專利名稱：水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)屬于土木工程地基與基礎(chǔ)的水下軟基處理技術(shù)，特別涉及一種水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
軟土地基在歐美各國、日本、東南亞和我國都有分布，其特點是含水量高、孔隙比大、強度低、壓縮性高、滲透性小。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，很多工程不得不建造在軟土地基上，為保證建筑物的安全和正常使用，除非采用深基礎(chǔ)，否則必須對天然地基進行加固處理。
加固軟土地基的方法很多，但每種方法都有一定的適用范圍，必須根據(jù)地質(zhì)情況、施工條件、地區(qū)特點及使用要求進行選擇，同時，應(yīng)遵守就地取材、因地制宜、節(jié)約三材的原則，以期得到最大的經(jīng)濟效益。真空預(yù)壓法就是在這種基礎(chǔ)上提出來的。根據(jù)交通部的安排，在天津港務(wù)局的大力支持下，天津港灣工程研究所于1980年開始了真空預(yù)壓的研究，開展了11m×24m的現(xiàn)場探索試驗，進行了550m2與1250m2的中間試驗，研究出了合適的抽真空設(shè)備和鋪膜工藝，真空預(yù)壓施工獲得了成功。同時聯(lián)合天津大學(xué)在分析國內(nèi)外研究資料的基礎(chǔ)上，進行了真空預(yù)壓機理研究，提出了負壓條件下的固結(jié)模型和解題方法。1883年，真空預(yù)壓法加固軟土地基技術(shù)正式列入國家“六五”科技攻關(guān)項目并于1985年通過了國家鑒定，隨后廣泛應(yīng)用于港口、公路、水利工程等領(lǐng)域，加固面積已超過450萬平方米，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
目前，在真空預(yù)壓法加固軟土地基技術(shù)的理論和實際應(yīng)用方面，我國在世界上已處于領(lǐng)先地位，對真空預(yù)壓法加固機理的研究也比較透徹。但將該項技術(shù)拓展于水下軟基的技術(shù)研究及應(yīng)用卻一直未能實現(xiàn)，其主要原因是水下真空預(yù)壓加固機理尚不甚清楚以及水下施工工藝存在諸多難題。到目前為止，對水下真空預(yù)壓技術(shù)研究的深度較淺，日本、英國、美國等少數(shù)國家有一些試驗或構(gòu)想，例如日本在大阪南港進行過剛性膜的水下真空預(yù)壓試驗，在關(guān)西海灣進行過單孔剛性密封帽的水下真空預(yù)壓試驗，這兩項試驗不僅面積小，而且都因工藝和抽真空設(shè)備問題，未能達到滿意的效果。1985-1986年天津港灣工程研究所結(jié)合天津新港東突堤碼頭岸坡穩(wěn)定，在潮間帶曾進行過真空預(yù)壓試驗，試驗面積30×20m2，膜上水深在0-6m之間變化，真空壓力達550mmHg，真空預(yù)壓64天，中心點沉降79.5cm，深度8m范圍內(nèi)強度增長達67～171％，取得了較好的加固效果。該試驗針對陸上真空預(yù)壓有兩點改進首先，密封膜選用的是0.2～0.4mm厚的風(fēng)筒革，鋪膜工藝為卷裝鋪設(shè)工藝，但鋪膜是在落潮時試驗區(qū)露出水面后進行的，不是真正意義上的水下鋪膜。其次，為了克服漲潮對抽真空設(shè)備的影響，將離心泵和射流泵分離，射流泵留在水下，離心泵放置在小船(方駁)上，離心泵和射流泵用供水管連接。盡管其鋪膜工藝和抽真空設(shè)備有所改進，但是并沒有真正解決水下真空預(yù)壓技術(shù)應(yīng)用于深水(如水深10m)中的施工技術(shù)難題。在此后的十幾年中，由于沒有合適的依托工程和研究經(jīng)費，這項技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用就一直處于擱置狀態(tài)。
