排水固結堆載預壓法處理軟基施工技術

吳延龍

摘 要：文章介紹了排水固結堆載預壓法處理軟土地基的材料要求、機械設備、質量標準、施工工藝及方法，可作為工程技術人員的參考資料。

關鍵詞：堆載預壓；塑料排水板；處理；軟土；地基

排水固結堆載預壓法適用于路基范圍內的稻田或水塘，施工時直接抽排水、回填砂或土之后，整平、碾實，標高略高于設計標高。四周填筑土梗，之后抽水將水排至土埂外流走。待砂層或土層無水分、呈干濕狀后鋪設土工布，再在其上鋪設50cm厚砂墊層，在墊層縱向中布設排水盲溝，兩邊向縱向盲溝設5%的橫坡，同時間隔100米設置2-3道橫行盲溝，縱橫盲溝交匯處設置集水井，填土高度接近設計高程1-2m開始用抽水機強制排水。在土埂外側設縱向排水溝，接通至下游排水渠，深圳市寶安大道部分路段位于軟土地基上，采用排水固結堆載預壓法處理。，從2004年4月開始施工，到次年6月完工。主要工序為排水板施打，砂墊層鋪設、土工布鋪設及填土碾壓、填筑預壓土、卸載預壓土。現根據施工情況對施工工藝總結如下：

