真空预压施工方案河西.docx
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真空预压施工方案河西
南京河西新城区快速公交（一号线）工程二标段
真空预压地基施工方案
编制：
_____________
复核：
_____________
审核：
_____________
批准：
_____________
浙江广发建设股份有限公司
南京市河西新城区快速公交（一号线）工程二标项目经理部
二零一三年五月二十五日
真空预压地基施工方案
一、编制依据
（1）南京市河西新城区快速公交工程（一号线）施工图第四篇第一册第三分册第一部分；
（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
（3）《建筑地基处理技术规范》（GJG79-2012）；
（4）《塑料排水板质量检验标准》（JTS206-1-2009）；
（5）《真空预压法加固软土地基施工技术规程》HG/T20578-95；
（6）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2012）；
（7）《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46—2005）；
（8）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
（9）《工程测量规范》（GB50026—2007）；
（10）我公司现有的技术水平、施工管理水平以及机械设备和人力资源配套能力；
（11）本合同段现场实际地形，结合我单位多年从事路基处理工程施工中积累的施工、管理经验。
二、工程概况
2.1、工程位置及范围
河西新城区有轨电车1号线位于南京市河西新城，连接新城中、南部地区。
本工程起点位于地铁2号线奥体东站区域，终点位于新河路中段。
线路主要沿江东路发展轴布置，线路走向为江东中路—江东南路—红河路—新河路，全长约7.76km，全部为地面线路。
根据南京市河西新城区快速公交工程（一号线）施工图第四篇第一册第三分册第一部分DK7+116~DK7+392段部位采用真空预压+塑料排水板处理，DK7+392~DK7+696段部位采用真空联合堆载预压处理。
2.2、工程设计概况
DK7+116~DK7+392段路基采用真空预压+塑料排水板处理，塑料排水板布置为正三角形状，间距为120cm,深度为6~7.5米，真空预压段落，在真空预压区下膜真空度持续稳定在80kpa以上条件下连续抽真空3个月，当连续五昼夜实测沉降速率小于0.5mm/d或者固结度达到90%以上时逐段减压至抽真空停止；DK7+392~DK7+696段部位采用真空联合堆载预压，堆土高度为3米。
表2-1-1真空预压地基处理设计概况
序号
起点桩号
终点桩号
处理方案
预压/预压+堆载联合预压
间距（m）
排水板长度（m）
时间（月）
堆载高度（m）
1
DK7+116
DK7+131
真空预压+塑料排水板
1.2
7.5
3
2
DK7+131
DK7+171
真空预压+塑料排水板
1.2
7.5
3
3
DK7+171
DK7+201
真空预压+塑料排水板
1.2
7.5
3
4
DK7+201
DK7+231
真空预压+塑料排水板
1.2
7.5
3
5
DK7+231
DK7+345
真空预压+塑料排水板
1.2
7.5
3
6
DK7+345
DK7+392
真空预压+塑料排水板
1.2
6
3
7
DK7+392
DK7+420
真空联合堆载预压
1.2
5
3
3
8
DK7+420
DK7+439