隨著沿海灘涂的開發(fā)和港口建設(shè)向深水發(fā)展，水下真空預(yù)壓技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景和適用性，一旦成功實施，至少可以在以下工程中得到應(yīng)用(1)水下開挖工程由于港口建設(shè)受工期、施工場地的限制，水下淤泥在邊坡較陡又未被加固的情況下進行開挖，易于導(dǎo)致滑坡，比如天津港南疆港區(qū)焦炭泊位挖泥過程中的滑坡。為避免出現(xiàn)岸坡失穩(wěn)問題，天津港北港池集裝箱碼頭工程的建設(shè)中，采用的處理方法是先回填形成陸域，然后采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固，最后再開挖岸坡，這樣雖然保證了岸坡開挖過程中的穩(wěn)定性，但延長了工期，增加了工程造價。如果提前采用水下真空預(yù)壓技術(shù)對放坡處水下淤泥進行加固，使其強度提高，同樣可以保證岸坡的穩(wěn)定性，但工期縮短，造價降低。
(2)高樁碼頭的岸坡處理工程a、高樁碼頭接岸結(jié)構(gòu)施工回填時岸坡產(chǎn)生的位移造成碼頭后幾排樁、梁、板變形、開裂等問題是高樁碼頭施工過程中的普遍問題，更有甚者，岸坡產(chǎn)生的位移會將樁擠斷，使碼頭結(jié)構(gòu)受到破壞，給業(yè)主單位造成巨大的損失，例如天津港南疆礦石碼頭的岸坡位移造成30多根樁產(chǎn)生較大的位移或折斷。如果提前采用水下真空預(yù)壓技術(shù)對岸坡處水下淤泥進行加固后再打樁，就可以避免上述問題的發(fā)生，提高碼頭的使用年限。
b、采用水下真空預(yù)壓技術(shù)還可以減小高樁碼頭的承臺寬度，增加后方陸域堆場的使用面積，提高堆場的使用效率。由于受碼頭施工場地的限制，要想減小碼頭的承臺寬度，目前只能采取下面的方法先進行回填形成陸域，再采用陸上地基處理技術(shù)對地基進行加固，最后再開挖至設(shè)計要求的標高，采用該法施工開挖回填工作量很大，施工工期很長，且回填時易對海側(cè)擠淤造成環(huán)境污染，比如天津港北港池集裝箱碼頭工程采用該方法來處理，使得承臺寬度由90m減少到70m。如果采用水下真空預(yù)壓技術(shù)對高樁碼頭岸坡處水下淤泥進行加固后再開挖，在達到同樣目的的情況下可減小大量的開挖工作量，并且沒有回填工作量，又可縮短施工工期。
C、改變碼頭的結(jié)構(gòu)形式采用水下真空預(yù)壓技術(shù)可將部分高樁碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計改為重力式碼頭結(jié)構(gòu)，節(jié)約造價。對碼頭岸坡開挖到設(shè)計深度后，采用水下真空預(yù)壓技術(shù)對岸坡處的軟土進行加固，待地基土達到一定強度后開始重力式碼頭的施工，施工結(jié)束后再停止水下真空預(yù)壓。
(3)防波堤施工采用水下真空預(yù)壓技術(shù)對水下軟土地基進行加固后，地基土的強度得到較大提高，在保證防波堤地基穩(wěn)定的基礎(chǔ)上可以縮小防波堤斷面尺寸，在節(jié)省大量材料的同時可以縮短施工工期。同時，地基土的主要沉降量在水下真空預(yù)壓過程中發(fā)生，可有效地控制防波堤堤頂標高。
在防波堤施工中也可考慮邊抽真空邊進行防波堤施工。
(4)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的換填法施工工程近幾年來國家對海上環(huán)境污染控制逐漸嚴格，采用傳統(tǒng)的換填法施工作業(yè)可能給海上養(yǎng)殖業(yè)帶來嚴重影響，采用水下真空預(yù)壓施工技術(shù)可減少淤泥的挖填量，減少環(huán)境污染。
