瑯岐環(huán)島路三期塑料排水板施工工藝簡(jiǎn)析

摘 要：利用塑料排水板技術(shù)處理軟地基，是一種行之有效的施工方法，它可以在軟土層中形成豎向排水通道將地基中的水排除，以增加作用于土顆粒的有效應(yīng)力來(lái)加速地基固結(jié)沉降，達(dá)到提高地基承載力的目的。文章主要對(duì)塑料排水板施工工藝及施工過(guò)程中面臨的問(wèn)題進(jìn)行了分析，同時(shí)提出了相應(yīng)改進(jìn)措施，針對(duì)性地解決了使用排水板處理此類軟地基施工的難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：軟基處理；塑料排水板；沉降固結(jié)；措施

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

福州市瑯岐環(huán)島路東段（三期）道路工程位于福建省東部福州市馬尾區(qū)，閩江下游，氣候溫暖濕潤(rùn)，夏季易受到臺(tái)風(fēng)影響，多暴雨。道路全長(zhǎng)6106.995m，樁號(hào)K10+090.549～K16+197.544，道路標(biāo)準(zhǔn)寬度70米。本項(xiàng)目大部分地段廣泛分布淤泥（細(xì)砂）層，厚度20-36米，對(duì)于一般軟基路段經(jīng)施工沉降及穩(wěn)定計(jì)算后不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，采用排水固結(jié)法，即用普通塑料排水板施工后，上部加蓋土工格柵，后期再利用路基堆土方式預(yù)壓處理。施工時(shí)，先清除路基表層土，厚約0.3米，然后級(jí)配碎石之后進(jìn)行塑料排水板的施工，隨后及時(shí)鋪以上二層碎石砂墊層及雙向土工格柵。

1.2 地質(zhì)及施工條件

本項(xiàng)目道路沿線為海陸交互相沖淤積平原地貌單元，場(chǎng)地環(huán)境類型總體屬Ⅱ類，地下水類型屬A類。施工場(chǎng)地內(nèi)的地下水對(duì)砼結(jié)構(gòu)物具有一定的腐蝕性，在干濕交替地帶也會(huì)對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)物中的鋼筋具有中度腐蝕性，在長(zhǎng)期浸水地帶對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有一定的腐蝕性。該工程大部分地段為閩江口淤積平原，廣泛分布淤泥層，因場(chǎng)地線路跨越較長(zhǎng)，地質(zhì)形態(tài)和地貌變化較大，道路沿線地貌主要分部為田地、林地、河道、池塘及水溝、山地、田埂等，其下淤泥（細(xì)砂）層厚度20～36米。該段軟土具天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、透水性差，力學(xué)性質(zhì)差等特征，對(duì)路基及橋涵基礎(chǔ)工程沉降、穩(wěn)定有較大影響。

2 施工方法

瑯岐島環(huán)島公路三期道路工程大量的采用了豎向塑料排水板施工方法對(duì)淤泥層和軟土層地基進(jìn)行處理，該施工方法是在排水板施工過(guò)程中將地表以下的多余的水分利用導(dǎo)板排出，這樣可以使作用于基礎(chǔ)土質(zhì)的應(yīng)力增大，同時(shí)可以加速基礎(chǔ)固結(jié)沉降的施工，最終達(dá)到提高地基強(qiáng)度的作用。

排水板施工法只是諸多排水固結(jié)施工方法中一種簡(jiǎn)單的施工形式，該施工法是比較行之有效的軟基施工處理方法之一，同時(shí)還可以有效解決下列兩個(gè)施工問(wèn)題：

（1）地基的穩(wěn)定問(wèn)題，該施工法可以使施工后期建筑物地基的抗剪切強(qiáng)度快速提升，不但可以達(dá)到提高地基整體的承載力，對(duì)地基的穩(wěn)定性也有較大作用。

（2）基礎(chǔ)的沉降問(wèn)題。該施工法可以使堆載預(yù)壓期間使地基基礎(chǔ)的沉降量基本或大部分完成，使其建筑物在完工后投入使用、運(yùn)行期間的沉降量大大降低，可以使后期不利于沉降的因素有效降低。