真空联合堆载预压
1.2
8
3
3
9
DK7+439
DK7+506.5
真空联合堆载预压
1.2
9.5
3
3
10
DK7+506.5
DK7+539.5
真空联合堆载预压
1.2
8
3
3
11
DK7+539.5
DK7+572.5
真空联合堆载预压
1.2
10
3
3
12
DK7+572.5
DK7+609.5
真空联合堆载预压
1.2
13
3
3
13
DK7+609.5
DK7+696
真空联合堆载预压
1.2
9.5
3
3
2.3、工程地质、水文、气候情况
2.3.1、地形地貌
地貌单元属于长江漫滩，沿线大部分现为农田，局部为原村庄，沿线沟塘较多，部分已于近期回填，沿线穿过已有道路为中心路、天保街等村镇水泥或者沥青路面道路，宽度一般都在5-8米左右，沿线场地西端临近渣土场，地表相对高差7.69米。
2.3.2、工程地质
本场区地基土按成因年代、物理力学性质等自上而下分为如下。
表-2-3-1土层参数表
层号
土层名称
状态或密度
地基土特征
地基基本承载力（Kpa）
1-1
杂填土
松散
强度低，压缩性较高，为弱透水地层。
局部原村庄和道路地面为混凝土地坪。
沿线局部缺少，局部厚度较大。
/
1-1A
淤泥质杂填土
流塑
强度极低，压缩性高，渗透性不均匀，局部分布于河沟、水塘底部。
/
1-2A
素填土
软塑
局部可塑，强度较低，压缩性中等偏高，微透水。
沿线局部分布。
60
1-2
素填土
可塑
局部软塑，强度较低，压缩性中等偏高，微透水。
现河堤位置厚度较大。
90
2-1
粉质粘土
可塑
强度较低，压缩性中等，不透水。
沿线局部分布。
110
2-1A
粉质粘土
软塑
强度较低，压缩性中等-高，微透水。
沿线局部分布。
80
2-2
淤泥质粉质粘土
流塑
强度低，压缩性高，高灵敏度，弱透水。
沿线普遍分布。
60
2-3
淤泥质粉质粘土夹粉砂
流塑
强度低，压缩性较高，中等~高灵敏度，微透水。
沿线局部缺失。
70
2-4
粉砂夹粉土
稍密
局部中密，强度一般，压缩性较低，中等透水。
沿线局部缺失。
150
2-4A
粉质粘土
流塑
强度中等，压缩性中~低，微透水地层。
沿线局部分布。
80
3-1
粉细砂
中密
强度中等，压缩性低，中等透水。
场地内局部缺失。
180
其人工填土：
场地内局部近期填积的1-1层夹填土厚度较大，局部分布1-1A层淤泥质填土（主要分布于双龙河、天保西河、头关河及沿线水塘、水沟底部），其填料混杂，工程性质很差，不能作为建筑物和轨道线路的地基持力层。
2.3.3、气候、地下水情况
本区地处亚热带，气候温和湿润，四季分明，冬冷夏热，年平均温度为15.7摄氏度，最高气温43度，最低气温-16.9度，最热月平均气温28.1度，最冷月平均温度-2.1度，年平均降水117天，降雨量1106.5毫米，最大平均湿度81%。
最大风速19.8m/s。
土壤最大冻结深度-0.09m。
夏季主导风向为东南、东风，冬季主导风为向东北、东风。
无霜期237天，每年6月下旬到7月中旬为梅雨季节。
地下水分潜水和弱承压水，潜水含水层由人工填土、2-1层~2-3层新近沉积的粘性土构成。
浅部潜水对路基的稳定性和土的工程性质影响较大，弱承压水含水层组由中下部的2-4层粉砂夹粉土-4层卵砾石构成。
三、施工准备
3.1、施工技术准备
（1）、真空预压设备进场后，及时进行检查验收，进行现场工艺试验并会同监理进行验收审批。
（2）、查验进场材料每批产品出厂合格证、性能报告单，抽样检验无纺土工布、密封膜的厚度、透气性能、拉伸强度和排水滤管的管径、壁厚、透水、渗滤、纵向排水性能及抗拉、抗压强度和环形刚度。