因此，天津港灣工程研究所一直致力于水下真空預(yù)壓技術(shù)的研究，通過室內(nèi)模型試驗弄清了水下真空預(yù)壓的加固機理，提出了一套水下真空預(yù)壓施工的加固技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，為水下軟土地基的加固處理提供一種新型環(huán)保的新技術(shù)。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容1、一種水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其特征在于按以下步驟進行1)第一次水下鋪砂使用方駁，挖掘機配合進行裝船和拋砂；一個單元面積拋砂完后，拋砂人員用水砣對該斷面進行檢查，對于拋砂不足的地方，進行補拋，合格后，進行下一個單元面積的拋砂，最后潛水員用刮板將砂墊層表面刮平，砂墊層厚度大于500mm；2)水上打設(shè)塑料排水板采用插板船進行施工，水上插板船是在一艘400t自行方駁上沿船長方向每側(cè)并排平行安裝2臺門架式插板機，共4臺組裝而成；每臺插板機獨立操作使用，水上打設(shè)塑料排水板，采用定位標與船上拉測繩相結(jié)合的方法，定位標兩根為一組，分前后標，每組標之間距離可按劃定的施工船位而定；通過調(diào)整船位，在某一位置觀察前后標對齊，即可確定船舶處于這一斷面位置；然后拉測繩測量前標和船舶之間的距離，調(diào)整船位，可使船舶對齊施工軸線，經(jīng)過1-2次調(diào)整，可使船舶定位于預(yù)定施工位置；根據(jù)打板底標高和水深的對應(yīng)關(guān)系在插管和立架上刻畫明顯標記，確保塑料排水板打至設(shè)計底標高；3)鋪設(shè)濾管(1)濾管材料濾管應(yīng)采用符合設(shè)計或規(guī)范要求的內(nèi)夾鉛絲的塑料管，打眼加工后，包好土工織物濾水層，捆扎結(jié)實，并使濾水層只透水不透砂；(2)施工過程①濾管連接采用膠管，膠管套入濾管約10cm，用鉛絲綁緊，鉛絲接頭嚴禁朝上，以免扎破濾膜；濾管相交叉處采用二通、三通或四通連接；②濾管在陸上一次綁扎成型，并接好出膜裝置的膜下部分，出膜裝置法蘭盤的高度應(yīng)高出濾管平面0.5m，出膜裝置的孔口用長木塞塞好，既防止二次拋砂時砂粒進入出膜裝置內(nèi)，又便于拋砂后尋找出膜裝置的位置；③將綁扎好的濾管按照設(shè)計要求的位置整體放在砂墊層表面上，若濾管浮力太大，可墜一些重塊固定；(3)技術(shù)特征①水下濾管鋪設(shè)技術(shù)是將濾管在陸上一次綁扎成形，然后按設(shè)計要求的位置整體就位，如濾管浮力太大，可墜一些重塊固定；②出膜裝置法蘭盤的高度應(yīng)高出濾管平面0.5m，同第二次鋪砂的厚度一致，以便二次鋪砂后出膜裝置法蘭盤的標高同砂墊層頂標高一致；出膜裝置的孔口用長木塞塞好，既防止二次鋪砂時砂粒進入出膜裝置內(nèi)，又便于鋪砂后尋找出膜裝置的位置；
4)第二次水下鋪砂施工工藝同1)，砂墊層厚度大于500mm；5)鋪密封膜(1)密封膜材料采用0.3mm厚的聚氯乙烯薄膜粘接而成；(2)施工過程鋪膜采用平鋪膜工藝，不需開挖壓膜溝。塑料膜的鋪設(shè)范圍超出加固區(qū)邊界不少于5m，整個加固區(qū)鋪設(shè)兩層塑料膜。具體步驟如下①采用水下鋪膜車；②將粘接好的塑料膜卷在水下鋪膜車的橫滾動桿上并捆扎好，③用船吊將水下鋪膜車安放在需要鋪膜的起始位置。
④在水下將塑料膜的捆扎物去掉，用三四個潛水員拉住塑料膜的邊緣并貼在地面上，用船拉動水下鋪膜車緩緩向前，靠滾動輪使塑料膜緊貼在地面上，直至這一寬條塑料膜鋪設(shè)完畢；同時對加固區(qū)邊緣外的塑料膜用砂袋壓住，以防止塑料膜被海浪卷起；⑤每次鋪膜的寬度為30m，其長度可根據(jù)設(shè)計要求而定，如加固區(qū)的寬度較寬，可采用多次鋪膜的方法鋪完全區(qū)，兩張膜之間的搭接寬度不得小于5m；⑥鋪膜完畢后，塑料膜搭接處也要用砂袋壓住，防止海浪掀起；⑦水下鋪膜時，如果密封膜因強度不足而產(chǎn)生撕裂，可采取下面的措施在向橫滾動桿上卷密封膜時，可在膜上加上一條土工布，將土工布一并卷在橫滾動桿上；在水下鋪膜時，同時拉住密封膜和土工布，當一條密封膜鋪完后，將土工布收起，鋪下一條密封膜時可繼續(xù)使用；(3)技術(shù)特征①水下鋪膜采用平鋪膜工藝，無需開挖密封溝，塑料膜的鋪設(shè)范圍超出加固區(qū)邊界不少于5m，邊緣外的塑料膜用砂袋壓住，以防止塑料膜被海浪卷起；②水下每層密