3 排水板施工法的現(xiàn)場(chǎng)施工要求

（1）施工之前先清除路基表層土，厚度約0.3米，然后攤鋪級(jí)配碎石，之后進(jìn)行塑料排水板的施工，隨后及時(shí)鋪設(shè)以上兩層級(jí)配碎石砂墊層及雙向土工格柵，塑料排水板施打必須穿透淤泥層及細(xì)砂②④（軟土層），達(dá)到粉質(zhì)粘土或持力層，排水板采用對(duì)稱三角形布孔，插板孔距1.0米。為防止碎石砂墊層受雨水沖刷流失，應(yīng)在路基邊線坡腳上堆筑砂袋以防止砂流失并造成水流不暢，高度約0.7米。

（2）材料要求：級(jí)配墊層中碎石粒徑為1.5-4厘米，含量為30%砂和70%碎石；雙向土工格柵抗拉指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求；普通排水板的斷面尺寸為100*4毫米。

（3）塑料排水板施工時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確定位，插板必須垂直，施打應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度，并采取相應(yīng)的措施防止回帶產(chǎn)生；排水板孔位間距偏差控制在15厘米以內(nèi)，抽查量應(yīng)部小于1.5%；垂直度偏差應(yīng)小于1.5%，排水板需要接長(zhǎng)時(shí)，接口處的搭接長(zhǎng)度應(yīng)在20厘米以上。

（4）堆載預(yù)壓：利用路堤填土方式堆載預(yù)壓，堆載分三級(jí)（或二級(jí)）分層逐級(jí)加載，第一級(jí)堆土厚度為2米，第二級(jí)堆土至路基高度，第三級(jí)堆至設(shè)計(jì)路面標(biāo)高（含超載），加載期間應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行沉降和穩(wěn)定的跟蹤觀測(cè)并分層碾壓達(dá)到路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。路基堆載填筑完成以后，應(yīng)做到每半個(gè)月對(duì)超載預(yù)壓部位進(jìn)行沉降觀測(cè)一次，本工程設(shè)計(jì)預(yù)壓堆載期為6個(gè)月，并且應(yīng)達(dá)到連續(xù)兩個(gè)月沉降量在5毫米以內(nèi)才能卸載挖除。

路基堆載預(yù)壓期內(nèi)，應(yīng)保證填土荷載始終保持在設(shè)計(jì)要求的施工高度，如觀測(cè)到有明顯沉降，應(yīng)當(dāng)及時(shí)補(bǔ)充預(yù)壓填土的高度；堆載預(yù)壓達(dá)到后期和沉降值后卸載時(shí)，應(yīng)將路堤開(kāi)挖至路槽底以下的堤表層20厘米深度的土層壓實(shí)，壓實(shí)強(qiáng)度應(yīng)大于90%，卸除的填料可用于后續(xù)工程。設(shè)計(jì)工后沉降為15-20厘米。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 定位

排水板施打時(shí)，插孔之間的間距應(yīng)按要求嚴(yán)格布置施打孔位：插孔與插孔之間的間距允許偏差范圍應(yīng)控制在15厘米以內(nèi)，垂直施打偏差角度應(yīng)該小于1.5%。

4.2 插入塑料排水板

插板時(shí)，插板機(jī)就位后通過(guò)震動(dòng)錘驅(qū)動(dòng)套管對(duì)準(zhǔn)插孔位下沉，排水板從套管內(nèi)穿過(guò)與端頭的錨靴相連接，套管頂住錨靴將排水板插到設(shè)計(jì)入土深度，拔起套管后，錨靴連同排水板一起留在土中，然后剪斷連續(xù)的排水板，即完成了一個(gè)排水孔插板操作。這時(shí)插板機(jī)就可以移位到下一個(gè)排水孔繼續(xù)施打。

4.3 剪斷塑料排水板

在剪斷排水板時(shí)，要留有露出原地面15-30厘米的“板頭”；其后在“板頭”旁邊挖起砂土20厘米深成碗狀的凹位，再將露出的“板頭”切去，填平，插板施工即告完成。

