瑯岐環(huán)島路三期塑料排水板施工工藝簡析

摘 要：利用塑料排水板技術處理軟地基，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力來加速地基固結沉降，達到提高地基承載力的目的。文章主要對塑料排水板施工工藝及施工過程中面臨的問題進行了分析，同時提出了相應改進措施，針對性地解決了使用排水板處理此類軟地基施工的難點。

關鍵詞：軟基處理；塑料排水板；沉降固結；措施

1 工程概況

1.1 工程簡介

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，夏季易受到臺風影響，多暴雨。道路全長6106.995m，樁號K10+090.549～K16+197.544，道路標準寬度70米。本項目大部分地段廣泛分布淤泥（細砂）層，厚度20-36米，對于一般軟基路段經施工沉降及穩(wěn)定計算后不能滿足設計要求時，采用排水固結法，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壓處理。施工時，先清除路基表層土，厚約0.3米，然后級配碎石之后進行塑料排水板的施工，隨后及時鋪以上二層碎石砂墊層及雙向土工格柵。

1.2 地質及施工條件

本項目道路沿線為海陸交互相沖淤積平原地貌單元，場地環(huán)境類型總體屬Ⅱ類，地下水類型屬A類。施工場地內的地下水對砼結構物具有一定的腐蝕性，在干濕交替地帶也會對鋼筋砼結構物中的鋼筋具有中度腐蝕性，在長期浸水地帶對鋼筋砼結構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，因場地線路跨越較長，地質形態(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，力學性質差等特征，對路基及橋涵基礎工程沉降、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淤泥層和軟土層地基進行處理，該施工方法是在排水板施工過程中將地表以下的多余的水分利用導板排出，這樣可以使作用于基礎土質的應力增大，同時可以加速基礎固結沉降的施工，最終達到提高地基強度的作用。

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

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

（2）基礎的沉降問題。該施工法可以使堆載預壓期間使地基基礎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，然后攤鋪級配碎石，之后進行塑料排水板的施工，隨后及時鋪設以上兩層級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砂②④（軟土層），達到粉質粘土或持力層，排水板采用對稱三角形布孔，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必須符合設計規(guī)范要求；普通排水板的斷面尺寸為100*4毫米。

（3）塑料排水板施工時應準確定位，插板必須垂直，施打應達到設計深度，并采取相應的措施防止回帶產生；排水板孔位間距偏差控制在15厘米以內，抽查量應部小于1.5%；垂直度偏差應小于1.5%，排水板需要接長時，接口處的搭接長度應在20厘米以上。

（4）堆載預壓：利用路堤填土方式堆載預壓，堆載分三級（或二級）分層逐級加載，第一級堆土厚度為2米，第二級堆土至路基高度，第三級堆至設計路面標高（含超載），加載期間應嚴格按照規(guī)范要求進行沉降和穩(wěn)定的跟蹤觀測并分層碾壓達到路基壓實標準。路基堆載填筑完成以后，應做到每半個月對超載預壓部位進行沉降觀測一次，本工程設計預壓堆載期為6個月，并且應達到連續(xù)兩個月沉降量在5毫米以內才能卸載挖除。

路基堆載預壓期內，應保證填土荷載始終保持在設計要求的施工高度，如觀測到有明顯沉降，應當及時補充預壓填土的高度；堆載預壓達到后期和沉降值后卸載時，應將路堤開挖至路槽底以下的堤表層20厘米深度的土層壓實，壓實強度應大于90%，卸除的填料可用于后續(xù)工程。設計工后沉降為15-20厘米。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 定位

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

4.2 插入塑料排水板

插板時，插板機就位后通過震動錘驅動套管對準插孔位下沉，排水板從套管內穿過與端頭的錨靴相連接，套管頂住錨靴將排水板插到設計入土深度，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，即完成了一個排水孔插板操作。這時插板機就可以移位到下一個排水孔繼續(xù)施打。

4.3 剪斷塑料排水板

在剪斷排水板時，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 施工過程中注意事項

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

4.4.2 在預拱土上部鋪設砂填筑層不小于20厘米，并將其碾壓密實，提供較為平整的場地用于后續(xù)施工。為了保證在插板施工過程中砂填筑層對機械設備的支承性能和自身具備良好的透水性能，填筑的砂料應采用含泥量小于10%的中粗砂進行填筑層施工，并且砂中的有機雜質含量應小于1%，攤鋪完后碾壓密實度應達到中密度以上標準。

