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真空預(yù)壓法是在地基表面鋪設(shè)密封膜,通過特制的真空設(shè)備抽真空,使密封膜下砂墊層內(nèi)和土體中垂直排水通道內(nèi)形成負壓,加速孔隙水排出,從而使土體固結(jié)、強度提高的軟土地基加固法。
真空預(yù)壓法適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和其他能夠排水固結(jié)而且能形成負超靜水壓力邊界條件的軟粘土。該法早在50年代初就已由瑞典的杰爾曼(w.kjellman)提出,但直至70年代末期一直末能得到廣泛應(yīng)用。1980年,交通部第一航務(wù)工程局科研所(天津港灣工程研究所)在天津新港開展現(xiàn)場試驗研究,解決了實用密封薄膜、抽真空裝置及關(guān)鍵施工工藝,使該法達到實用階段,并于1982年末成功地應(yīng)用于天津新港軟基加固工程中。1983年該法的研究列入“六五”國家科技攻關(guān)項目1985年通過國家技術(shù)鑒定,并獲“六五”國家科技攻關(guān)獎;1987年2月取得國家專利權(quán)(專利號(申請?zhí)枺?5108820),并于1989年被評為中國專利優(yōu)秀獎:“七五”期間,該法被列為國家計委重點推廣新技術(shù)的第28項,同時被列為“七五”期間交通部《通達計劃》推廣新技術(shù)項目之一。目前,真空預(yù)壓法已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事業(yè)和機場等工程中得到實際應(yīng)用,加固面積已超過150萬平方米,取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。
一、真空預(yù)壓加固法的特點
真空預(yù)壓加固法有以下幾個特點:
?。?)加固過程中土體除產(chǎn)生豎向壓縮外,還伴隨側(cè)向收縮,不會造成側(cè)向擠出,特別適于超軟土地基加固。
(2)一般膜下真空度可達600mmhg,等效荷重為80kpa,約相當于4.5m堆土荷載;真空預(yù)壓荷重可與堆載預(yù)壓荷重疊加,當需要大于80kpa的預(yù)壓加固荷重時,可與堆載預(yù)壓法同時使用,超出80kpa的預(yù)壓荷重由堆載預(yù)壓補足。
?。?)真空預(yù)壓荷載不會引起地基失穩(wěn),因而施工時無須控制加荷速率,荷載可一次快速施加,加固速度快,工期短。
?。?)施工機具和設(shè)備簡單,便于操作;施工方便,作業(yè)效率高,加固費用低,適于大規(guī)模地基加固,易于推廣應(yīng)用。
?。?)不需要大量堆載材料,可避免材料運入、運出而造成的運輸緊張、周轉(zhuǎn)困難與施工干擾;施工中無噪音,無振動,不污染環(huán)境。
(6)適于狹窄地段、邊坡附近的地基加固。
?。?)需要充足、連續(xù)的電力供應(yīng);加固時間不宜過長,否則,加固費用可能高于同等荷重的堆載預(yù)壓。
(8)在真空預(yù)壓加固過程中,加固區(qū)周圍將產(chǎn)生向加固區(qū)內(nèi)的水平變形,加固區(qū)邊線以外約10m附近常發(fā)生裂縫。因此,在建筑物附近施工時應(yīng)注意抽真空期間地基水平變形對原有建筑物所產(chǎn)生的影響。
二、真空預(yù)壓法的機理與基本性能
真空作用下土體的固結(jié)過程,是在總應(yīng)力基本不變的情況下,孔隙水壓力降低、有效應(yīng)力增長的過程。
抽真空時,先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負壓,使土體與排水通道、墊層之間形成壓差;在此壓差作用下,土體中的孔隙水不斷由排水通道排出,孔隙水壓力隨之降低、有效應(yīng)力增長,從而使土體固結(jié)壓密。這樣,地基沉降在預(yù)壓加固階段基本完成,并獲得足夠的強度。因此,在經(jīng)過真空預(yù)壓加固后的地基上施加建筑物荷載時,既不會發(fā)生地基失穩(wěn)問題,又不會產(chǎn)生有害的殘余沉降與差異沉降。
本工法可使膜下真空度在10—20d內(nèi)達到和維持在600mmug以上,可產(chǎn)生相當于80kpa的等效荷載。
三、施工工藝
真空預(yù)壓施工包括以下四個主要部分:
?。?)采用不透氣的密封膜使加固地基與大氣隔絕;
?。?)為使土體加速排水固結(jié),在加固地基中設(shè)置排水通道(如塑料排水板);
?。?)采用有效率的抽真空裝置;
(4)為了節(jié)能和安全正常運轉(zhuǎn),需要安裝自動控制、記錄系統(tǒng)。
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1、排水通道打設(shè)機