（3）、施工前按施工图要求设置观测断面，每一断面上的观测点布置数量、观测频次和观测精度符合要求。
观测基桩置于不受影响的稳定地基内，定期复核校正。
（4）、连接各系统进行抽真空试验，检查射流泵运转情况。
3.2、施工用电及场地布置
施工用电：
根据工程所需机械动力设备、电气工具及照明电的数量，考虑到施工高峰阶段的机械设备最高用电需求量，主要使用报装的630KVA箱变，同时配备120KW发电机一台，以防施工用电突发障碍的发生。
临时用电线路设置在施工便道内侧，采用三相五线制；电线架空高度不小于4米。
场地布置：
施工场地事先应予以平整，清除地上、地下坚硬杂物；需要回填土方部位不得采用杂填土或生活垃圾，并对沿线鱼塘、河沟路段，应清除淤泥（清淤后塘底基本同周围土质，其中鱼塘分布范围较大处，清除路基范围内淤泥，路基一定范围外采用围堰措施进行围挡。
四、施工组织与安排
4.1.工期目标
塑料排水板进度指标：
根据本工程的工程量和施工条件以及类似工程的施工经验和施工能力按5000米/天.台，真空预压及堆载预压时间为90天。
计划工期：
确定计划施工工期为110天。
计划开工日期为2013年6月10日，竣工日期为2013年9月30日。
4.2.施工顺序及区域划分
施工分区：
设计将整过真空预压及真空堆载路基处理区域划分为3个真空预压加固区（以DK7+116~DK7+696为例），每个单元格加固区面积在6000--12000平米，合计真空预压面积为24650万平米，真空预压加固单元如下图示所示，施工顺序由C区域—B区域--A各区域顺序推进，单元边界之间采用粘土沟隔离。
图4-2-1施工区域划分
4.3.主要机械设备进场计划
表4-2-1主要机械设备进场计划
序号
机械设备名称
规格型号
数量
施工部位
进场时间
1
发电机
120KW
1台
停电备用
2013.5.1
2
挖掘机
PC200
2台
场地平整等
2013.5.20
3
真空射流泵
7.5kw
30套
抽真空
2013.6.5
4
液压插板机
HD1250
1台
排水板施工
2013.6.5
5
推土机
TY220
2台
真空堆载预压
2013.5.20
6
自卸汽车
HB6-350
2台
2013.5.20
7
压路机
15T
1台
2013.5.20
4.4、劳动力安排计划
4.4.1、技术专业人员配备情况
根据本工程施工内容，工程施工过程中所需的工种或技术专业种类主要有：
电工、机修工、各大型机械设备操作司机等。
4.4.2、投入人员数量及进场计划情况
下部工程拟投入人员31人，其中管理人员15人，生产人员16人，现场施工生产所用劳动力将根据施工进度推进程度，分批次提前安排人员进场准备。
表4-3-1各工种作业人员配置表
序号
工种
人数（人）
备注
1
专业班长
1
2
机长
2
3
电工
1
5
机械工
6
6
测量员
2
7
辅助工
4
4.5、材料供应计划
4.5.1、主要施工材料配置原则
在施工过程中本着资源优化配置的原则，对材料采购供应进行动态管理，施工过程中根据工程进度，适时的对现场材料进行统计，并根据实际需求制定采购计划，保证材料供应及时，满足施工进度要求。
4.5.2、主要施工材料配置计划
根据工程施工特点及进度计划安排，对影响工程施工的主要材料需要有计划的提前购置，以满足工程正常施工,本标段主要材料进场计划见表4-4-1主要材料进场计划表。
表4-4-1主要材料进场计划表
序号
名称
型号
数量
备注
1
塑料排水板
PC100-B粘合性
25000米
按工程进度分批进场
2
防水土工布
12000m2
3
渗水土工布
12000m2
4
中粗砂
5000m3
4.5.3、主要施工材料配置保障措施
