塑料排水板在灘涂軟基處理施工中的應用

【摘要】近年來，沿海工程建設中采用塑料排水板固結灘涂軟基成為一種快速、方便、造價低的施工方法。目前打插塑料排水板作為浙江省沿海地區灘涂軟土地基處理的首要選擇方法。

【關鍵詞】塑料排水板；灘涂軟土地基；施工工藝；質量控制

1、前言

塑料排水板處理軟基是用塑料排水板將地基中的水排除，以增加作用于土顆粒的有效應力來加速地基固結沉降，達到提高地基承載力的目的。塑料排水板排水固結法是利用堤身石料本身重量分級逐漸加載，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發生沉降，同時強度提高的方法。該方法是處理軟土地基的有效方法之一。本文結合浙江省臨海市白沙灣標準海塘工程施工中總結的經驗，介紹塑料排水板在軟基礎處理中的施工工藝、質量控制方法，供同類工程施工參考。

2、工程概況

臨海市白沙灣標準海塘工程可形成海灣面積3670畝，濱海水域面積約3100畝。臨海市白沙灣標準海塘工程主要建筑物由海堤、沉淀池圍堤、納潮閘、進水閘和排水閘等組成。

白沙灣海堤東起白沙山，西至穿礁山，堤線總長2280m，堤線涂面高程-1.3m～-2.5m。白沙堤堤基采用塑料排水插板法進行處理，即在處理區涂面上先鋪放一層30kN/m的有紡土工布，再在其上鋪設厚80cm的碎石墊層，然后進行C型塑料排水板插設，最后在碎石墊層頂面鋪放一層120kN/m的有紡土工布。C型塑料排水板插入涂面以下深度，主堤堤身插入涂面下28m、子堤堤身插入涂面下18m。

沉淀池圍堤東起白沙山并與白沙灣海堤相交，圍堤總長1255m，堤線涂面高程-0.5m～-1.8m。沉淀池圍堤基采用塑料排水插板法進行處理，基礎處理結構同白沙灣海堤，基礎C型塑料排水板插入涂面以下20m。

2 施工工序

海堤灘涂軟基礎處理工序為：先測量放樣、清基，然后在涂面上鋪設一層30kN/m有紡土工布，鋪碎石墊層，然后插設C型塑料排水板，再在碎石墊層上面鋪設一層120kN/m有紡土工布，最后進行后續拋石作業。如此循環前進。

具體施工程序見圖2-1。

3、施工工藝

白沙灣海堤堤線涂面高程-1.3m～-2.5m，沉淀池圍堤堤線涂面高程-0.5m～-1.8m。根據本工程兩條海堤的基礎原始涂面高程分析，考慮基礎處理涂面高程高于-1.0的采用軌道式插板機侯潮打插施工，低于-1.0高程的基礎涂面采用插板船進行海上侯潮打插施工。

4、軟基礎主要施工方法

本文主要介紹灘涂軟基礎塑料排水板施工方法及質量控制要點，因此軟基處理其他相關施工方法只做簡單介紹。

4.1 30kN/m土工布鋪設

每批進場土工布中隨機抽查，按設計要求隨機取樣送有資質的檢測單位進行原材料檢驗。土工布鋪設前，清除場地表層雜草、樹根、漁網等障礙物。攤鋪時，一端用碎石包壓住，再向另一端鋪展、碎石包壓牢。周邊碎石包間距1m、竹樁間距2m；內部碎石包間距2m、竹樁間距4m。土工布的縫制與搭接符合設計要求。土工布鋪設方向與堤軸線垂直，垂直堤軸線方向不允許搭接。土工布鋪設后應及時船拋碎石墊層。

4.2 鋪設碎石排水層

根據設計施工圖中的排水碎石墊層的寬度，用GPS定出兩側邊線點，打設竹樁，邊線點間距為20m，以此控制排水碎石鋪填邊線的準確性。

碎石墊層填筑在土工布上，采用平板駁船在高潮位把碎石運至施工部位、船用裝載機卸料、退潮后推土機推填、輔以人工整平，80cm厚碎石墊層一次填筑到位。

4.3 C型塑料排水板施工

4.3.1 進場材料檢驗

（1）材料要求

根據設計要求，塑料排水板為C型，呈正方形布置，間距1.4m，主要技術指標見表4.3-1。

（2）材料檢測

①檢查來料有無質檢單、合格證、試驗單、廠名、批號、出廠日期、規格型號、數量、編號等。

②查看包裝是否完好，有無舊雜料摻入，有無表面破損，清點來料數量與送貨單是否相符。

③檢查試驗單上的測試單位、測試日期有無異常、有無印章，仔細檢查試驗單上的主要測試數據是否達到設計要求。如有嚴重不符者將堅決拒收和退貨。如略有出入則請示監理部門后再作決斷。

④隨機抽樣拆開一包或二包進行肉眼和手工檢測并進行判斷，重點檢查濾膜的堅挺度、整潔度和芯帶厚薄均勻度、齒槽是否垂直、以及手感、撕裂強度等。如發現有較嚴重問題，應拒收并報告監理部。

⑤每批C型塑料排水板需進行抽檢，送具有合格檢測資質的單位進行檢驗。

⑥在使用前應對排水板濾膜、芯帶進行全面檢查，破損、斷帶的產品不得使用。

⑦C型塑料排水板驗收檢測次數應滿足下列規定：同批次生產的C型塑料排水板每20萬m檢測一次。小于20萬m的按20萬m計；不同批次生產的C型塑料排水板應分批次檢測，同批次生產分批運輸的也應分批進行檢測。