由于塑料排水板具有質(zhì)量穩(wěn)定、輕便可靠、打設(shè)速度快、加固效果好等優(yōu)點,目前在真空預(yù)壓加固中已被廣泛采用,極少見到使用袋裝砂井及普通砂井的實例。
塑料排水板打設(shè)機可采用履帶式或軌道式等輕型設(shè)備,其接地壓力應(yīng)與加固地基相適應(yīng);當?shù)鼗周浫酰鼗休d力偏低時,往往需要對地基表層臨時處理,以適應(yīng)打設(shè)機對地基承載力的要求。
打設(shè)方式可用振動錘打入,亦可用靜壓壓入。
采用目前常用塑料排水板打設(shè)機打設(shè)長度為20m左右的塑料排水板時,打設(shè)效率一般可達到1000—1500m/臺班。
2、真空設(shè)備及自控裝置
?。?)真空設(shè)備:φ48型射流泵、3ha—9型離心式水泵。
?。?)自控裝置:自動控制、記錄儀。
(二)施工程序
本工法的施工程序如下:
?。?)設(shè)置排水通道包括在軟基表面鋪設(shè)砂墊層和土體中打設(shè)排水通道。目前多采用塑料排水板作為豎向排水通道。采用套管法打設(shè)塑料排水板。在鋼套管壓入地基土內(nèi)之前,須先將塑料板放入套管,并在塑料板端部加管靴,這樣,當鋼套管壓入時,管靴和塑料板也隨之入土,拔出鋼套管時,塑料板靠管靴的阻力留置于土中,在地面將塑料板切斷,打設(shè)即完成。
1—排水通道;2—濾管;3—圍捻;4—出膜裝置;5—閥門;6—真空表;7—射流泵;8—離心泵;9—溝槽;10—水平排法;11—密封膜
?。?)鋪設(shè)膜下濾管在打好塑料排水板的砂墊層上布設(shè)膜下濾管,并將濾管埋入砂墊層中。
?。?)鋪設(shè)封閉薄膜。
?。?)連接膜外管道和出膜裝置與抽真空設(shè)備。
(5)安裝自動控制設(shè)備。
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市政三部分知識內(nèi)容分析:第一部分是技術(shù)部分,本部分是通過建造師考試的基礎(chǔ),歷年真題考題分值占比60%。需要了解具體施工的一些工法,道路工程、橋梁工程、城市軌道交通、城市軌道交通工程、城鎮(zhèn)水處理施工、給排水管道、供熱管道、燃氣管道、管道工程質(zhì)量檢查與驗收、城市垃圾填埋,10大類施工技術(shù)及工法都要摸清楚。第二部分是管理部分,本部分是通過建造師考試的關(guān)鍵,歷年真題考題分值占比37%。這部分內(nèi)容每年在考試案例題目的考查中占到大部分分值,而這部分內(nèi)容跟公共課中的施工管理科目關(guān)聯(lián)性比較大,所以施工管理科目+市政實務(wù)搭配著學習,也就相當于給市政實務(wù)科目打了基礎(chǔ)。第三部分是相關(guān)法規(guī)及標準,這部分內(nèi)容大家沒有必要花費太多時間,考題分值占比3%,通讀一遍教材完全掌握。點擊聽課,進入備考>>
1、打設(shè)排水通道
每臺班由4—5人組成,班長1人、操機工1)安裝自動控制設(shè)備。
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1、打設(shè)排水通道
每臺班由4—5人組成,班長1人、操機工1人、裝運工1人、測量工1人、電工1人。
2、真空設(shè)備安裝與運轉(zhuǎn)
每臺班6—8人,每日三班連續(xù)運轉(zhuǎn)。
(四)施工注意事項
?。?)整平加固區(qū)場地,清除雜物,并鋪設(shè)砂墊層。為避免塑料密封破損,砂墊層表面不得存留石塊及其他尖利雜物。
?。?)塑料排水板打設(shè)完畢并驗收合格后,應(yīng)及時仔細地用砂墊層砂料把打設(shè)時在每根塑料排水板周圍形成的孔洞回填好,否則,抽真空時這些孔洞附近的密封薄膜很容易破損,造成漏氣,從而難以達到和維持要求的真空度。
(3)埋設(shè)膜下濾管時,綁扎過濾層的鉛絲頭均應(yīng)朝向兩側(cè),切忌朝上。濾管周圍須用砂填定,并用磁盤埋好,埋砂厚度以5cm左右為宜。砂料中的石塊、瓦礫等尖利雜物必須清除干凈,以免扎破密封膜。
?。?)鋪膜時須挖溝,挖出的土堆在溝邊平地上,不得堆在砂墊層上。還應(yīng)避免砂?;霚现?。薄膜應(yīng)事先仔細檢查,鋪設(shè)時四周應(yīng)放到溝底,但不要拉得過緊。溝中回填的粘土要密實且不夾雜砂石。
?。?)管道出膜處應(yīng)與出膜裝置妥善連接,以保證密封性。膜外水平管道上應(yīng)接有閥門。每臺射流歷史意義和閥門外側(cè)均應(yīng)裝有真空表,使用前應(yīng)進行試抽檢查。
?。?)整個真空系統(tǒng)安裝完畢后,記錄各觀測儀器的讀數(shù),然后試運轉(zhuǎn)一次。發(fā)現(xiàn)漏氣等問題時應(yīng)及時采取措施補救。
?。?)抽真空期間必須保證電力連續(xù)供應(yīng),不得中途斷電,以使真空度在最短時間內(nèi)達到并長期維持設(shè)計值。
四、加固質(zhì)量與效果檢驗
真空預(yù)壓期間,泵上真空度應(yīng)大于700mmhg,膜下真空度應(yīng)大于600mmhg.
