塑排板在淺層軟土地基處理中的應用

摘要：在工程建設事業的推動下，軟土地基處理的塑排板技術發展很快。塑料排水板法具有插板機械輕、效率高、對土擾動小、造價低等優點，目前塑排板在淺層軟土地基處理中得到了廣泛的應用。本文首先介紹了塑料排水板法的原理及應用，然后對塑料排水板施工方法及常見的施工問題進行了探討。

關鍵詞：塑排板；軟土地基；處理

塑料排水板法是一種常用的軟土地基處理方法。排水板由濾膜和板芯組成，濾膜用以隔土和滲水，板芯的齒槽為排水通道。按一定間距將排水板打入軟土中，當施加預壓荷載后，地基中的超靜水壓力隨即進入就近的排水板，從而加速軟土的固結，并迅速沉降。這樣大大減少了構造物的施工后沉降，從而縮短了施工期，并在一定程度上提高了地基的穩定性。

1 塑料排水板法的原理及應用

在軟基上直接建造構筑物和進行填土時，地基將由于固結和剪切變形產生很大的沉降，甚至由于強度不足而產生破壞。但是，如作用于地基的荷載小于地基破壞荷載時，則在荷載壓力的作用下軟土層將產生固結從而提高其強度。根據固結理論，粘性土固結所需的時間與排水距離的平方成正比，因此，要縮短固結的時間減少排水距離是最有效的辦法。塑料排水板法就是以縮短固結沉降所需的時間為目的，在軟基中埋設許多塑料管，人為地形成固結排水通道的一種方法。

用塑料排水板加固軟基具有打設簡便、施工快、工期較短、造價低、工程質量穩定等優點已經廣泛應用于公路、鐵路、港口、工民建等建設工程的地基加固工作。在公路軟基處理中塑料排水扳的應用主要包括以下方面：（1）塑料排水板結合—般預壓，用于沉降量較大，地質條件較差的一般路段。（2）塑料排水板結合超載(等載)預壓，用于填土高度較高，軟土層較厚的橋頭段。（3）塑料排水管結合真空預壓，用于軟土較厚，填土高度較大，水泥攪拌難以處理，其他處理方法造價又高的橋頭路段。由于該方法施工速度快、造價低，所以目前這種方法得到推廣。

2 塑料排水板施工

2.1 材料要求

芯板應具有足夠的抗拉強度和垂直排水能力，其抗拉強度不應小于130N/cm。當周圍土體壓力在15m深度范圍內不大于250kN/m2或在大于15m范圍內不大于350kN/m2條件下，其排水能力應不低于30cm3/m。芯板應具有耐腐性和足夠的柔性，保證塑料板在地下的耐久性，并在土體固結變形時不會被折斷或破裂。濾套一般由無紡織物制成，應具有一定的隔離土顆粒和滲透功能。

2.2 施工機械

塑料排水板法的施工機具主要是插板機，也可與袋裝砂井打設機具共用，但應將圓形套管換成矩形套管。對于振動打設工藝、錘擊振力大小，可根據每次打設根數、導管斷面大小、入土長度和地基均勻程度確定。選擇排水板施工機械，應根據工程實際情況，從機械的結構特點、工效、適用程度等方面來確定，其包括對地基的壓力、穩定性、打設能力、機動性及打設速度等。目前，用于塑料排水板的插板機種類很多，性能不一，有專門廠家生產的，也有自行設計制造的，或用挖掘機、起重機、打樁機改裝而成的。由挖掘機改裝的插板機，在使用過程中可以靈活的操作，而且可以將排水板打設到各個部位，尤其是在邊角處。但是由于其具有自身重、輪胎接地面積小等缺點，因此一般軟基難以承受，只能在地基承載力較好的地方使用。履帶式插板機行走方便，可在現場組裝，比挖掘機改裝的接地面積大，一般地基在稍做處理后即可承受，但是由于其是靠兩條履帶控制垂直度的，受基礎平整度影響較大，且插板機容易發生傾斜，一般用于插入深度小于l0m的比較合適。門式軌道插板機該機型可進行自行拼裝，比較適合公路等帶狀的軟基處理。由于其移動受軌道控制，通過事先調整軌道的水平度，可以很好地保證排水板的施工準確度和施工垂直度。其缺點是移動時顯得相對笨重、對墊層的寬度要求較高等。在選擇施工機械時，要根據工地的具體情況，根據工期、工程量、周邊環境、現有的材料物資等進行綜合考慮，也可多種形式并用。