⑧對于合格的來料，應編號登記入庫并妥善保管。

4.3.2 排水插板施工方法

（1）施工工藝流程

C型塑料排水板采用插板船及軌道式插板機施工。

插板船施工工藝：施工放樣→船體定位→樁機移動就位→安裝管靴→沉設套管至設計底標高→提升套管至碎石墊層表面以上0.2m→剪板→沉管提至水面重新裝帶→樁機移動就位→重復C型塑料排水板插設。

插板機施工工藝：施工放樣→軌道安裝定位→樁機移動就位→安裝板帶樁靴→沉管下沉到設計底標高→沉管上提至碎石墊層表面約0.2m→割帶→重新裝帶→樁機移動就位→重復C型塑料排水板插設。

（2）施工方法

排水插板采用進占法施工，C型塑料排水板成正方形布置，間距1.4m，排水板頂端高出墊層頂大于20cm，使其與砂墊層貫通，保證排水順暢，插板垂直度控制在1.5%，施工時回帶長度不得超過50cm。

插板船利用高潮位時施工，插板機利用退潮露灘時進行施工。根據本工程堤長及施工作業條件，可分若干個施工段同時作業。施工時具體操作方法如：

①插板機C型塑料排水板樁平面樁位控制方法：根據測量定位準確安裝行走軌道，利用縱向軌道控制樁架行走，在平臺走軌上畫出平臺插板樁位圖，并標在平臺四周及橫梁上，樁機必須以此移動準確定位。插板船打插時，主要利用GPS定位固定插板船進行定位。

②C型塑料排水板樁深度控制方法：在樁機沉管上刻上刻度線，使打插深度一目了然。以沉管入土深度控制C型塑料排水板的插設底高程。

③垂直度控制方法：定位后用錘球控制垂直度。

④C型塑料排水板搭接方法：施工搭接時采用濾膜內平搭接方法，把兩根C型塑料排水板帶的板頭的濾膜剝開，把板芯平搭接，再把濾膜套接，用釘書釘釘牢，使板帶接頭搭接平順，保證搭接處不進淤泥，芯子不堵塞，輸水暢通。板帶搭接長度≥20cm。

4.3.3 施工技術要求

（1）要求定位準確，間距準確。隨機抽取一定數量的孔數校核C型塑料排水板插設深度。

（2）打設深度必須滿足設計要求，C型塑料排水板頂端高出碎石墊層頂不小于20cm，且有檢測手段予以保證。

（3）打設時回帶長度不得超過50cm，且回帶的根數不能超過打設總數的5%，插入地基的C型塑料排水板宜為整帶，如需接板，則接板數量不能超過10%，搭接長度不小于20cm。

（4）塑料C型塑料排水板施工按《塑料排水板施工規程》（JTJ/T 256-1996）進行，并按《塑料排水板質量檢驗標準》（JTJ/T 257-1996）進行檢驗。

（5）必須由操作熟練、經驗豐富的人員進行操作。

4.3.4 質量控制

（1）垂直度控制：利用插板船、灘地式插板機進行控制，確保垂直度符合1.5%設計要求。

（2）回帶控制：利用導管端部安裝的導柱和樁靴壓緊排水板使其不倒回。

4.3.5 質量檢測及控制

（1）正方形布置，間距1.4m，插入涂面以下20～25m。板面平行于壩軸線方向，在碎石墊層上外露長度≥20cm，水下剪板余留長度控制在碎石面上1.0m。

（2）回帶長度≤50cm，回帶不宜超過總根數的5%。

（3）板底插至設計高程，作業時要求10min觀測一次水深，調整導管入水深度，作到保持導管入土深度不變。

（4）平面位置偏差≤±10m，垂直度偏差≤1.5%。

（5）打入地基的塑料排水板宜為整板，長度不足需要接時，必須按施工規范要求進行。

（6）每一支樁都有編號、深度、時間等詳細記錄，可供監理部門隨時檢查。

（7）如果發現插板過程中有某一支樁不符合設計要求，將立即在其附近重新補插，并向監理部門報告和做好記錄。

4.4 120kN/m土工布鋪設

塑料排水板打設后，上層120kN/m有紡土工布及時鋪設并緊跟拋石施工，防止潮浪沖刷土工布及碎石，間隙時間不超過2天，并隨時檢測沖刷情況。

本工程土工布鋪設采用候潮陸上作業人工鋪設。土工布鋪設從外海側往內海側鋪設，邊角采用塊石鎮壓。垂直堤軸線不允許搭接。土工布在鋪設前求清除鋪設范圍內木塊以及生活垃圾等雜物，鋪設后上層拋石緊跟。

5、施工中存在的問題及原因分析

5.1 存在的問題

通過本工程的實踐，發現塑料排水板法進行軟基處理施工工藝在施工中仍存在一些質量控制的難點，如回帶長度過長，回帶率偏高。

5.2 原因分析

塑料排水板在插設過程中，由于承壓淤泥具有極強的流動性，受樁靴與插管的密封程度影響，淤泥極易擠入管內，造成排水板粘在插管內壁，導致插管上提時，排水板自重及土體摩擦力遠小于插管上提時對排水板的摩阻力，從而導致全程回帶現象的產生。

5.3 問題處理

排水板回帶率的問題已經通過項目部成立現場QC小組進行分析，主要對“排水板扭曲”、“排水板打結”、“排水板螺旋進入套筒”、“套管端頭密封不嚴”、“濾膜松弛”、“拔管時振動時間過短”等原因進行分析，并通過持續改進措施使排水板的回帶率控制在設計要求范圍以內。