工程概述

天津市區(qū)至濱海新區(qū)快速軌道交通工程，是天津市改善交通環(huán)境的重點(diǎn)工程，線(xiàn)路全長(zhǎng)45.409Km，其中路基部分長(zhǎng)5.486Km。本工程位于線(xiàn)路終點(diǎn)，地質(zhì)條件差，工程質(zhì)量要求高，這給土建工程部分提出較高的要求。路基線(xiàn)路部分的填方通過(guò)海相沉積的軟土地帶。本工程施工段位于天津市開(kāi)發(fā)區(qū)，全長(zhǎng)1.1Km，該段地基為典型海相沉積和早期吹填形成的軟土地基，軟土層厚度為10～15m，其含水量大、密度小、壓縮性大、強(qiáng)度低，且地下水對(duì)混凝工具有中等硫酸鹽侵蝕性。

方案選擇

軟土路基處理基本有淺層處理法、復(fù)合地基法及固結(jié)排水法。淺層處理法有換土、拋石排淤、反壓護(hù)道及排水砂墊層等；排水固結(jié)法有砂井、袋裝砂井、塑料排水板等；復(fù)合地基法有水泥攪拌樁、旋噴樁及粉噴樁等。淺層處理一般適用于軟土層埋深淺，厚度薄，上部覆蓋層較薄的情況下；復(fù)合地基法施工期短，施工方便，見(jiàn)效快，適用于軟土中等厚，施工期短的工程，但加固深度一般小于10米；固結(jié)排水法適用于厚層軟基，為避免工程工后沉降，一般要預(yù)壓，預(yù)壓期較長(zhǎng)，預(yù)壓土方大。

由于本段軟基厚度均大于10米，為了減少預(yù)壓土方，縮短工期，決定該段軟基加固采用真空預(yù)壓法施工。

真空預(yù)壓排水固結(jié)法加

工作原理

真空預(yù)壓排水固結(jié)法對(duì)被加固軟基抽真空形成的大氣壓差作為預(yù)壓荷載，通過(guò)排水通道傳至設(shè)計(jì)深度，沿深度基本呈矩形分布，真空預(yù)壓排水固結(jié)法加固軟基90kPa預(yù)壓荷載，不需要施加實(shí)體荷載，軟基預(yù)壓排水是在真空吸、擠壓共同作用下完成。

施工工藝

本段軟基加固工程特點(diǎn)為：加固面呈細(xì)長(zhǎng)狀，單寬側(cè)面比僅為0.6，加固區(qū)以東為以工業(yè)垃圾為主填筑起來(lái)的綠化堤。

（1）鋪設(shè)墊層

首先清理干凈地基表面的雜物，然后填筑70cm素土及30cm排水砂墊層，并碾壓密實(shí)。

（2）塑料排水板的施工

根據(jù)飽和軟粘土特性，設(shè)計(jì)排水板間距為lm，采取正三角形排列，平均打設(shè)深度為18m?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)塑料排水板布置范圍及間距，用木片準(zhǔn)確定出每個(gè)塑料排水板的打設(shè)位置，排水板采用門(mén)架型插板機(jī)打設(shè)，插板機(jī)基礎(chǔ)要設(shè)置穩(wěn)固，保證其平衡度滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。塑料排水板穿過(guò)空心套管，插打至設(shè)計(jì)位置，套管靴頭采用鐵質(zhì)靴頭。

（3）板頭處理

當(dāng)套管打設(shè)至預(yù)定位置后，將塑料排水板剪斷，保證塑料排水板深入砂墊層至少25cm,并將其豎直地埋入砂墊層中。真空預(yù)壓排水固結(jié)法加固軟基施工工藝斷面圖見(jiàn)下圖所示。

（4）真空分布管，膜下真空壓力觀(guān)測(cè)點(diǎn)及真空泵布置工藝：

塑料排水板全部打設(shè)完成并處理好板頭后，于加固范圍四周開(kāi)挖密封溝，密封溝開(kāi)挖完成后，人工整平場(chǎng)地，鋪設(shè)2cm厚砂墊層，并于砂墊層內(nèi)布設(shè)真空管路。