4.4 施工過(guò)程中注意事項(xiàng)

4.4.1 施工前期，我們先對(duì)原始地貌表層進(jìn)行覆蓋層的清表工作，填筑完預(yù)拱土層后應(yīng)按要求進(jìn)行區(qū)域劃分，并在兩側(cè)挖設(shè)排水溝，為了使水流暢通，中間堆土部分應(yīng)比四周高出30厘米。

4.4.2 在預(yù)拱土上部鋪設(shè)砂填筑層不小于20厘米，并將其碾壓密實(shí)，提供較為平整的場(chǎng)地用于后續(xù)施工。為了保證在插板施工過(guò)程中砂填筑層對(duì)機(jī)械設(shè)備的支承性能和自身具備良好的透水性能，填筑的砂料應(yīng)采用含泥量小于10%的中粗砂進(jìn)行填筑層施工，并且砂中的有機(jī)雜質(zhì)含量應(yīng)小于1%，攤鋪完后碾壓密實(shí)度應(yīng)達(dá)到中密度以上標(biāo)準(zhǔn)。

4.4.3 施工前采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)并存放在施工現(xiàn)場(chǎng)的塑料排水板原材料堆放應(yīng)復(fù)合相應(yīng)的儲(chǔ)存要求，避免破損與加速老化。

4.4.4 應(yīng)派專人對(duì)新購(gòu)入的排水板各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行核查，在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備施打前也要對(duì)其進(jìn)行再次檢查，如發(fā)現(xiàn)排水板污染和破損，應(yīng)將該部分剪除后再繼續(xù)使用。

4.4.5 排水板施打前，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的入孔間距與孔位進(jìn)行測(cè)量放樣、確定好入孔位置，并用石灰粉作好點(diǎn)位標(biāo)示，控制好插孔之間的間距，禁止野蠻施工、隨意施打。

4.4.6 施工使用的套管與樁尖等配套機(jī)具應(yīng)配套，避免套管施工時(shí)擠入淤泥，現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該必須立即停止施工作業(yè)，及時(shí)清理，以防止施工過(guò)程中套管內(nèi)壁與塑料板之間的摩擦力增大致使塑料板被帶出。

4.4.7 施工時(shí)排水板施打要確保達(dá)到規(guī)定深度，在插板機(jī)塔架上的醒目部位應(yīng)標(biāo)明進(jìn)尺刻度，這樣可以讓現(xiàn)場(chǎng)施工人員更準(zhǔn)確的控制好施打的深度。

4.4.8 塑料排水板施打過(guò)程中，當(dāng)塔架轉(zhuǎn)盤(pán)上的排水板剩余長(zhǎng)度不足，需要搭接排水板時(shí)，搭接的施工過(guò)程及工藝應(yīng)當(dāng)滿足必須滿足《施工規(guī)程》的各項(xiàng)規(guī)定，只有嚴(yán)格按照操作規(guī)程施工，才能確保施工完畢后的排水性能。

4.4.9 塑料排水板的施打深度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制，其深度應(yīng)該合理考慮上拔時(shí)的跟帶長(zhǎng)度，如果施打的深度不夠或跟帶長(zhǎng)度在0.6米以上的排水板應(yīng)該現(xiàn)場(chǎng)廢棄，并在旁邊及時(shí)補(bǔ)打一根，以確保整體排水效果。

5 問(wèn)題處理

通過(guò)瑯岐島三期道路工程的現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐，能夠發(fā)現(xiàn)使用排水板施工方法在施工過(guò)程中仍然存在諸多質(zhì)量控制的棘手問(wèn)題，如跟帶回帶的過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。鑒于以上問(wèn)題，本項(xiàng)目參照以往施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)排水板回帶情況提出以下解決方法：提高插管底端與樁靴連接處的密封性，防止土體擠入插管，最終產(chǎn)生回帶現(xiàn)象頻發(fā)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)本工程軟基處理的實(shí)踐檢驗(yàn)證明，只要在振動(dòng)式插板機(jī)上加裝一套自動(dòng)沖水系統(tǒng)、再將樁靴工藝和進(jìn)料口做適當(dāng)改造，就能將回帶現(xiàn)象大幅度的降低。