1 主要材料

1.1 塑料排水板

塑料排水板溝槽表面平滑，能保持一定的過水面積，抗老化能力在二年以上，具耐酸堿抗腐蝕性。

塑料排水板質量、品格要求根據有關規范標準、依據插板深度不同選用，斷面尺寸采用3.5×100mm，其性能應不低于表1.1-1要求。

表1.1-1 塑料排水版性能表

打入深度L（m）

項目 10 15 20 25 備 注

材質 芯帶 聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯

濾膜 滌綸、晴綸等無紡織物

斷面尺寸 寬度（mm） ≥100

厚度（mm） ≥3.5

復合體抗拉強度（KN/10cm） ≥1.3 延伸率10%的強度

通水能力q（cm3/s） ≥30

濾膜拉伸 干 1.5 1.5 2.5 2.5 延伸率為10%的強度

強度KN/M 濕 1.0 1.0 2.0 2.0

濾膜滲透 滲透系數（cm/s） ≥5×10-4

反濾特性 等效孔徑09s（mm） <0.08

1.2 土工布

土工布的規格及質量符合表1.2-1要求。

表1.2-1 土工布規格及質量要求

項目 單位 規格及要求

門幅 M 4.2

單位質量 g/m2 207

條

帶

拉

伸 縱

向 抗拉強度 N/5cm >1750

延伸率 % 18

橫

向 抗拉強度 N/5cm >1750

延伸率 % 15

梯形撕裂強度（縱向） N >534

圓球頂破強度 N >1800

垂直滲透系數 Cm/s 1.0×1.0-2

等效孔徑 mm 0.146

1.3 砂墊層

中粗砂，含泥量不大于3%，壓實達中密狀態，干容重不小于16.5KN/m3。

1.4 盲溝

盲溝滲濾材料采用粒徑3～5厘米、級配均勻的碎石，含泥量不超過3%，盲溝的滲濾材料用無紡透水性土工布完全包裹，無紡土工布質量要求滿足要求應滿足：

斷裂延伸率>40% 抗拉強度>10KN/m

頂破強度>1.8kN 滲透系數>2×10-2cm/s

1.5 集水井

集水井采用水泥濾水管，直徑為100cm，每1m四節。

1.6 碾壓填土

土料選擇，宜采用礫質粘土或土夾石（山皮石）；

2 施工技術要求

2.1 塑料排水板施工技術要求

2.1.1 插板孔位誤差不大于50mm，插板垂直偏差不超過插板長度的1.5%。

2.1.2 插板不得有回帶現象。

2.1.3 記錄每根插板的長度，孔深等。

2.1.4 局部地區（如硬殼較厚段）可采用振動插板。

2.2 砂墊層施工技術要求

砂墊層壓實達中密狀態，壓實后的厚度不小于50cm（分兩層鋪筑各25cm，第一層鋪設25cm，然后施打排水板，最后再鋪設上層的25m）。

2.3 土工布施工技術要求

2.3.1 場地平整，清除雜物，如石塊、樹根、竹竿等。

2.3.2 土工布應采取雙排線折疊縫合法縫接，接縫寬度為30厘米；相鄰土工布之間的搭接長度不小于1米，鋪好的土工布，周邊用砂袋疊壓，并及時回填砂。

2.3.3 土工布的鋪設與第一層填料的推進方向相適應。

2.4 盲溝施工技術要求

2.4.1 盲溝滲水材料采用粒徑3～5厘米、級配均勻的碎石，含泥量不超過3%，溝底設置排水坡度。

2.4.2 盲溝外包裹材料用200g/m2，無紡透水性土工布完全包裹，搭接長度大于30cm；

2.4.3 誤差要求：

平面設置﹤10cm 溝底標高﹤5cm

盲溝高度﹤5cm 盲溝寬度﹤5cm

2.4.4 濾水土工布的接頭的搭接長度大于80厘米，在盲溝交叉處大于120cm；

2.5 集水井施工技術要求

縱橫向盲溝的交匯處設置集水井，在堆載和預壓的整個期間，使用自動控制式潛水泵抽井內地下水。集水井的直徑為100cm，底部為水泥濾水管，每1m四節，集水井隨填土層的逐級堆載，也逐級上升，上部采用1m一節水泥管，直到預壓層頂面以上1m。加井蓋注明井號，并加以保護。

2.5.1 平面位置誤差﹤5cm，井底標高誤差﹤10cm。

2.5.2 水井的孔口須高于填土面30cm。

2.5.3 集水井與盲溝連通良好。

2.5.4 整個施工和預壓過程中要及時排水，集水井的水深不宜超過50cm；記錄抽水時間和井水位變化。

2.6 碾壓土

2.6.1 對土源點抽取土樣做重型擊實試驗，測定填料的最大干容重和最佳含水量。

2.6.2 填土含水量偏離最佳含水量小于+4%時方可進行碾壓，上料過干應灑水，水分過多應晾曬。

2.6.3 每層填土按1組3（點）/1000m2頻次做現場密實度試驗。達到要求后進行上一層土的填筑。

2.6.4 填土須分層水平填筑，每層壓實后的厚度不大于30cm。

2.6.5 對于碾壓機械難以達到的部位（如集水井、觀測設備附近等），可采用小型打夯機夯實，并保證滿足密實度要求，不得有漏夯。

2.6.6 邊坡超寬0.5～1.0米進行碾壓填筑，在卸除預壓土時在刷坡至設計坡面。

2.6.7 碾壓機具應采用15～20t重型振動碾。

2.6.8 堆載：在碾壓面以上堆土或砂2.18米高，按50cm一層壓實，壓實度達85%以上。

3 施工工藝流程及注意事項

3.1 施工工藝流程

3.1.1 清除地表雜草、塘埂、垃圾塊石等，平整場地，調整場地標高形成工作面。

3.1.2 回填不少于0.5m厚砂墊層，施做盲溝、集水井，對于水塘部位預先填筑排水，加土工布。

3.1.3 打設塑料排水板，按照整平原地面→攤鋪下層砂墊層→機具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機具移位→攤鋪層砂墊層的順序施工；塑料插板間距為1.2～1.4m，正三角形布點，長度以打穿淤泥進入下臥層0.5～1.0m為準。

3.1.4 埋設監測儀器。

3.1.5 分層填筑，分層碾壓回填堆載預壓土，填筑預壓土總高度要考慮預留軟土固結沉降深度。

3.1.6 施工過程定期進行淺層沉降，邊樁位移、孔隙水壓力觀測，控制加載速率和卸載標準。

3.1.7 要派專人負責集水井的抽水、排水工作，確保抽水期間抽水機正常工作，同時檢查土埂外排水溝，保證其通暢。

排水固結堆載預壓法主要工藝流程見圖3-1。

圖3-1 排水固結堆載預壓法工藝流程圖

3.2 施工注意事項

3.2.1 避免在打設與轉盤過程中損壞塑料板濾水膜，避免板芯進入淤泥出現輸水孔堵塞，影響塑料板正常排水。

3.2.2牢固鏈接打樁機與塑料板的端部，防止提管時脫開而帶出塑料板。

3.2.3 適當配合導管靴與樁機樁尖平端，切忌錯縫，這樣可避免導管中進入淤泥，出現塑料板的阻值力增大帶出塑料板。

3.2.4 當塑料板長度過短則接長，為減少導管與板間阻力，連接方法為濾水膜平搭接法；為提升排水質量，搭接長度應該超過20cm。

3.2.5 在砂墊層以上20～25cm處將排水板剪斷埋入砂中。

4 施工監測及竣工檢測

4.1 施工監測內容

堆載預壓和插板處理均須進行監測工作，指導施工過程，內容包括：

4.1.1 沉降觀測。通過在軟土表層埋設沉降觀察標，觀察得知軟土層在預壓土作用下沉降量與時間的關系曲線，可以掌控預壓土施工速度和排水速度，推算軟土固結度，判斷加固效果的好壞。也可以在軟土中不同深度埋設沉降磁杯，以觀測軟土深層和分層沉降數值。

