排水固結(jié)法施工工藝研究

張　敏　郭　長

摘要：隨著排水固結(jié)法的廣泛應(yīng)用，排水固結(jié)法的施工工藝和施工機械也得到了發(fā)展。如打設(shè)袋裝砂井和塑料板的兩用設(shè)備就具有輕型、簡便的優(yōu)點。各地還因地制宜地研制了各種簡易的施工設(shè)備。我國生產(chǎn)的塑料排水板已開始在工程中應(yīng)用。真空預(yù)壓、降水預(yù)壓在工程中的預(yù)壓也取得了良好的效果，積累了寶貴的經(jīng)驗。文章基于此對排水固結(jié)法施工工藝進行相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：排水固結(jié)法；施工工藝；施工機械；真空預(yù)壓法

中圖分類號：TU472

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)17-0150-02

一、水固結(jié)法施工工藝概述

應(yīng)用排水固結(jié)法加固軟粘土地基，其施工順序如下：(1)鋪設(shè)水平排水墊層；(2)設(shè)置豎向排水體；(3)埋設(shè)觀測設(shè)備；(4)實施預(yù)壓；(5)檢查預(yù)壓效果；(6)若不滿足設(shè)計要求，則更改設(shè)計至滿足設(shè)計要求為止。從施工角度分析，要保證排水固結(jié)法的加固效果，主要要做好三個環(huán)節(jié)，即鋪設(shè)水平排水墊層、設(shè)置豎向排水體、施加固結(jié)壓力。

二、塑料排水板施工工藝

由于塑料排水板具有性能好、質(zhì)量可靠、施工方便、工效高、工程費用低、對土體的擾動小、可用輕型機械在超軟土上施工等優(yōu)點，迅速在國內(nèi)得到推廣，大有代替砂井、袋裝砂井作為排水固結(jié)法垂直排水體的趨勢。隨著塑料排水板在我國的推廣應(yīng)用，國家相應(yīng)制定了《塑料排水板施工規(guī)程》及《塑料排水板質(zhì)量檢驗標(biāo)準》(JTJlT257-96)，對塑料排水板材料及施工作出了嚴格的要求。

(一)塑料排水板材料

塑料排水板由板芯與濾膜組成，板芯多用聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯制成，濾膜一般由土工布制成。在國內(nèi)，塑料排水板通常使用的是濾套縫合式和濾套粘合式，斷面形狀多為口琴式，僅有個別廠家生產(chǎn)城墻式。最近國內(nèi)開始有濾膜與板芯粘連為一體的塑料排水板，該產(chǎn)品克服了濾套式排水板包裹不緊、有連續(xù)針眼(縫合式)或濾套斷裂后濾膜與板芯脫離現(xiàn)象(粘合式)。

(二)施工機械

塑料排水板需要用專門的機械插設(shè)，目前國內(nèi)很少有定型產(chǎn)品，基本上是各單位自行制造或改裝而成。從外型上來說主要可分三大類：第一種是履帶式單管或雙管插板機。該機大都產(chǎn)于連云港地區(qū)，打設(shè)深度最大可達30m，有振動式和靜壓式的。第二種是門架式插板機，行走靠鋪設(shè)的軌道，有單管和雙管之分。天津、江蘇、浙江等地施工單位都有生產(chǎn)，最大打設(shè)深度25m左右。這種機械大都是振動式的，激振力在1kN-2kN。第三種是由挖掘機或吊機改裝而成，一般每次只能施打一根，行走靠履帶，施打范圍是以機身為中心，以機臂為半徑的區(qū)域，施打方式為靜壓式或振動式。這種機械打設(shè)速度快、方便靈活、效率高，同時無需供電，而前兩種一般需工地供電或自備發(fā)電機，發(fā)電功率在30～45kW。這種機械接地壓力小，打設(shè)深度為20～25m。

(三)施工方法

塑料排水板打設(shè)時，必須使用套管，套管的驅(qū)動方式有靜壓和振動兩種，因此其施工方法也就分為靜壓式與振動式兩種。靜壓式施工是靠液壓力將套管壓入土中，其拔出利用鏈條拉力；振動式施工是靠振動錘的激振力將套管打人土中，其拔出套管一般利用卷揚機及振動力。

(四)施工工藝及工藝流程

塑料排水板施工方法經(jīng)過20年的發(fā)展已逐步走向成熟，其施工工藝基本如下：

1、施工準備：熟悉相關(guān)施工規(guī)范、圖紙和要求等，查勘現(xiàn)場，了解施工環(huán)境。在施工區(qū)附近搭建工地臨時倉庫，貯放排水板等相關(guān)的材料。插板機在進場之前要調(diào)試，以保證其具有良好的性能狀況。在施工之前先鋪設(shè)30cm厚砂作為墊層，待人工整平后插板機械即可開始施工。

2、在已放樣確定的加固區(qū)范圍內(nèi)，用鋼尺和經(jīng)緯儀按正三角形布置塑料排水板打設(shè)板位，并用竹簽或排水板芯等插入砂墊層作標(biāo)記。

3、插板機移動定位，安裝排水板樁靴。施打作業(yè)時，插板機操作人員控制好插板機樁靴的落地定位，其誤差控制在±50mm范圍內(nèi)。

4、垂直下插套管至設(shè)計標(biāo)高。施工操作人員根據(jù)安裝在插板機上的吊垂針和刻度盤，控制樁管下插時的垂直度偏差不得大于1.5％。

5、拔套管至套管下端高出砂墊層面50cm。

6、切割排水板，控制排水板在砂墊層頂面以上的外露長度為20～30cm。

7、移機進行下一根排水板施工。

8、塑料排水板施工完成后，應(yīng)先進行自檢，待自檢合格后再由監(jiān)理工程師驗收。塑料排才板驗收合格后，及時清除套管附帶上來的淤泥，用砂料回填打設(shè)時在排水板周圍形成的孔洞，并將排冰板埋置于砂墊層中。