管路布設(shè)完成后，覆蓋三層聚乙烯閉氣薄膜，薄膜邊緣埋入密封溝內(nèi)，溝內(nèi)用粘土回填夯實(shí)，形成高出薄膜不小于20cm堵水圍堰，薄膜上覆蓋10～20cm水。膜上覆水應(yīng)在真空試抽，膜內(nèi)真空度達(dá)到90kPa，確信密封系統(tǒng)不存在問(wèn)題時(shí)方可進(jìn)行。停止預(yù)壓時(shí)地基的固結(jié)度應(yīng)大于90%，當(dāng)連續(xù)5天不大于1.5mm/天，即可停止抽氣。

（5）表面綜合沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)布置工藝：

為取得比較完整的綜合沉降數(shù)據(jù)，及細(xì)長(zhǎng)加固區(qū)對(duì)加固區(qū)外的影響，打塑料排水板前、打塑料排水板后，真空預(yù)壓前及真空預(yù)壓后，對(duì)加固區(qū)進(jìn)行5m×5m網(wǎng)格高程測(cè)量。真空預(yù)壓加固過(guò)程綜合沉降變化規(guī)律，由設(shè)在表面的沉降標(biāo)點(diǎn)來(lái)完成。

（6）施工主要設(shè)備

①塑料板打射機(jī)(小門(mén)架型20米)???? 3臺(tái)

②專(zhuān)用射流真空泵(2英寸)????????? 30套

③潛水泵(2英寸)????????????????? 3臺(tái)

④四芯電纜(50mm2)?????????????? 1000米

⑤四芯電纜(4～6mm2)???????????? 3000米

（7）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及監(jiān)測(cè)

為了更好的指導(dǎo)施工組織，驗(yàn)證軟基的加固效果，施工前選取兩個(gè)斷面進(jìn)行觀(guān)測(cè)，在這兩個(gè)觀(guān)測(cè)斷面的中心位置鉆探，進(jìn)行原狀土的各種物力力學(xué)指標(biāo)及真空試驗(yàn)，并做十字板剪切強(qiáng)度試驗(yàn)，真空預(yù)壓加固完成后在相近位置進(jìn)行相同試驗(yàn)，并對(duì)加固前后物力力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。

塑料排水板打完后，在上述兩個(gè)觀(guān)測(cè)斷面線(xiàn)路中心、坡腳位置埋設(shè)孔隙水壓力、分層沉降管，左側(cè)密封溝外埋設(shè)測(cè)斜管及水位管；于斷面線(xiàn)路中心、兩側(cè)路肩及坡腳位置膜面布設(shè)沉降板進(jìn)行沉降觀(guān)測(cè)，線(xiàn)路坡腳位置膜下設(shè)真空度儀。

軟基加固中需注意的問(wèn)題

（1）在塑料排水板打設(shè)施工中，確保塑料板平面位置，傾斜度及打設(shè)深度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是確保軟基加固效果關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

（2）按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格選擇塑料排水板，保證濾膜滲水，板芯導(dǎo)槽輸水及真空壓力向深度傳遞符合技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

（3）應(yīng)采用經(jīng)過(guò)多項(xiàng)軟基加固工程考驗(yàn)的真空密封系統(tǒng)：

①選好排水砂墊層的砂料，符合技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以確保排水阻力及真空壓力傳遞近于零；

②選擇滿(mǎn)足集水要求的濾管及外包濾膜，不漏砂，致使其具有充分的滲水面積，以保證滲流集水，真空壓力傳遞的要求；

③應(yīng)用密封效果好出膜裝置，出膜裝置是射流真空泵與真空分布管連接的紐帶，為一組帶止水線(xiàn)的砝蘭結(jié)構(gòu)，具有密閉效果好，便于安裝，停泵逆止的功能，保持膜下真空壓力的穩(wěn)定性；