采用以下方法檢驗真空預(yù)壓加固效果:
?。?)鉆探取土進行室內(nèi)土工試驗;
(2)現(xiàn)場十字板、靜力觸探等試驗;
?。?)必要時進行載荷板試驗。
五、技術(shù)經(jīng)濟分析
?。?)1臺真空設(shè)備的加固面積一般為1000—1500m2;
?。?)加固后達到相當于80kpa堆載預(yù)壓的加固效果;
?。?)與同等堆載預(yù)壓相比,一般可降低造價1/3、縮短工期1/、節(jié)約1/3.
六、工程應(yīng)用實例
據(jù)不完全統(tǒng)計,目前國內(nèi)真空預(yù)壓法加固軟基面積已超過150余萬平方米,節(jié)約工程投資1000余萬元?,F(xiàn)舉幾個工程實例如下:
?。ㄒ唬┨旖蛐赂蹡|突堤真空預(yù)壓加固工程
該工程為天津新港新建突堤碼頭后方堆場加固處理工程,總加固面積48萬平方米。被加固土為在原軟粘土地基上新近吹填的超軟粘土地基,土質(zhì)為淤泥、淤泥質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)亞粘土,含小量大、壓縮性高、強度低。
該工程為國際招標工程。因為加固面積大,工期要求緊,且缺乏堆載材料,所以普通堆載預(yù)壓不但造價高,而且無法按預(yù)定工期要求完成。交通部一航局采用真空預(yù)壓法作為代案以最低價中標,并自1987年6月至1989年11月僅用29個月就完成了全部加固工程,比原定工期提前兩個月。
該加固工程采用塑料排水板作水豎向排水通道,板距1.3m,正方形布置,板長20m(部分長板達24.5m)。
整個加固工程分為72個區(qū)段逐塊進行,平均每個加固單元面積為6700m2,最大加固單元2.25萬平方米。
每塊加固單元抽氣10—20d膜下真空度均能達到600mmhg以上,預(yù)壓120—150d總沉降量達1.7m.加固后土體固結(jié)度大于90%,強度、殘余沉降量均滿足設(shè)計要求。
與堆載預(yù)壓相比,該工程節(jié)約工程投資500余萬元。
該堆場現(xiàn)已投產(chǎn)使用近五年,使用情況良好,未發(fā)生過大沉降與差異沉降。
(二)山東省濟南遙墻機場跑道加固工程
該工程主跑道長2600m、寬60m、其中長2667.5m(包括防吹坪)、寬49m,總面積14.5萬平方米采用塑料排水板真空預(yù)壓法加固該地基表面為2—3m粉砂,以下為亞粘土,深7.5—11.5m處為淤泥質(zhì)粘土及淤泥。表層2—3m粉土對采用真空預(yù)壓十分不利,如不采取特殊密封措施很難達到并維持較高的真空度。為此,在每個加固單元周圍的表層粉砂中用深層拌合機設(shè)置了粘土拌合密封墻,抽真空80—90d地基固結(jié)沉降20—25cm,固結(jié)度大于95%,各項物理力學指標均有明顯提高。全部工程僅用14個月完成,比原定工期縮短1個月。
該機場1992年投產(chǎn),跑道運行正常。
二級建造師市政工程科目單項選擇題20題,每題1分,共計20分;多項選擇題10題,每題2分,共計20分;案例分析題共80分,總計120分。大家根據(jù)233網(wǎng)校老師講課中的章節(jié)重難點指引,看最新教材進行預(yù)習,再來聽精講班老師解讀教材考點,聽課時就不會一頭霧水,思路會比較清晰,也容易掌握各個考點。點擊聽課,進入備考>>