(五)人員設(shè)置

采用靜壓式共需4人，分別是牽引定位1名，操作手1名，現(xiàn)場清理1名，割帶1名。采用振動式共需5人，分別是割帶1名，操作手1名，現(xiàn)場清理3名。

三、真空預(yù)壓施工工藝

(一)施工準備施工之前應(yīng)充分作好各項準備工作

施工準備施工之前應(yīng)充分作好各項準備工作，從而滿足試驗工程的需要，準備工作包括物資、機械、材料、儀器設(shè)備等，同時還要對施工人員進行必要的技術(shù)培訓(xùn)。所需材料如真空管網(wǎng)等由指定專業(yè)廠家按照規(guī)定的材質(zhì)和尺寸要求預(yù)制加工，并進行現(xiàn)場驗收。在地基處理前，清除征地范圍內(nèi)地面以上的樁撅、樹木、垃圾、塊石、建筑物基礎(chǔ)等，并挖溝疏導(dǎo)位于施工范圍內(nèi)的地表水，盡可能的排除影響工程質(zhì)量、安全和試驗結(jié)果的隱患或障礙物。將整個試驗場區(qū)平整完畢后，于試驗段區(qū)域內(nèi)建造一個8％的石灰土起拱層，便于機械進場和后續(xù)工程的施工，厚度30cm為宜。石灰土通過碾壓整平，做到中間稍高、兩邊稍低，形成4％的橫坡。水塘分層回填石灰改良土。

(二)砂墊層施工

施工準備：施工前材料、機械設(shè)備的配置應(yīng)該訂購齊全，相關(guān)人員到位，并對地表換填起拱層做驗收報驗。測量放線：請專業(yè)測量工程師用水準儀和經(jīng)緯儀對填砂范圍進行測放，按試驗區(qū)段的尺寸，用木樁釘沿加固區(qū)中軸方向每20m設(shè)立標(biāo)志并標(biāo)示高程。砂墊層攤鋪：砂墊共分兩層填筑，用推土機按指定方向平推堆砂，同時人工相配合將砂料攤鋪平整，最后再進行^，工修整作業(yè)面，使整個砂墊層在鋪筑厚度、平整度、密實度等方面均滿足要求。在砂墊層施工中應(yīng)嚴格按照規(guī)范要求及設(shè)計施工，保證所有的檢測項目都能滿足設(shè)計需要。鋪設(shè)砂墊層時，合理選用施工機具，及時清除砂墊層中混入的淤泥、尖刺物等雜物。砂墊層鋪設(shè)時特別要注意已埋設(shè)測試元器件的保護，盡量使用人工。

(三)塑料排水板施工

塑料排水板施工，同上。

(四)真空預(yù)壓施工

在采用真空預(yù)壓加固軟基施工中，主要包括施工準備過程、土工布和密封膜鋪設(shè)、真空管網(wǎng)埋設(shè)、真空泵安裝、密封溝開挖及回填、抽真空等工序。

1、施工準備。真空預(yù)壓施工準備包括搭設(shè)工地臨時倉庫、前道工序的驗收、引接供電線路、工棚、安排真空預(yù)壓設(shè)備和材料進場、測量放線、砂墊層及塑料排水板施工驗收等。

2、真空管埋設(shè)。這個階段一般選擇在第二層砂墊層鋪設(shè)完畢后進行。與此同時，應(yīng)清除砂墊層表面的各種尖利雜物，如小石塊，貝殼等，并把露出于砂墊層表面的塑料排水板埋人砂墊層中。真空管網(wǎng)系統(tǒng)可以采用主管沿加固區(qū)環(huán)形布置、支濾管利用三通或四通接頭垂直主管向兩側(cè)伸出的形式，埋入砂層25cm深處。

3、第一層土工布的鋪設(shè)。根據(jù)場地的實際情況，按預(yù)定方向?qū)⑼凉げ颊归_并且鋪設(shè)平整。土工布的鋪設(shè)范圍應(yīng)該略大于加固區(qū)范圍。

4、鋪設(shè)密封膜。在鋪膜前首先檢查土工布的平順性，符合要求則將兩層密封膜按順序鋪放覆蓋在整個預(yù)壓區(qū)。

5、開挖及回填密封溝。密封溝主要起周邊密封的作用，在真空預(yù)壓施工中一般布置在加固區(qū)的周圍。密封溝多采用挖土機開挖配合人工，將膜體四周沿密封溝內(nèi)壁埋入溝底的泥內(nèi)，再用粘土回填密實，并覆水。密封溝的開挖深度視土層性質(zhì)而定，一般不小于1.5m。

6、出膜連接與真空泵系統(tǒng)安裝。真空主管出膜后與真空泵連接。出膜連接必須牢固，密封可靠。

7、試抽真空。各項抽真空設(shè)備安置就位，進行試抽，檢驗機械性能及膜的密封性，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

8、鋪設(shè)第二層土工布及膜上砂墊層。試抽真空正常后，在摸上鋪設(shè)第二層土工布，鋪設(shè)要求同第一層，并開始上層砂墊層的鋪設(shè)。

9、堆載預(yù)壓。真空度滿足設(shè)計要求后，可進行上層的路堤真筑作業(yè)。

參考文獻

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