4.1.2 邊樁與測斜觀測。設置測斜關于深厚淤泥區，在加載時對各水平方向位移進行監測。設置邊樁測點與預壓土的外側，避免過快的加載速率出現滑塌或失穩。

4.1.3 觀測孔隙水壓力。值曲線記錄以孔隙水壓力消長觀測為準，掌握調整施工進度、地基強度和預測地基的平均固結度。

4.2 埋設及觀測要求

4.2.1 施工中的沉降觀測。沉降板埋設在砂墊層和土工布間，沉降板每50m布置一塊，沉降板連接可以接長的沉降桿，每一節長度為1.5m，連接到堆載預壓頂面以上1m為止。

從埋設日期起，每天觀測預壓土填筑過程一次，當填筑預壓土到標高后，可隔3日一次觀測，直到完成卸載后的一周后方可結束觀測。

沉降觀測數據為二等水準觀測精度。觀測后次日向項目經理部提交觀測成果書。

4.2.2 分層（深層）沉降觀測、孔隙水壓力計。在插板完成之后，填土開始之前埋設，埋設位置應符合設計要求，每150m安裝一組分層（深層）沉降標孔、孔隙水壓力計，在淤泥之間安裝孔壓計與沉降環，主要用于對淤泥于預壓時的固結變形，水位變動以及空隙水壓消散規律，在向設計單位上交完整的觀測數據后方可卸載，對超孔隙水壓力進行消散情況分析，計量地基平均固結度、剩余沉降以及估計地基土沉降量等，為卸載時間提供明確依據。

4.2.3 斜測和邊樁觀測：邊樁設在周邊邊坡的邊腳，在填土期間每1-2天觀測一次，以控制邊坡填土速率，防止邊坡失穩；

4.2.4 以上觀測數據及時整理保送建設單位和設計單位，由設計人員分析軟基的處理結果，和沉降發展規律。

4.3 填筑塑料控制指標

為保證在填土加荷過程中邊坡的穩定，沉降速率、側向位移率和孔隙水壓力增長須控制在下述范圍。任一項超出范圍，都必須暫時停止填土，待變形趨于穩定并經有關人員認可后繼續填土。

沉降板 豎向沉降﹤15mm/d

邊 樁 側向變形﹤6mm/d

空 壓 孔壓增量/荷載增量﹤0.6

4.4 土方填筑質量檢測

需要控制填筑質量主要有砂墊層和底基層填土，相應檢測和控制方法為：

4.4.1 砂墊層：以干容重為控制指標，檢測頻數為1000平方米不小于3個點。

4.4.2 底基層填土：以壓實度為質量控制指標，檢測頻數為每層土每1000平方米不小于3個；壓實度達到設計要求再填筑上一層土。

4.4.3 每種土源即使試驗不小于2組，擊實試驗的成果和土樣的樣品應送設計單位人。

4.5 竣工檢測

4.5.1 預壓前與結束預壓后的鉆探實驗。將砂墊層鋪設于工作面后，做一定程度的鉆探取樣。一個布置與100-200m間距，淤泥層鉆孔2m終止，在開孔后，間距2m進行原狀土取樣，做物理學的實驗。一個十字板布置于100-200m進行實驗，靈敏測試要在每2m淤泥層進行實驗。在完成預壓后卸載上述工作，并在相同位置做重復一次工作。參考前后預壓的土質變化情形，對地基處理效果做判斷，向卸載時間提供參考。

4.5.2 分析施工檢測的報告。在完成預壓后，施工方理科提交施工檢測分析報告，以完成對軟地基的處理以及下一步的措施應對。

4.5.3 靜載荷試驗。完成卸載后，對交工面整平后，做靜載荷的實驗，每100-200m布置一個1×1m的承載板，要嚴格依據設計說明與相關規定進行實驗。

參考文獻

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[2] 《深圳地區地基處理技術規范》，SJG04-96.

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