塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)

(中國水利水電第八工程局有限公司 湖南 長沙 410000)

塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁軟基處理技術(shù)

曾湖庚

(中國水利水電第八工程局有限公司湖南長沙410000)

本文闡述了塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁進行軟基處理的原理，并結(jié)合工程實例詳細介紹了其施工順序的確定、關(guān)鍵施工工藝技術(shù)和質(zhì)量控制標準，以及該技術(shù)在沿海港口鐵路路基中的應(yīng)用效果。

軟基;塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁;施工工藝;復(fù)合地基承載力

一、工程概述

某港口鐵路支線工程位于福建省東南沿海，福清市境內(nèi)，江陰鎮(zhèn)興化灣北岸，于DK17+831-DK18+817處線路右側(cè)設(shè)置集裝箱裝卸場，面積530830平方米；于DK17+171-DK18+416線左側(cè)布置大型鐵路物流貨場，面積973210平方米。

大型鐵路貨場設(shè)置鐵路站線7條，到發(fā)線有效長度1050米；集裝箱裝卸場設(shè)置鐵路站線5條，到發(fā)線有效長度850米。兩個場區(qū)均位于淺海灘涂地域，漲潮時被海水淹沒。場內(nèi)所有鐵路路基基底設(shè)計采用塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁加固。塑料排水板采用正方形布置，間距1.20m，長度17-23m，以打穿軟土層為標準；水泥攪拌樁正方形布置，間距1.20m，樁徑0.5m，樁長12.0m。

二、施工順序的確定

塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁進行軟基處理，首先要確定先塑料排水板、水泥攪拌樁的施工先后順序。

在淺海灘涂區(qū)施工1.5m厚砂墊層作為工作面后，選取在大型鐵路貨場DK17+860處貨1、貨2線路基范圍進行試樁。共試樁6根，使用42.5R礦碴水泥，水灰比為0.5，灰漿比重嚴格控制在1.70-1.75之間，采用“四噴四攪”施工工藝。水泥摻入量50kg/m的2根，編號為1#、2#；52kg/m的2根，編號為3#、4#；55kg/m的2根，編號為5#、6#。28天后，對6根試樁進行了鉆芯取樣。

所抽測的6根水泥攪拌樁,其芯樣性狀如下:

1)1#樁：樁身距地面0.00～3.40m段固結(jié)較好，含灰量較高，芯樣呈長柱狀，局部呈短柱狀；3.40～12.30m段無膠結(jié)，未成型。

2)2#樁：樁身距地面0.00～4.80m段，固結(jié)較好，含灰量較高，芯樣呈長柱狀，局部呈短柱狀；4.80～12.10m段含無膠結(jié)，未成型。

3)3#樁：樁身距地面0.00～3.00m段固結(jié)較好，芯樣呈短柱狀，局部呈塊狀；3.00～12.20m段無膠結(jié)，未成型。

4)4#樁：樁身距地面0.00～4.50m段固結(jié)較好，芯樣呈中柱狀，局部呈短柱狀；4.50～12.30m段無膠結(jié)，未成型。

5)5#樁：樁身距地面0.00～5.50m段固結(jié)較好，芯樣呈長柱狀，局部呈短柱狀；5.50～12.20m段無膠結(jié)，未成型。

6)6#樁：樁身距地面0.00～4.20m段固結(jié)較好，芯樣呈短柱狀，局部呈塊狀；4.20～6.50m段固結(jié)一般，芯樣呈短柱狀，局部呈中柱狀；6.50～12.30m段無膠結(jié)，未成型。

從此次6根試樁結(jié)果可以看出，在沒插打排水板情況下，30天時間內(nèi)水泥攪拌樁成樁效果不理想。同時，從施工工藝角度出發(fā)，若先進行攪拌樁施工，鉆進過程中溢出的水泥漿會在砂墊層表面固結(jié)，給塑料排水板的沉管造成困難。故確定應(yīng)先插打排水板，再施工攪拌樁。

三、施工工藝技術(shù)

(一)塑料排水板施工

1.材料要求

塑料排水板采用SPB-B型，要求縱向通水量不小于25cm3/s，塑料排水板其芯帶選用聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯制作而成，濾膜采用滌綸、丙綸等無紡織物，斷面尺寸：寬100mm，厚4mm。延伸率≤10%，整帶拉伸強度不小于1.0KN/10cm，濾膜拉伸強度不小于1.0KN/m，濾膜滲透系數(shù)Kg>10-4cm/s，等效孔徑O95<0.08mm，抗壓屈強度：小于15m時為250KPa，大于等于15m時為350KPa。

2.施工流程

清除垃圾物——放樣布樁——樁機就位——沉管——拔管——割斷排水板——移機插打下一根

3.關(guān)鍵工序控制

①放樣時要根據(jù)設(shè)計準確放樣，特別是股道下面排水板，要平行于線路精確放樣，并在每個孔位都作好標記，確保后續(xù)攪拌樁施工準確對位。

②穿靴：將塑料排水板端部穿過預(yù)制靴頭固定架，對折帶長約10cm，固定聯(lián)結(jié)，一般預(yù)制靴頭可采用鐵質(zhì)靴頭。

③插入過程要防止淤泥進入板芯，以免造成堵塞，影響排水效果。

④施工所用套管應(yīng)保證地基中的塑料排水板不扭曲，排水板需要接長時，采用濾套內(nèi)平接的方法，芯板對扣，凹凸對齊，搭接長度宜大于20cm，濾套包裹，用可靠措施固定。