4.4.3 施工前采購進場并存放在施工現(xiàn)場的塑料排水板原材料堆放應復合相應的儲存要求，避免破損與加速老化。

4.4.4 應派專人對新購入的排水板各項質量指標進行核查，在進入施工現(xiàn)場準備施打前也要對其進行再次檢查，如發(fā)現(xiàn)排水板污染和破損，應將該部分剪除后再繼續(xù)使用。

4.4.5 排水板施打前，應對設計圖紙的入孔間距與孔位進行測量放樣、確定好入孔位置，并用石灰粉作好點位標示，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具應配套，避免套管施工時擠入淤泥，現(xiàn)場施工過程中一經發(fā)現(xiàn)，應該必須立即停止施工作業(yè)，及時清理，以防止施工過程中套管內壁與塑料板之間的摩擦力增大致使塑料板被帶出。

4.4.7 施工時排水板施打要確保達到規(guī)定深度，在插板機塔架上的醒目部位應標明進尺刻度，這樣可以讓現(xiàn)場施工人員更準確的控制好施打的深度。

4.4.8 塑料排水板施打過程中，當塔架轉盤上的排水板剩余長度不足，需要搭接排水板時，搭接的施工過程及工藝應當滿足必須滿足《施工規(guī)程》的各項規(guī)定，只有嚴格按照操作規(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當嚴格控制，其深度應該合理考慮上拔時的跟帶長度，如果施打的深度不夠或跟帶長度在0.6米以上的排水板應該現(xiàn)場廢棄，并在旁邊及時補打一根，以確保整體排水效果。

5 問題處理

通過瑯岐島三期道路工程的現(xiàn)場施工實踐，能夠發(fā)現(xiàn)使用排水板施工方法在施工過程中仍然存在諸多質量控制的棘手問題，如跟帶回帶的過長的問題。鑒于以上問題，本項目參照以往施工經驗對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，最終產生回帶現(xiàn)象頻發(fā)問題。經過對本工程軟基處理的實踐檢驗證明，只要在振動式插板機上加裝一套自動沖水系統(tǒng)、再將樁靴工藝和進料口做適當改造，就能將回帶現(xiàn)象大幅度的降低。

（1）自動沖水系統(tǒng)：在插管施打下沉的過程中，給插管內連續(xù)注水，水的重量可以使插管向下的力適當增加，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，在頂端插管進料口處，先將塑性水管的一端綁扎牢固，再將機械駕駛室內安裝高壓水泵的控制開關。插管施打下沉的施工過程中，施工人員可先把水泵開關打開向管內注水，這時施工人員應當根據現(xiàn)場地層土質的實際變化情況控制向管內注水的高度。通過瑯岐島三期道路工程的實踐證明，當塑料插管打入地表土層時，開始對其進行注水，待施打至規(guī)定深度后注水停止并提管，這樣效果會有明顯改善。加入施工過程中遇到土層中淤泥層較厚的情況時，可以將注水的時間適當延長，此方法可以有效避免土層中的淤泥進入到插管內，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）進料（帶）口改造：對進料口部位的適當改造其目的主要是為了將施工過程中進料口與塑料排水板之間產生的摩擦力降低，其理想的辦法是增加一套光滑的旋轉滾軸在插管入料口的下方，在機械上提插管的時候，滾軸跟著旋轉，以最終降低滾軸和水板之間的摩擦力。

（3）對插板機回帶現(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)域內排水板插設的設計深度應控制在20米以上，現(xiàn)場施工過程中的振動式插板機，其自身的震動較大，極易將土體擾動，因此在本項目我方采用了施工震動小、噪音污染小的液壓式插板機在該工程區(qū)域內進行施工。

6 結束語

考慮到對資源的節(jié)約，本工程對大多數(shù)軟基處理段采用了經濟效益較高的塑料排水板軟基加固法來施工，這樣做不僅可以節(jié)約資源，還能加快橋臺兩側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題，對縮短施工作業(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，還解決了現(xiàn)場開挖施工過程中所產生的大量土石方挖棄和外卸問題，對工地周邊的生態(tài)環(huán)境污染起到了一定的保護作用。該施工方法綠色環(huán)保，在對經濟效益指標考慮日益加劇的今天，采用塑料排水板對軟基進行處理和加固施工對降低成本投入是一種行之有效的方法，在施工過程中對降低機械設備振動、機械施工噪聲污染、機械及工程廢料對周邊環(huán)境污染都有較大緩解，而且施工方法也相對簡單便捷，有較大的使用和社會推廣價值。

參考文獻

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作者簡介：趙文，37歲，男，工程師，從事水利水電工程、市政工程項目管理。