封膜可分幾次鋪設(shè)，兩張膜之間的搭接寬度不得小于5m，且搭接處要用砂袋壓住；6)連接抽真空設(shè)備(1)設(shè)備射流泵采用立式抽真空設(shè)備，其潛水泵的功率不低于7.5kW，射流箱只起到固定射流泵和射流器的作用，其底部和側(cè)面要開孔，便于沉入水中；(2)施工過程抽真空設(shè)備的潛水泵、射流器、射流箱、電纜和與出膜裝置連接的膠管等可在陸上先連接好，然后用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下將連接膠管與膜下的出膜裝置連接好，射流泵接好后，就可以開泵抽氣；(3)技術(shù)特征①水下抽真空設(shè)備的射流箱底部和側(cè)面要開孔，便于沉入水中；②抽真空設(shè)備的潛水泵、射流器、射流箱、電纜和與出膜裝置連接的膠管等可在陸上先連接好，在水下只需將連接膠管與膜下的出膜裝置連接好即可；7)抽真空開泵試抽氣，膜下真空度穩(wěn)定后正式開始抽氣。
所述的水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其中是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起的施工方法，2、根據(jù)本發(fā)明的第一種方法，提出第二種施工方法，其特征在于采用充砂被方法代替方法中3)鋪設(shè)濾管、4)第二次水下鋪砂、5)鋪密封膜步驟的方法，充砂被方法為(1)方法說明該方法是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起的施工方法其施工過程如下將濾管和抽真空裝置的膜下部分固定好，放置在砂被內(nèi)，同時將密封膜包裹在砂被上表面，在打設(shè)完塑料排水板后將砂袋下沉到指定位置，從充砂口向砂袋內(nèi)充砂；砂層厚度達到設(shè)計要求后將沙袋周圍多余的密封膜向四周展開，用砂袋壓??；然后將射流泵的的潛水泵、射流器、射流箱、與出膜裝置的連接膠管、電纜等可在陸上連接好，用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下將連接膠管與膜下的出膜裝置連接好；就可以進行抽真空施工了。該方法適用于小面積的水下真空預(yù)壓工程；(2)技術(shù)特征該方法是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起，鋪膜質(zhì)量有保證，適用于小面積的水下真空預(yù)壓工程；
所述的水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其施工方法，透水塑料板方法，這種方法都是將第二次鋪砂墊層、埋設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合起來的方法；3.根據(jù)發(fā)明的第一種方法，提出第三種施工方法，其特征在于采用透水塑料板方法代替方法中3)鋪設(shè)濾管、4)第二次水下鋪砂、步驟的方法，透水塑料板方法(1)方法說明該方法是鋪設(shè)濾管方法的變種，可在砂墊層上直接鋪設(shè)，其上不需要二次鋪砂，其施工過程如下預(yù)制空心的透水塑料板，塊與塊之間可以拼接，并且拼接好后剛好使得板中的通水管道拼接在一起；在有的透水塑料板中嵌入出膜裝置，并使出膜裝置和管道相連，出膜裝置的法蘭盤與透水塑料板的表面在同一平面上；透水塑料板拼接完成后鋪濾管工作即告結(jié)束，然后可以在其上鋪設(shè)密封膜；(2)技術(shù)特征該方法塑料透水板可在工廠預(yù)制，拼接后表面較平整，便于鋪膜施工。
本發(fā)明的優(yōu)越性及技術(shù)效果優(yōu)越性1.利用水下真空預(yù)壓技術(shù)加固軟土地基，預(yù)壓荷載等于預(yù)壓前的孔隙水壓力和預(yù)壓后(完全固結(jié))的孔隙水壓力之差，當膜下砂墊層中的孔隙水壓力小于0時，膜上水可全部作為預(yù)壓荷載起作用，不必使用固體堆載材料。