（1）项目经理部成立设物部，专职从事材料的调查、采购、管理、发放及质量控制及施工周转材料的使用保证。
（2）项目部设专项资金用于材料的采购工作，确保材料的供应，任何个人或组织均不得擅自挪用该资金。
（3）建立、健全材料的采购程序及质量把关程序，所有进场材料必须质量合格，且各种手续齐全。
（4）加强材料的进场试验工作。
每一批材料进场必须由监理工程师检查，并经抽检试验合格，否则不能使用。
（5）加强材料的实地考察及市场询价工作，做到货比三家，选择有相应资质，有良好信誉的厂家供应材料，争取最佳性价比。
（6）所有材料的采购必须签订合法的采购合同，材料的质量具有可追踪性。
（7）现场材料专人管理，必须经工程技术人员的现场确认后方可使用。
（8）材料采购计划具有超前性，并经工程技术人员确认，防止材料采购的种类、型号出现错误或采购的时间不对，避免出现采购不及时或库存时间过长等现象。
（9）加强材料采购的过程控制，完善物资管理制度，实行层层监控，防止不法现象发生。
（10）掌握和追踪目前的材料动向和发展状况，追踪新材料、新技术、新工艺的信息，材料的管理水平不断提高。
（11）材料的采购有计划、有组织地进行，根据施工实际进度及相应施工进度计划进行材料采购工作。
（12）合理进行材料库及材料堆放场的布置，材料分批进场，分期库存，库存量合理。
（13）节假日期间的材料供应提前作好充足准备，并多方考虑，以最不利情况进行采购工作确保材料库存量能满足节假日期间施工正常需要。
（14）加强对材料供应单位节假日放假制度的了解，掌握他们在节假日期间的业务管理制度，随时保持联系，争取在节假日期间能正常进行材料供应，并作好应急准备，确保在非常规情况下仍能保证材料的正常供应。
五、施工方法和施工质量控制
5.1、真空预压地基施工方法和工艺
5.1.1、真空预压地基施工原理
真空预压法包括排水系统、抽真空系统和密封系统三方面的施工工艺。
在需要加固的软弱地基表面铺好砂垫层，打设塑料排水板、埋设滤水管，再在砂垫层上铺设不透气的密封膜，利用钢丝橡胶软管将滤水管与真空泵连接，利用真空泵将密封膜下的空气抽出。
连续抽真空造成膜内外压力差，土体中孔隙水产生渗流，在真空的吸力作用下，通过塑料排水板、砂垫层、滤水管将土体中的孔隙水排出膜外，从而使土体固结密实。
真空联合堆载预压主要是利用塑料排水板和密封沟计划同时施工，交叉进行。
插完塑料排水板后进行滤水管、密封膜、真空泵等埋设并进行试抽真空。
生产区各分块当真空度稳定在80kPa，然后再进行堆载预压（堆载高度为3米），其基本原理跟真空预压处理相同。
图5-1-1真空预压处理立面图
5.1.2、真空预压地基施工工艺流程
真空预压加固软基施工主要包括竖向排水体（塑料排水板）打设、横向排水体（砂垫层）铺筑、真空管网埋设、土工布和密封膜铺设、密封沟开挖及回填、真空泵安装、抽真空等工序，施工工艺流程见图5-1-2
图5-1-2真空堆载预压施工工艺及质量控制流程图
图5-1-3真空预压施工工艺及质量控制流程图
5.1.3、真空预压地基施工方法
5.1.3.1、施工准备
施工现场三通一平按照总体部署准备，施工材料、机械、人员、技术准备就绪。
5.1.3.2、施工放样
根据设计图纸要求逐桩放样，每幅桩位用木桩标识清楚并做护桩，保护桩位.
5.1.3.3、底砂垫层施工
（1）砂垫层作为横向排水通道，按照设计要求为40cm厚，按两层铺设，底砂垫层按20cm进行铺设，砂垫层采用中粗砂，含泥量小于5%，干密度大于1.5t/m3，渗透系数大于1×10－2cm/s，砂垫层回填前砂质量需抽样进行检验，并报监理工程师验收。
（2）施工时将砂用自卸汽车运至现场临时路边，在回填范围内，人工用手推车回填。