2.3 施工工藝

塑料排水板施工前要對軟基處進行預先處理，與袋裝砂井處理方法一樣，首先整平場地，鋪設砂墊層，塑料排水板的施工工藝如下：①移動插板機就位，調正套管垂直度，對準樁位。在空心套管中插入塑料排水扳并引至套管下部，將塑板穿入鋼靴(鋼靴起著固定塑板和阻止泥砂進入空心套管的作用)，再將塑扳回插入套管扁咀中，拉緊塑板，使鋼靴緊貼套管下端，以免套管在下沉過程中擠進泥砂；②以振動加壓的方式將套管沉入土層，至設計要求深度；③撥出空心套管，由于土對鋼靴及塑板的粘接力而使得鋼靴及塑扳留在土中；④留出塑板埋入砂墊層的長度(約30cm)，將塑板剪斷，移動導管至下一校位，繼續下一樁的施工。

關鍵工序控制如下：塑料排水板施工前，要對場地進行清表、整平和初步碾壓，做好土拱坡，鋪設好砂墊層(砂墊層的質量要求同袋裝砂井法)，為了保持工作面的整潔，根據地形要挖好排水溝，以利排水。放樣時要根據設計情況準確定位，并在每個孔位都插好標記，所用的標記通常有石灰、油布、細條塑料板芯等，做到明顯且不易被損壞為宜。定位要準確。穿靴，將塑料排水板端部穿過預制靴頭固定架，對折帶子長約10cm，固定聯結。一般預制靴頭可采用鐵質或混凝土靴頭。將靴頭套在空心套管端部，固定塑料排水板，并使其在下沉過程中能阻止泥砂進入套管。

注意打設塑料排水板不得采用錘擊法或水沖法施工。板頭應露出地面井深入砂墊層不小于0.3m。塑料排水板的技術指標應符合產品的設計質量標準。打設塑料誹水板宜順路線方向分段逐排進行，分段長度不宜大于100m。應嚴格按照設計位置、深度和孔數施工，板位允許偏差為±15cm，深度不應小于設計值，垂直度偏差不應大于1.5%。打設時排水板不應扭曲，濾膜不應破損或污染。排水板接長時應拆開濾膜，對準芯板槽口，再包好濾膜，用釘固定，嚴禁浮放搭接。塑料排水板應錨定在孔底，防止跟袋。

3 施工中常出現的問題與解決方法

施工中常出現的問題包括：插板施工中，套管為圓形時，距井口一定范圍內插孔不宜縮孔；提拔導管時發生“跟帶”現象；樁管進入泥水污染排水板；遇到較干硬的粘土層時，進度緩慢。在解決這些問題時，插孔不宜縮孔。一是盡量采用盡可能細的套管或采用扁狀套管；二是用中粗砂填灌插孔，這樣就在塑料排水板的上端形成了砂井與塑料排水板的復合體。提拔導管時發生“跟帶”現象是經常發生的問題，這與套管端頭結構、施工工藝和土層土質有關，其中套管端頭結構占主要因素。導管頂部在保證剛度的前提下，盡可能細小，使得拔管時土層能盡快將排水板夾住。改進套管端部結構，國外研究出了一種新形式，這種套管在打設時端部關閉，把排水板夾住；上拔時，端部開啟，排水板留在所定位置。也可以在套管的下端裝上了特殊的樁靴，這樣可以防止具有一定壓力的水和泥漿擠入套管，造成排水板和套管一起上抬的現象。這種改良后的裝置，有兩根通氣管通過套管，壓縮空氣可以從樁靴端部噴出。泥水進入套管除增加了上拔時的“跟帶”現象外，還造成了排水板的污染，因此應經常使用清水清洗導管。遇到干硬的粘土層進度緩慢時，可以選用功率較大的液壓振動打樁機進行打設，也可以在導管中加入少量的清水，增加潤滑，減少摩擦。

參考文獻

[1]鄭俊杰.地基處理技術［M］.武漢：華中科技大學出版社，2004

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