2.水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)可以應(yīng)用于水下開挖工程、高樁碼頭的岸坡處理工程、防波堤施工等領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。
3.利用水下真空預(yù)壓技術(shù)加固軟土地基時，預(yù)壓荷載快速施加，地基不會出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。
4.水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)是將軟土就地加固，無需清除，也不采用固化劑等化學(xué)物質(zhì)，符合環(huán)保要求，避免了傳統(tǒng)的換填法施工作業(yè)給海上養(yǎng)殖業(yè)帶來嚴重影響，采用該項技術(shù)可減少淤泥的挖填量。
技術(shù)效果1.利用水下真空預(yù)壓技術(shù)加固軟土地基的預(yù)壓荷載為膜上水壓和膜下真空度(一般至少相當于80Kpa)之和，故預(yù)壓荷載遠大于80Kpa，所以加固效果好，并且可滿足較大荷載下的水下地基加固要求。
2.由于較大荷載時水下真空預(yù)壓不需要真空聯(lián)合堆載，所以可省去大量堆載材料并縮短了施工工期。加之真空預(yù)壓本身施工工期較短，從而大大加快施工進度。


圖1水下真空預(yù)壓技術(shù)的加固機理圖加固前圖2水下真空預(yù)壓技術(shù)的加固機理圖加固后圖3鋪膜車示意圖 1鐵架、2車輪、3固定橫、4橫滾動桿、5滾動輪圖4鋪膜車使用狀態(tài)示意5預(yù)制透水塑料板俯視圖 6透水塑料板圖6預(yù)制透水塑料板側(cè)視7帶出膜裝置的透水塑料預(yù)制板俯視圖 7出膜孔圖8帶出膜裝置的透水塑料預(yù)制板側(cè)視9帶膜充砂袋方法示意圖8濾管9充砂口10排氣孔11密封膜層12帶膜充砂被13砂14塑料排水板具體實施例(一)經(jīng)反復(fù)試驗與深入研究后水下真空預(yù)壓技術(shù)的創(chuàng)新點1.水下真空預(yù)壓技術(shù)的加固機理水下真空預(yù)壓實質(zhì)上仍屬于排水固結(jié)法。排水固結(jié)法的機理是設(shè)置排水系統(tǒng)，改善排水邊界條件，縮短排水路徑，加速排水，在加壓系統(tǒng)作用下，孔隙水排出，孔隙水壓力降低并轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力的增加，土體固結(jié)，消除大部分沉降而提高密實度和強度，而且卸除荷載后，雖會產(chǎn)生微量回彈，但大部分壓縮變形為不可逆的塑性變形，土體相對于加固前處于超壓密狀態(tài)，從而可有效地提高地基承載力和減少沉降量。在水下真空預(yù)壓過程中，土體中的孔隙水壓力與排水通道(包括砂墊層和塑料排水板)中的孔隙水壓力存在壓力差，正是在該壓力差的作用下，土體中的水得以排出，孔隙水壓力降低并轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力的增加，從而使得土體得以固結(jié)，見圖-1、2。
水下真空預(yù)壓的特點是預(yù)壓荷載等于預(yù)壓前的孔隙水壓力與預(yù)壓結(jié)束前孔隙水壓力降至最低時的孔隙水壓力之差，當膜下砂墊層中的孔隙水壓力小于0時，膜上水可全部作為預(yù)壓荷載起作用，這時水下真空預(yù)壓的預(yù)壓荷載等于膜上水壓和膜下真空度之和。
2、以透水塑料板代替二次鋪砂和埋設(shè)濾管的方法—透水塑料板方法
(1)方法說明其施工過程如下預(yù)制空心的透水塑料板，塊與塊之間可以拼接，并且拼接好后剛好使得板中的通水管道拼接在一起。見圖5、6、在有的透水塑料板中嵌入出膜裝置見圖7、8，并使出膜裝置和管道相連，出膜裝置的法蘭盤與透水塑料板的表面在同一平面上。透水塑料板拼接完成后鋪濾管工作即告結(jié)束，然后可以在其上鋪設(shè)密封膜。
(2)技術(shù)特征該方法以塑料透水板代替砂墊層和濾管，因塑料透水板可在工廠預(yù)制，陸上拼接，可大大減少水上施工作業(yè)量。另外拼接后表面較平整，便于鋪膜施工，避免了水下砂墊層的損失量。