④選用真空效率高，真空壓力損失小的射流真空泵，為真空預(yù)壓排水固結(jié)法加固軟基動(dòng)力源。

（4）徹底清理真空預(yù)壓加固軟基范圍內(nèi)的雜物，確保周邊的密封條件，認(rèn)真做好密封層，確保真空預(yù)壓力的穩(wěn)定性。

（5）該線(xiàn)路軟基加固工程，在真空預(yù)壓加固初期，增加真空泵的數(shù)量，降低每臺(tái)泵承擔(dān)的加固面積，以彌補(bǔ)側(cè)面真空壓力損失，確保90KPa真空預(yù)壓荷載升壓規(guī)律，并保持穩(wěn)定。

采用真空預(yù)壓法施工加固

（1）經(jīng)濟(jì)分析

真空預(yù)壓法施工與復(fù)合地基法比較，可大量節(jié)約經(jīng)費(fèi)，節(jié)約投資達(dá)60%。

（2）地耐力強(qiáng)度及變形分析

真空預(yù)壓法加固后，軟基得到整體加固，有害沉降全部消除，地耐力可達(dá)到100Kpa以上，完全可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

真空預(yù)壓可產(chǎn)生90Kpa等效荷載，土體上30cm砂墊層和表面20cm覆水可產(chǎn)生10Kpa的等效荷載，因此土體相當(dāng)于經(jīng)過(guò)100Kpa等效荷載預(yù)壓。預(yù)壓后進(jìn)行荷載板試驗(yàn)，地基承載力可達(dá)120～160Kpa。

（3）工期分析

①真空預(yù)壓法不存在有害介質(zhì)侵蝕問(wèn)題，無(wú)須進(jìn)行浸泡試驗(yàn)，節(jié)省了工期。

②本方案位于全線(xiàn)終點(diǎn)部分，鋪軌工程自線(xiàn)路中心向兩端進(jìn)行，有足夠的時(shí)間提供給真空預(yù)壓所需的三個(gè)月工期。

結(jié)束語(yǔ)

真空預(yù)壓法固法是以消除軟基有害變形，改善軟基自身性能的較理想方法。

路基施工中軟基處理占用大部工期，使本來(lái)需半年完成的工程縮短至三個(gè)多月，大大節(jié)省工期。

該種施工方法對(duì)于天津沿海地區(qū)軟土地基的處理十分有效，且施工時(shí)間短，加固費(fèi)用低，加固效果好，特別是深層加固效果更好，值得在該種地質(zhì)條件施工中多采用。

施工工期

2003年9月15日～2003年11月5日

施工順序及施工安排

孔樁的開(kāi)挖：孔樁開(kāi)挖原則是跳樁開(kāi)挖。在進(jìn)入樁身以前檢查孔口四周做好孔口的清理，引開(kāi)地表水。進(jìn)孔前做好孔口的支護(hù)。把孔的十字線(xiàn)及標(biāo)高引到護(hù)壁上。孔內(nèi)開(kāi)挖砂漿層采用鉆爆施工，爆破緊鄰既有線(xiàn)，爆破時(shí)要注意既有線(xiàn)的安全，要嚴(yán)格控制裝藥量及爆破引起的飛石，沖擊波及震動(dòng)（爆破圖附后）。1#-8#孔的開(kāi)挖緊鄰既有線(xiàn)，開(kāi)挖出的棄土嚴(yán)禁落到既有線(xiàn)側(cè)溝及道床內(nèi)，在孔內(nèi)土方開(kāi)挖前，用鋼管及竹排架做好支擋，主要防止堆放物品侵限及土和其它落入既有線(xiàn)側(cè)溝及道床?？變?nèi)的土方提升采用0.5～1t的卷?yè)P(yáng)機(jī)提升?？變?nèi)的土方出孔后，用農(nóng)用車(chē)拖走堆入DK215+950處魚(yú)塘堆放，再用大型車(chē)輛拖走?？卓诜秶鷩?yán)禁堆土，以減小孔口的壓力，防止下雨后形成稀泥橫流。孔樁開(kāi)挖就位后，經(jīng)檢查，底面高程超欠挖不超過(guò)5cm。