4.施工質(zhì)量控制

①插入過程中導(dǎo)軌應(yīng)垂直，鋼套管不得彎曲，透水濾套不得被撕破和污染；排水板底部應(yīng)有可靠的錨固措施，以免拔出套管時將芯板帶出；下料時應(yīng)考慮上拔時的“跟帶”長度，“跟帶”不得超出0.5m，否則報廢重插，簡單的檢查方法是在塑料板帶按打設(shè)深度作上記號，完成后根據(jù)剩余板帶的長度測出“跟帶”的長度。每根排水板長度的計算公式為： S=Sd+Sy+Ss+Sh

S——每根排水板的長度，m

Sd——打設(shè)長度，m

Sy——預(yù)備露出地面長度，m

Ss——蛇形彎曲量，m；一般為設(shè)計長的0.5%～1%；

Sh——板靴掛入量，m。

②塑料排水板留出孔口長度應(yīng)保證與砂墊層連通，并將其保護好，以防機械、車輛進出時受損，影響排水效果。

③打設(shè)完畢后應(yīng)立即攤鋪上層中粗砂墊層，以防長時間暴露于空氣中使板體老化。

(二)水泥攪拌樁施工

1.施工流程

圍堰——平整場地——測量放線——定樁位——樁機對位調(diào)平——預(yù)攪下沉——提升噴漿攪拌——重復(fù)上下攪拌——清洗——移位。

2.關(guān)鍵工序控制

①樁機對位調(diào)平：移動結(jié)束后檢查定位情況，保證樁機的基座平穩(wěn)、周正，鉆桿垂直度偏差小于1.5%，動力頭、攪拌頭、樁位三點一線。

②樁長：根據(jù)設(shè)計樁長在鉆桿相應(yīng)高度做好明顯標記，再根據(jù)現(xiàn)場電腦打印小票進行復(fù)核，確保鉆進深度。

③灰漿比重：灰漿嚴格按0.5的水灰比進行配置，每次配漿必須檢查灰漿比重，在1.70-1.75間為合格，否則要根據(jù)比重再次進行調(diào)配。

④噴漿量：施工前對每臺鉆機上的電磁流量計進行校核，施工時不定時檢查現(xiàn)場打印小票的每米噴漿量記錄。

⑤停漿面：停漿面應(yīng)選擇在原地面下0.5m，否則封漿面太薄將造成灰漿外流堵塞排水板濾膜，影響排水效果。

四、成樁質(zhì)量檢測

成樁28天后，委托中國鐵建第四勘察設(shè)計研究院工程咨詢有限公司測試技術(shù)研究所進行成樁質(zhì)量檢測，包括全長抽芯取樣無側(cè)限抗壓強度和復(fù)合地基承載力檢測。此次共抽芯6根，復(fù)合地基承載力2根。檢測結(jié)果如下：

鉆探取芯結(jié)果表

從抽取的6根水泥攪拌樁芯樣分析，芯樣連續(xù)、膠結(jié)較好、骨料分布均勻、呈柱狀，斷口基本吻合，芯樣無側(cè)限抗壓強度滿足設(shè)計要求。

復(fù)合地基荷載試驗結(jié)果匯總表

2點加載達到預(yù)期最大試驗荷載時，終止加載。試驗加載到90kPa時，沉降量分別為1.36mm、3.375mm；試驗加載到180kPa時，總沉降量分別為4.435mm、9.040mm，且P～S曲線平緩，無明顯陡降段，因此復(fù)合地基承載力特征值均≥90kPa，滿足設(shè)計要求。

五、總結(jié)

塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁處理濱海軟基的原理及優(yōu)點：

(一)塑料排水板工作原理： 塑料排水板中間是擠出成型的塑料芯板，是排水帶的骨架和通道，其斷面呈并聯(lián)十字，兩面以非織造土工織物包裹作濾膜，芯帶起支撐作用并將濾膜滲進來的水向上排出。塑料排水板用插板機插入軟土地基后，在上部預(yù)壓荷載作用下，軟土地基中空隙水由塑料排水板排到上部鋪設(shè)的砂墊層再經(jīng)排水通道排除，達到加速軟基固結(jié)的目的。

(二)水泥攪拌樁是用于加固飽和軟粘土的一種方法，就是利用水泥、水配制成漿液等作為固化劑，用專用的攪拌鉆機將固化劑等噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土結(jié)成具有一定強度的水泥樁體而形成復(fù)合地基，以穩(wěn)固軟基，減小沉降。

塑料排水板聯(lián)合水泥攪拌樁處理可使莊周軟土中空隙水通過排水板排出，加速軟基固結(jié)。同時，水泥漿與土體攪拌成樁，形成復(fù)合地基，提高了地基承載力。這樣，就大大增強了路基的穩(wěn)定性，減小了路基的沉降變形值，使處理后的路基完全滿足列車運行要求。

[1]楊仲元.軟土地基處理技術(shù).2009

曾湖庚(1981-)，男，本科，工程師，主要從事橋梁隧道路基施工工作。