误差在规范之内，平均厚度不能小于20cm，检验采用钎插或挖坑的方法测量厚度，将结果报监理工程师验收确认。
（3）铺设砂垫层可分段验收，以利施工流水作业，不影响后序工程，为有效的提高生产进度，创造条件。
（4）已完成的砂垫层要用水准仪对砂面按100m2一处测出砂面高程，要求其顶面标高误差+50mm。
（5）铺设后的垫层要求表面平顺，横坡与基层土拱坡同，以利塑料插板排出的水能迅速从该垫层中渗出。
5.1.3.4、塑料排水板施工
1、工艺流程
测量放线→机组组装→插板定位→安装排水板→沉管插板→提升套管及回带量测量→剪断塑料排水板→检查。
2、施工方法
⑴根据设计施工图纸，塑料排水版采用PC100-B型板，正三角形布置，间距1.2m，塑料排水板布置如下
图5-1-4塑料排水板布置
⑵测量放线
插板施工采用单元块法施工，按施工区域划分进行施工，按区域施工便于点位的布置和机械作业，且应避免相互影响。
①采用坐标法用全站仪施放各单元的控制边线。
根据图纸计算出插板区域外边线坐标，架全站仪施放，打入木桩，并用红油漆标志点位并编号。
②单元内各插板点位则利用钢尺量距通过内外边线施放，用白石灰粉作醒目标志，并编制打设板位编号和板位顺序。
⑶机组组装及定位
机械设备运至施工地段，进行分别组装，其组装方法为：
首先组装插板和底盘及龙门架，应用卷扬机和滑轮将龙门架拉起并固定好，然后再组装塔架，用同样方法将其拉起固定，塔架竖起后再安装卷扬机和振动锤。
卷扬机安装固定在架的背面，再将各行走部位组装到位，最后将插管和振动锤连接固定，至此整个一台插板机组装完毕。
插板机沿门架在设计插板断面上移动，定位于插板位置，准备实施插板作业。
⑷安装排水板
安装好进场设备，根据设计插板的深度要求，将插管长度定好。
并在插管和塔架上做好应插排水板深度记号。
排水板从套管的插嘴进入套管内部，固定在套管底部的插销上，同时拉紧排水板，依靠排水板与插销之间的摩擦力连接在一起，上提时插销从套管口与排水板端部抽出，套管提出，排水板靠土压力留在地基中。
⑸沉管插板
①铺设枕木、轨道，将机器移入场内。
②将排水板装入卷筒，并通过门架上的滑轮将排水板引入插杆中。
③插板前检查套管垂直度，若不符合要求，前后可调节门架位置，左右可调节套管位置，保证插板垂直度在1.5%以内。
④将排水板从插入杆端头引出、折回，夹上短钢筋（桩位放样时插在桩位上），用订板机订好。
⑤拉紧排水板，将插入杆对准桩位。
⑥开启振动将插入杆压入地基。
⑦在套管上按照设计深度用红漆作上明显标识，到达设计深度（预先在插入杆用红漆划上标志）后将插入杆拔出。
则排水板被短钢筋锚固于孔底。
⑧在砂垫层以上20cm处将排水板剪断埋入砂中。
⑨移至下一个桩位。
插板要求：
塑料排水板在插入地基的过程中应保证板不扭曲，透水膜无破损和不被污染。
板的底部应有可靠的锚固措施，以免在抽出保护套管时将其带出。
塑料排水板插好后应及时将露在垫层外的多余部分切断，并对排水板予以保护，以防因插板机移动，车辆的进出使塑料排水板受到损坏而降低排水效果。
排水板施插过程，应注意是否在插入时真正送入土中，或在拔管（心轴）时，排水板回带上来。
可经常注意卷筒内塑料板的耗用量（或用自动记录装置）。
施插排水板到达设计入土深度后方能拔管。
当碰到地下障碍物而不能继续打进或令孔体倾斜（超过允许偏差），则应弃置该孔而拔管移位（相距45cm左右），重新施打排水孔。
排水孔的施打过程要采用定载振动压入的方法，一直打到设计要求的深度，不允许重锤夯击
施打过程保持排水孔的垂直度，其垂直偏差按进入深度控制≤1.5-2cm/m（1.5%-2%）。
排水孔的平面位置应按设计要求的间距施打，一般位置偏差不超过3cm.