砼工程：抗滑樁有5米的外露部分，要保證光潔度，為了保證外露部分的美觀(guān)，其一要做到該部分護(hù)壁砼的垂直度。護(hù)壁砼采用每節(jié)1m，即開(kāi)挖1米支護(hù)1米。每次灌注砼前核對(duì)各方位尺寸。在灌注樁身砼前各護(hù)壁砼接頭處打平，在外露部分釘上PVC橡膠板以保證拆除護(hù)壁后的光潔度, PVC橡膠板釘在事先預(yù)埋在護(hù)壁內(nèi)的木頭上。樁身砼采用集中灌注。灌注砼采用農(nóng)用拖拉機(jī)運(yùn)輸。灌注樁身砼應(yīng)連續(xù)進(jìn)行不得中斷，砼澆筑時(shí)自由傾落高度大于2m，應(yīng)采用串筒，串筒下端砼不得沖擊模板。

板采用預(yù)制加工，預(yù)板場(chǎng)地夯實(shí)整平后，用0.1m厚砼硬化整平，預(yù)制板注意養(yǎng)生，控制好側(cè)模拆模時(shí)間，秋季在8h以上，才能拆除側(cè)模，注意保護(hù)側(cè)板的棱角，在砼強(qiáng)度未達(dá)到強(qiáng)度的75%不準(zhǔn)起吊堆放。

鋼筋工程：樁身鋼筋就地加工。由于地面綁扎鋼筋整體吊裝受空間限制，難度大。樁身鋼筋的綁扎采用孔內(nèi)綁扎鋼筋籠。具體的做法為每側(cè)先立3根鋼筋，豎向間隔2m綁扎一圈箍筋，形成骨架，再逐根按設(shè)計(jì)綁扎主筋和箍筋。綁扎豎向固定箍筋可用電焊與主筋焊接，但點(diǎn)焊不能燒傷主筋。孔內(nèi)有水，電源引入孔內(nèi)，地面應(yīng)裝漏電保護(hù)器，鋼筋籠周?chē)枚啼摻钪ы斢谧o(hù)壁，控制鋼筋籠穩(wěn)定和保證砼保護(hù)層厚度。樁身為11m。豎向主筋或其他鋼材的搭接應(yīng)避免設(shè)在主滑層上，搭接焊以雙面搭接焊連接，搭接長(zhǎng)度不小于5d，焊接注意焊接質(zhì)量，焊縫高度不小于0.3d。焊縫寬度不小于0.7d，并使搭接兩根鋼筋的軸線(xiàn)在一條直線(xiàn)上。主筋接頭采用閃光對(duì)接焊連接,接頭避開(kāi)彎矩最最大處。

漿片施工：漿砌片石施工砂漿要按擠漿法施工，不得有水平通縫，垂直通縫，不得用沾用塵土的料石，砌體表面要平整、美觀(guān)，沉降縫要筆直，并按設(shè)計(jì)要求制作。

勞力組織及安排

本段施工要求：跳樁開(kāi)挖，全段同開(kāi)挖的孔樁保持10個(gè)孔同時(shí)開(kāi)挖，作業(yè)人數(shù)： 機(jī)修工；2人；電工：2人；爆破工：5人；木工：5人；砼工及其它：60人；鋼筋工；10人；汽車(chē)司機(jī)：2人。該段施工勞力保持在：85人

安全措施

1、加強(qiáng)爆炸物品的管理。做到放炮前有計(jì)劃，并及時(shí)通知指揮部派出所，爆破器材的領(lǐng)取必須嚴(yán)格領(lǐng)取，清退制度。領(lǐng)取數(shù)量不得超過(guò)當(dāng)班使用量，有剩余量馬上退回押送人員，當(dāng)天帶回指揮部，工地不準(zhǔn)存放爆破器材，爆破器材的管理、使用必須是經(jīng)培訓(xùn)合格的安全人員或爆破員。

