封沟时,注意膜不要被石头、草、树根等戳破,注意其完整性。在膜上放置沉降标时,应在沉降标下垫一层土工布或软草席或一些小块密封膜,注意放平并在沉降标底板上压重,以防戳破薄膜或沉降标倒伏。真空膜铺好后,禁止穿硬底鞋在膜上行走。正式开抽前应进行试抽,以检查膜和边界是否存在漏气现象,当试抽达到时,若真空膜面层发出咝咝声响,可判断出响处有穿孔,应及时进行修补。膜上覆水开始抽真空且膜下真空度达到60kPa后,可在膜上进行覆水。膜上覆水可起到密封、荷载和保护作用。密封膜本身可能存在一些细小的孔,当密封膜铺设完成且膜下形成一定的真空度后,由于砂垫层、塑料排水板头、杂物等的影响,非常容易形成透气小孔。当膜上覆盖一层水后,这些透气孔很容易检查。即便有细微的小孔透水,对膜下真空度的影响也较小,如果没有膜上水,直接透气,对膜下真空度的影响则较大。加固区内的微小孔隙因为水的渗入而得到充灌,加固区的密封性可得以进一步加强。真空预压加固区一般在20104m2,如果没有覆盖水,真空度只能达到60kPa左右,覆盖水后真空度可以达到80kPa以上。同时膜上覆水可避免密封膜在阳光长时间的照射下出现老化,从而容易产生破裂。密封效果施工监测和检测随着加固过程的进行,地基将发生连续不断的变形,它包括垂直和水平两个方向上的变形,因此在加固区周边的边界密封及加固区上的薄膜等都会出现这样那样的情况。如地面产生裂缝,膜被拉破或被砂垫层中的异物顶破,在加固区中的出膜装置附近、在量测真空度管附近的薄膜有可能被拉破;或随着时间的推移,密封沟及密封帷幕中的密封搅拌墙和侧向铺设的密封膜出现密封效果下降等而引起漏气,导致真空度下降。管理中要随时重视这些情况的出现,并及时采取相应的措施予以补救,保证加固区的密封效果。

  软基处理作为岩土工程的一种,必须要贯彻信息化施工的原则,为了能对软基处理进行过程控制,需要采取必要的施工监测和施工质量检测措施。如在密封帷幕或密封沟内外区域埋设真空度测点,以及时了解密封效果等。密封是真空预压软基处理的一项重要工作,对加固效果影响巨大。从软基密封位置可分为四周边界密封和表面水平密封两部分。边界密封形式主要取决于加固区边界范围内土体性质和工况条件,一般有密封沟、密封搅拌墙和垂直侧向铺塑等几种形式。密封沟适用于不透气(水)的软粘土基。对于地基表层存在透气(水)的粉土层、粉砂层或吹填砂一般采用密封搅拌墙或侧向铺设密封膜等密封帷幕技术,以切断透气(水)层。在加固过程中必须重视密封效果施工监测和检测工作,对出现的情况及时采取相应的措施予以补救,以保证加固区的密封效果。密封沟、密封搅拌墙、垂直侧向铺塑、水平铺膜及膜上覆水等密封技术在实际工程中的成功应用,其各自的工程技术特点可供有关工程参考。

  真空预压垂直铺塑侧向密封技术在软基处理工程中的试验与应用决了传统锚杆由于锚固不利在沿灌浆体与土层结合面处产生破坏而使锚杆失效的问题。对钢锚管施加预应力时,能使应力均匀分布在管体内,不似锚索类张拉时出现单根钢绞线断裂,进而影响整个锚固体系。预应力钢锚管与其框架梁一起共同锁定滑动面,注浆施工有利于固结坡体松散层,框架梁与坡面格子梁对松散体形成包裹受力,边坡整体稳定性明显加强。本段边坡在经过多次特大暴雨和强降雨袭击后,边坡无异常变化,加固结构仍稳定,表明预应力钢锚管达到了预期处理效果,因此,可供类似工程借鉴。预应力钢锚管的综合造价及社会经济效益优于其它传统的支护结构。

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