3.充砂被代替二次鋪砂、埋設(shè)濾管和鋪膜的方法—充砂被方法(1)方法說明該方法是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起的施工方法。其施工過程如下將濾管和抽真空裝置的膜下部分固定好，放置在砂被內(nèi)，同時將密封膜包裹在砂被上表面，見圖9。在打設(shè)完塑料排水板后將砂袋下沉到指定位置，從充砂口向砂袋內(nèi)充砂。砂層厚度達到設(shè)計要求后將沙袋周圍多余的密封膜向四周展開，用砂袋壓住。然后將射流泵的的潛水泵、射流器、射流箱、與出膜裝置的連接膠管、電纜等可在陸上連接好，用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下將連接膠管與膜下的出膜裝置連接好。就可以進行抽真空施工了。該方法適用于小面積的水下真空預(yù)壓工程。
(2)技術(shù)特征該方法是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起，可大大減少水上施工作業(yè)量，對鋪膜質(zhì)量有保證，也避免了水下砂墊層的損失量；但它僅適用于小面積的水下真空預(yù)壓工程。
(二)水下真空預(yù)壓技術(shù)的施工過程1.第一次水下鋪砂該工序的施工工藝比較成熟，在加固區(qū)邊界筑砂袋圍埝，拋砂可使用600t方駁，挖掘機配合進行裝船和拋砂。拋砂時要考慮潮水對砂子的影響，控制落砂點，挖掘機前后移動進行定點定量拋砂，一個單元面積拋砂完后，拋砂人員用水砣對該斷面進行檢查，對于拋砂不足的地方，進行補拋，合格后，進行下一個單元面積的拋砂，最后潛水員用刮板將砂墊層表面刮平。砂墊層厚度500mm。
2.水上打設(shè)塑料排水板該工序的施工工藝比較成熟，可采用插板船進行施工，水上插板船是在一艘400t自行方駁上沿船長方向每側(cè)并排平行安裝2臺門架式插板機(共4臺)組裝而成。每臺插板機均可獨立操作使用，水上打設(shè)塑料排水板可采用定位標與船上拉測繩相結(jié)合的方法，此法可滿足排水板打設(shè)平面控制質(zhì)量要求標準。定位標兩根為一組，分前后標，每組標之間距離可按劃定的施工船位而定；通過調(diào)整船位，在某一位置觀察前后標對齊，即可確定船舶處于這一斷面位置。然后拉測繩測量前標和船舶之間的距離，調(diào)整船位，可使船舶對齊施工軸線，經(jīng)過1-2次調(diào)整，可使船舶定位于預(yù)定施工位置。根據(jù)打板底標高和水深的對應(yīng)關(guān)系在插管和立架上刻畫明顯標記，確保塑料排水板打至設(shè)計底標高。對于深水作業(yè)，由于水下剪斷排水板很不方便，也可考慮定長排水板的施工方法，3.鋪設(shè)濾管見上面的說明。
4.第二次水下鋪砂見上面的說明5.鋪密封膜見上面的說明。
6連接抽真空設(shè)備見上面的說明。
7抽真空開泵試抽氣，膜下真空度穩(wěn)定后正式開始抽氣。
權(quán)利要求
1.一種水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其特征在于按以下步驟進行1).第一次水下鋪砂使用方駁，挖掘機配合進行裝船和拋砂；一個單元面積拋砂完后，拋砂人員用水砣對該斷面進行檢查，對于拋砂不足的地方，進行補拋，合格后，進行下一個單元面積的拋砂，最后潛水員用刮板將砂墊層表面刮平，砂墊層厚度大于500mm；2).水上打設(shè)塑料排水板采用插板船進行施工，水上插板船是在一艘400t自行方駁上沿船長方向每側(cè)并排平行安裝2臺門架式插板機，共4臺組裝而成；每臺插板機獨立操作使用，水上打設(shè)塑料排水板，采用定位標與船上拉測繩相結(jié)合的方法，定位標兩根為一組，分前后標，每組標之間距離可按劃定的施工船位而定；通過調(diào)整船位，在某一位置觀察前后標對齊，即可確定船舶處于這一斷面位置；然后拉測繩測量前標和船舶之間的距離，調(diào)整船位，可使船舶對齊施工軸線，經(jīng)過1-2次調(diào)整，可使船舶定位于預(yù)定施工位置；根據(jù)打板底標高和水深的對應(yīng)關(guān)系在插管和立架上刻畫明顯標記，確保塑料排水板打至設(shè)計底標高；3).