2、制作起炮藥包要在安全地方進(jìn)行，導(dǎo)火索的長(zhǎng)度要保證點(diǎn)火人員安全撤離至安全區(qū)。

3、在聯(lián)接起爆網(wǎng)絡(luò)前要檢查好導(dǎo)火索、雷管的質(zhì)量，以免引起傳爆中斷或盲炮。對(duì)于過(guò)粗、過(guò)細(xì)的導(dǎo)火索部分要切除，以免影響傳爆速度或引起早爆傷人。

4、對(duì)于露天淺孔爆破要切實(shí)做好孔口的防護(hù)，確保無(wú)飛石。在炮響幾分鐘爆破人員進(jìn)入爆區(qū)，檢查有無(wú)瞎炮，并及時(shí)進(jìn)行處理后，方可拆除警戒。

5、樁內(nèi)作業(yè)必須戴好安全帽，施工人員要隨時(shí)觀(guān)察洞口及路面地形變化，一旦有異常馬上通知人員撤離至安全區(qū)，嚴(yán)禁冒險(xiǎn)作業(yè)。樁內(nèi)爆破注意有害氣體的通風(fēng)工作。

6、裝藥所使用的炮棍必須是木質(zhì)器材，不得使用鐵質(zhì)器材。

7、對(duì)于正在作業(yè)的路段，，在路口樹(shù)立醒目的施工標(biāo)志牌，提醒過(guò)行行人、車(chē)輛，以免行人、車(chē)輛在開(kāi)挖區(qū)內(nèi)行駛。

質(zhì)量措施

1、嚴(yán)格按照《質(zhì)量手冊(cè)》、《程序文件》及經(jīng)理部下達(dá)的《質(zhì)量計(jì)劃》來(lái)開(kāi)展質(zhì)量管理工作，嚴(yán)格按有關(guān)《施工規(guī)范》《質(zhì)量評(píng)定及驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》指導(dǎo)施工。

2、各工程項(xiàng)目在施工前必須結(jié)合施工實(shí)際，制定《作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》并包含質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)方案。由現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員實(shí)施、落實(shí)。

3、材料部門(mén)把好主材及砂石料的采購(gòu)，對(duì)不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的鋼木、水泥、大堆料等流程性材料嚴(yán)禁使用。

4、技術(shù)員在施工測(cè)量中要認(rèn)真負(fù)責(zé)，確保中線(xiàn)、水平、坡率準(zhǔn)確無(wú)誤，要嚴(yán)把技術(shù)交底關(guān)。統(tǒng)一實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)交底制度，施工過(guò)程中要勤檢查、勤復(fù)核。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題整改。

5、加強(qiáng)試驗(yàn)工作，試驗(yàn)員在施工過(guò)程中及時(shí)做好砼試件和鋼筋砂石等材料的抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度的技術(shù)試驗(yàn)，路基填土密實(shí)度在未作試驗(yàn)之前，不得擅自施工。

6、所有拌和砂漿和砼的施工現(xiàn)場(chǎng)要持配合比牌，設(shè)置磅秤、灰盤(pán)。其用料一定要有過(guò)磅，嚴(yán)格控制偷工減料。

7、漿砌片石施工砂漿要按擠漿法施工，不得有水平通縫，垂直通縫，不得用沾用塵土的料石，砌體表面要平整、美觀(guān)，沉降縫要筆直，并按設(shè)計(jì)要求制作。

8、嚴(yán)格施工組織管理，在施工過(guò)程中要嚴(yán)格按工程設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，操作程序施工。施工員要認(rèn)真作好過(guò)程控制填好施工日記。對(duì)施工過(guò)程中遇到的技術(shù)難題，由隊(duì)質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組組織開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，予以解決。

9、抗滑樁的外露部分要采取措施，保證孔樁的美觀(guān)，并且要嚴(yán)格按斷面開(kāi)挖，不得偷減尺寸。

10、所有的工序轉(zhuǎn)序檢查，均由經(jīng)理部質(zhì)檢工程師及甲方監(jiān)理檢查合格之后方可轉(zhuǎn)序。

11、管段內(nèi)的圬工要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)防寒工作。

12、積極引進(jìn)新技術(shù)、新工藝，以提高工程質(zhì)量和生產(chǎn)效益。