（1）自動(dòng)沖水系統(tǒng)：在插管施打下沉的過(guò)程中，給插管內(nèi)連續(xù)注水，水的重量可以使插管向下的力適當(dāng)增加，這種方法可以使回帶現(xiàn)象得到有效解決。該沖水系統(tǒng)主要組成部分為耐高壓的塑性水管和高壓水泵，在頂端插管進(jìn)料口處，先將塑性水管的一端綁扎牢固，再將機(jī)械駕駛室內(nèi)安裝高壓水泵的控制開(kāi)關(guān)。插管施打下沉的施工過(guò)程中，施工人員可先把水泵開(kāi)關(guān)打開(kāi)向管內(nèi)注水，這時(shí)施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地層土質(zhì)的實(shí)際變化情況控制向管內(nèi)注水的高度。通過(guò)瑯岐島三期道路工程的實(shí)踐證明，當(dāng)塑料插管打入地表土層時(shí)，開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行注水，待施打至規(guī)定深度后注水停止并提管，這樣效果會(huì)有明顯改善。加入施工過(guò)程中遇到土層中淤泥層較厚的情況時(shí)，可以將注水的時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，此方法可以有效避免土層中的淤泥進(jìn)入到插管內(nèi)，致使頻繁發(fā)生帶體回帶現(xiàn)象，而且還大大提高了排水板施工的合格率。

（2）進(jìn)料（帶）口改造：對(duì)進(jìn)料口部位的適當(dāng)改造其目的主要是為了將施工過(guò)程中進(jìn)料口與塑料排水板之間產(chǎn)生的摩擦力降低，其理想的辦法是增加一套光滑的旋轉(zhuǎn)滾軸在插管入料口的下方，在機(jī)械上提插管的時(shí)候，滾軸跟著旋轉(zhuǎn)，以最終降低滾軸和水板之間的摩擦力。

（3）對(duì)插板機(jī)回帶現(xiàn)象的處理辦法：瑯岐島環(huán)島公路三期道路工程的路基由于上部土層較軟，而且土層以下淤泥層堆積較厚，該區(qū)域內(nèi)排水板插設(shè)的設(shè)計(jì)深度應(yīng)控制在20米以上，現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中的振動(dòng)式插板機(jī)，其自身的震動(dòng)較大，極易將土體擾動(dòng)，因此在本項(xiàng)目我方采用了施工震動(dòng)小、噪音污染小的液壓式插板機(jī)在該工程區(qū)域內(nèi)進(jìn)行施工。

6 結(jié)束語(yǔ)

考慮到對(duì)資源的節(jié)約，本工程對(duì)大多數(shù)軟基處理段采用了經(jīng)濟(jì)效益較高的塑料排水板軟基加固法來(lái)施工，這樣做不僅可以節(jié)約資源，還能加快橋臺(tái)兩側(cè)引橋斷軟基處理的施工速度。該施工方法不但可以大大提高路基的承載力，還可以有效減少工后工程使用期間地基沉降的諸多問(wèn)題，對(duì)縮短施工作業(yè)整體工期、地基承載力、地基穩(wěn)定性都有良好效果。與此同時(shí)，還解決了現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖施工過(guò)程中所產(chǎn)生的大量土石方挖棄和外卸問(wèn)題，對(duì)工地周邊的生態(tài)環(huán)境污染起到了一定的保護(hù)作用。該施工方法綠色環(huán)保，在對(duì)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)考慮日益加劇的今天，采用塑料排水板對(duì)軟基進(jìn)行處理和加固施工對(duì)降低成本投入是一種行之有效的方法，在施工過(guò)程中對(duì)降低機(jī)械設(shè)備振動(dòng)、機(jī)械施工噪聲污染、機(jī)械及工程廢料對(duì)周邊環(huán)境污染都有較大緩解，而且施工方法也相對(duì)簡(jiǎn)單便捷，有較大的使用和社會(huì)推廣價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：趙文，37歲，男，工程師，從事水利水電工程、市政工程項(xiàng)目管理。