鋪設(shè)濾管(1)濾管材料濾管應(yīng)采用符合設(shè)計或規(guī)范要求的內(nèi)夾鉛絲的塑料管，打眼加工后，包好土工織物濾水層，捆扎結(jié)實，并使濾水層只透水不透砂；(2)施工過程①濾管連接采用膠管，膠管套入濾管約10cm，用鉛絲綁緊，鉛絲接頭嚴禁朝上，以免扎破濾膜；濾管相交叉處采用二通、三通或四通連接；②濾管在陸上一次綁扎成型，并接好出膜裝置的膜下部分，出膜裝置法蘭盤的高度應(yīng)高出濾管平面0.5m，出膜裝置的孔口用長木塞塞好，既防止二次拋砂時砂粒進入出膜裝置內(nèi)，又便于拋砂后尋找出膜裝置的位置；③將綁扎好的濾管按照設(shè)計要求的位置整體放在砂墊層表面上，若濾管浮力太大，可墜一些重塊固定；(3)技術(shù)特征①水下濾管鋪設(shè)技術(shù)是將濾管在陸上一次綁扎成形，然后按設(shè)計要求的位置整體就位，如濾管浮力太大，可墜一些重塊固定；②出膜裝置法蘭盤的高度應(yīng)高出濾管平面0.5m，同第二次鋪砂的厚度一致，以便二次鋪砂后出膜裝置法蘭盤的標高同砂墊層頂標高一致；出膜裝置的孔口用長木塞塞好，既防止二次鋪砂時砂粒進入出膜裝置內(nèi)，又便于鋪砂后尋找出膜裝置的位置；4).第二次水下鋪砂施工工藝同1)，砂墊層厚度大于500mm；5).鋪密封膜(1)密封膜材料采用0.3mm厚的聚氯乙烯薄膜粘接而成；(2)施工過程鋪膜采用平鋪膜工藝，不需開挖壓膜溝。塑料膜的鋪設(shè)范圍超出加固區(qū)邊界不少于5m，整個加固區(qū)鋪設(shè)兩層塑料膜。具體步驟如下①采用水下鋪膜車；②將粘接好的塑料膜卷在水下鋪膜車的橫滾動桿上并捆扎好，③用船吊將水下鋪膜車安放在需要鋪膜的起始位置，④在水下將塑料膜的捆扎物去掉，用三四個潛水員拉住塑料膜的邊緣并貼在地面上，用船拉動水下鋪膜車緩緩向前，靠滾動輪使塑料膜緊貼在地面上，直至這一寬條塑料膜鋪設(shè)完畢；同時對加固區(qū)邊緣外的塑料膜用砂袋壓住，以防止塑料膜被海浪卷起；⑤每次鋪膜的寬度為30m，其長度可根據(jù)設(shè)計要求而定，如加固區(qū)的寬度較寬，可采用多次鋪膜的方法鋪完全區(qū)，兩張膜之間的搭接寬度不得小于5m；⑥鋪膜完畢后，塑料膜搭接處也要用砂袋壓住，防止海浪掀起；⑦水下鋪膜時，如果密封膜因強度不足而產(chǎn)生撕裂，可采取下面的措施在向橫滾動桿上卷密封膜時，可在膜上加上一條土工布，將土工布一并卷在橫滾動桿上；在水下鋪膜時，同時拉住密封膜和土工布，當一條密封膜鋪完后，將土工布收起，鋪下一條密封膜時可繼續(xù)使用；(3)技術(shù)特征①水下鋪膜采用平鋪膜工藝，無需開挖密封溝，塑料膜的鋪設(shè)范圍超出加固區(qū)邊界不少于5m，邊緣外的塑料膜用砂袋壓住，以防止塑料膜被海浪卷起；②水下每層密封膜可分幾次鋪設(shè)，兩張膜之間的搭接寬度不得小于5m，且搭接處要用砂袋壓住；6)連接抽真空設(shè)備(1)設(shè)備射流泵采用立式抽真空設(shè)備，其潛水泵的功率不低于7.5kW，射流箱只起到固定射流泵和射流器的作用，其底部和側(cè)面要開孔，便于沉入水中；(2)施工過程抽真空設(shè)備的潛水泵、射流器、射流箱、電纜和與出膜裝置連接的膠管等可在陸上先連接好，然后用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下將連接膠管與膜下的出膜裝置連接好，射流泵接好后，就可以開泵抽氣；(3)技術(shù)特征①水下抽真空設(shè)備的射流箱底部和側(cè)面要開孔，便于沉入水中；②抽真空設(shè)備的潛水泵、射流器、射流箱、電纜和與出膜裝置連接的膠管等可在陸上先連接好，在水下只需將連接膠管與膜下的出膜裝置連接好即可；7)抽真空開泵試抽氣，膜下真空度穩(wěn)定后正式開始抽氣，所述的水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