保持排水板入土的连续性，发现断裂即重新施插。
施插设塑料排水板时,管靴与板位标记的偏差其间距尺寸误差应小于5cm，其露出于砂垫层上的长度按20cm控制。
⑹提升套管及回带量测量
确定排水板已达到设计深度后，可提起套管，此时应观察套管插入孔，如排水板相对套管不动，则说明排水板回带，继续上提套管，直到排水板移动抽入套管，量取此时套管的提升高度，即为排水板回带量。
若大面积回带，可考虑改变插销形式，减小提升套管时插销与排水板摩擦力，并增大排水板底端与泥土间接触面积，以减少回带现象的发生。
⑺剪断塑料排水板
当提升套管，套管底部离开砂面50cm时，人工从套管底部切断排水板，使排水板外露长度控制在20cm以上。
然后将留下排水板头弯曲插进管口。
⑻检查
主要检查内容为质量标准要求的项目，若检查不合格，则必须在不合格排水板位置的20cm范围内补打一根排水板，重新检查，直至合格为止。
合格后移动插板机至下一板位。
打设过程中逐根做好施工记录。
3、注意事项
（1）打设塑料排水板应采用套管打设法，插板时桩落点定位误差控制在≤5cm内，桩管下插前垂直度偏差≤1.5%施工过程中应把板头插入粘士层30cm深；以保证收管良好。
打设时回带长度不得超过500mm，且回带的根数不宜超过总打设根数的5%，如回带长度超过500mm时，应在插点附近补插。
（2）施打从大里程向小里程推进，每排可打设5～9根，打完一排再向前移动门架，直至处理长度方向讫点。
然后横移门架，返回施打下一幅。
（3）上拔插入杆时带出的淤泥，不得弃于砂垫层上，以免堵塞排水通道。
（4）排水板一般不允许接长，塑料排水板外露长度应大于200mm。
如果要接长时应剥开滤膜使芯板接平（搭接长度≮20cm）然后包好滤膜，再用订板机订牢。
接长的根数不宜超过打设根数的5% ，最多只允许接长一次。
接长的板宜调整到护坡道位置打设。
（5）施工时应加强检查，保证板距、垂直度、板长、跟带长度等符合规范要求，否则应予重打，重打的桩位与原桩位置不大于板距的15% 。
若施工过程中发现不能施工至设计标高，应及时对附近局部地区进行地质探摸，并与设计人员联系商讨解决方案。
（6）对于施工段地表的硬壳（一般约在0.5～1.0m）当插入杆起后所留杆孔，不能用粘土块或其他材料堵塞，必须用砂灌满，以防堵塞排水通道使处理失败。
4、塑料排水板质量检验评定标准
⑴主要项目
①塑料排水管的规格、质量和排水性能必须符合设计要求和有关规定。
检验方法：
检查出厂合格证和抽样试验报告。
②塑料排水板下沉时，严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。
检验方法：
检查施工记录并观察检查。
③塑料排水板的底标高必须符合设计要求，其顶端必须高出砂顶面。
检验方法：
检查施工记录并观察检查。
④回带长度不得超过50cm。
⑵一般项目
①发生回带的数量不宜超过打设总数的5%。
（3）实测项目
表5-1-1塑料排水板打设的允许偏差、检验数量和方法
塑料排水板打设的允许偏差、检验数量和方法
项目
序号
检查项目
允许偏差值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
预压荷载
%
≤2
水准仪
2
固结度（与设计要求比）
%
≤2
3
承载力或其他性能指标
设计要求
按规定方法
一般项目
1
沉降速率（与控制值比）
%
±10
水准仪
2
塑料排水板位置
mm
±30
用钢尺量
3
塑料排水板插入深度
mm
±200
插入时用经纬仪检查
4
插入排水板时回带长度
mm
≤500
用钢尺量
5
塑料排水板高出砂垫层
mm
≥200
用钢尺量
6
插入排水板的回带根数
%
＜5
目测
7
垂直度
%
＜1.5
经纬仪、吊线、钢尺
5.1.3.5、埋设真空管网
水平排水垫层施工完成后，开始排水滤管的布置。
开挖管槽，布放和连接真空管路，保证真空管路的畅通和各类接头的牢固。
图5-1-5塑料排水板布置
1、管网的埋设
真空管选用加筋PVC塑料管，主管为φ75mm,支管为φ50mm,要求PVC管材的强度能承受400kPa的压力。
主管间距30m左右，滤水管排距5m左右，最外层滤水管距场地边的距离为2～5m。
主管和支滤管间用变径三通和四通连接。
支滤管管壁按正三角形开滤水孔，孔径8mm，孔距50mm，打孔后外包250g/m2的无纺土工布滤膜，滤水管外绕3mm铅丝（圈距5cm），再套上用土工布缝合的反滤布套，并捆扎结实
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