其中是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起的施工方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其特征在于采用充砂被方法代替方法中3)鋪設(shè)濾管、4)第二次水下鋪砂、5)鋪密封膜步驟的方法，充砂被方法為(1)方法說明該方法是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起的施工方法其施工過程如下將濾管和抽真空裝置的膜下部分固定好，放置在砂被內(nèi)，同時將密封膜包裹在砂被上表面，在打設(shè)完塑料排水板后將砂袋下沉到指定位置，從充砂口向砂袋內(nèi)充砂；砂層厚度達到設(shè)計要求后將沙袋周圍多余的密封膜向四周展開，用砂袋壓??；然后將射流泵的的潛水泵、射流器、射流箱、與出膜裝置的連接膠管、電纜等可在陸上連接好，用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下將連接膠管與膜下的出膜裝置連接好；就可以進行抽真空施工了。該方法適用于小面積的水下真空預(yù)壓工程；(2)技術(shù)特征該方法是將鋪砂墊層、鋪設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合在一起，鋪膜質(zhì)量有保證，適用于小面積的水下真空預(yù)壓工程；所述的水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其施工方法，透水塑料板方法，這種方法都是將第二次鋪砂墊層、埋設(shè)濾管和鋪膜結(jié)合起來的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，其特征在于采用透水塑料板方法代替方法中3)鋪設(shè)濾管、4)第二次水下鋪砂、步驟的方法，透水塑料板方法(1)方法說明該方法是鋪設(shè)濾管方法的變種，可在砂墊層上直接鋪設(shè)，其上不需要二次鋪砂，其施工過程如下預(yù)制空心的透水塑料板，塊與塊之間可以拼接，并且拼接好后剛好使得板中的通水管道拼接在一起；在有的透水塑料板中嵌入出膜裝置，并使出膜裝置和管道相連，出膜裝置的法蘭盤與透水塑料板的表面在同一平面上；透水塑料板拼接完成后鋪濾管工作即告結(jié)束，然后可以在其上鋪設(shè)密封膜；(2)技術(shù)特征該方法塑料透水板可在工廠預(yù)制，拼接后表面較平整，便于鋪膜施工。
全文摘要
一種水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)方法，由以下步驟順序進行第一次水下鋪砂，水上打設(shè)塑料排水板，鋪設(shè)濾管，第二次水下鋪砂，鋪密封膜，連接抽真空設(shè)備，抽真空。其優(yōu)越性是水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)可以應(yīng)用于水下開挖工程、高樁碼頭的岸坡處理工程、防波堤施工等領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。預(yù)壓荷載快速施加，地基不會出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。是將軟土就地加固，無需清除，也不采用固化劑等化學(xué)物質(zhì)，符合環(huán)保要求，避免了傳統(tǒng)的換填法施工作業(yè)給海上養(yǎng)殖業(yè)帶來嚴重影響，采用該項技術(shù)可減少淤泥的挖填量。由于預(yù)壓荷載的快速施加，可以大大縮短施工工期。
文檔編號E02D3/10GK101033614SQ20061001326
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者張敬, 苗中海, 劉愛民, 郭述軍, 徐樹華, 葉國良, 李衛(wèi), 高潮, 陳允進, 孫萬禾, 閻樹旺, 劉潤 申請人:天津港灣工程研究所