淺析機械插排施工工藝

劉 燦 趙 柯

（中交水利水電建設有限公司，浙江 寧波 315200）

0 引言

在浙江沿海地區，為緩解土地壓力，吹填造地工程日益增多，其中真空預壓法超軟土淺層加固技術已成為土地開發的有效方式。大部分吹填土承載力幾乎為零，考慮到經濟、安全等因素，多采用人工插排的施工方式。但部分地區吹填土經長期晾曬之后，表層吹填泥已結成一層較厚的硬殼層，若采用人工插板，則很難將排水板插至原灘面以下，且吹填土與原狀土的交界面得不到有效處理，而機械插板可以處理到原灘面以下，考慮吹填土與天然地基處理后的整體性，故采用機械插排的處理方式[1]。臺州三期軟基處理工程就是采用機械插排的處理方式，現根據臺州三期軟基處理工程的現場管理經驗，對機械插排施工工藝過程加以總結和探究，以供其他工程參考。

1 施工步驟

根據現場地質條件、質量控制以及施工條件的可操作性，針對機械插排作業方式制定以下施工步驟：前期準備-邊界點放樣-鋪設工作墊層-插板機械排位-構建材料通道-區塊點放樣-機械插排-濾管綁扎-無紡布鋪設-真空膜鋪設。

1.1 前期準備

1.1.1 搭設浮橋

為保證施工人員的安全，在部分積水處需搭設浮橋，浮橋應采用泡沫板和竹膠板等材料綁扎牢固，形成一個整體通道，并在一側設置不低于80cm的護欄。

1.1.2 場地清理

在軟基處理工藝施工前要對處理區域進行清表，清除泥層表面毛竹、鐵塊等易造成后期真空膜破損的雜物。

1.2 邊界點放樣

根據設計方案，測量人員先在圍堤上確定兩相鄰單位分界線上的一點，然后在區塊內用線放樣確定另一點，根據“兩點一

線”、“三點一線”、“多點成弧”，確定自己的工作面和各相鄰單位編織布的鋪設方向。

1.3 鋪設工作墊層

1.3.1 加工編織布

機械插排前需鋪設一層150g/m2的編織布作為持力層，以保證施工安全，便于施工。編織布加工時，其寬度一般控制在20m~30m，由4~6幅（兩線三張或三線四張）編織布縫合而成。

出于搬運方便考慮，編織布長度不宜過大，其加工長度一般控制在50m~70m。對泥漿沉降后承載力較高的區塊，可采用較大長度（60m~70m左右）；對于承載力較低的區塊，則采用較小長度（50m~60m左右）[2]。

1.3.2 鋪設編織布

編織布加工完成后，由人工經浮橋抬入區塊內，然后將編制布攤開后進行鋪設，為保證鋪設質量及速度，鋪設時宜采用順風方向施工，并應注意以下幾點：

（1）編織布鋪設時應當保持一定的褶皺，以適應承載插排機械的一定拉伸以及預留真空預壓沉降；

（2）編制布邊界處，尤其上風口，必須插入吹填土以下30cm，并且用黏土袋進行壓載，因偶然因素造成的中間破洞處也應及時補好；

（3）區塊內每幅編織布鋪設完成以后，將相鄰編織布的邊緣用發電機帶動手提縫紉機進行縫合。

1.3.3 鋪設土工格柵

對于某些特殊要求區塊，比如要求一次處理完畢的河道，次干道等深層插排的區塊，為了搭建有更大承載力的工作墊層，為后續有更高質量要求的地基基礎，一般會鋪設土工格柵，鋪設要求平整，土工格柵之間搭接處重疊在20cm~30cm，用塑料繩綁接牢固，且綁接間距為30cm。

1.4 插排機械的排位

在機械插排過程中，由于樁機本身軌道鋪設費時費力以及施工現場交通情況、電力情況的局限性，使插排機械的排位成了一門值得探究的學問，有效的樁機排位可以大大提高施工效率，減少成本。

1.5 構建材料通道

軟基處理插排施工過程中，由于施工現場電力、場地等的限制，以及軟基處理中需要大量的編織布、排水板、濾管、無紡布、真空膜等材料和大量人力，因此每個施工班組需要規劃并構建一條或多條材料軌道路徑，需要注意以下幾點：

（1）軌道路徑應盡可能選擇承載力較大的土層路徑；

（2）軌道路徑應盡可能選擇整個工作面中間，以便二次運輸；

（3）當運輸軌道路徑必須經過水區時，應用泡沫板和竹膠板搭建一個穩定牢固的浮橋；

（4）當運輸軌道經過已完成插打的區域時，應在軌道下墊上一層泡沫板或竹膠板，防止運輸車或是運輸軌道本身與排水板頭的重復摩擦，導致排水板外層濾布破損而影響后期抽真空效果；

管道材質宜用鋼管而不是槽鋼，因鋼管軌道搭接處具有較大的接觸面，可以做小范圍轉向，且軌道與車輪接觸面更大，摩擦力更小，移動時更光滑順暢[4]。

1.6 區塊點放樣

根據插排機械排位情況，插排機械前進方向不放樣，橫向兩邊點連線構成縱向距離，頂端各點間距構成橫向距離，加上插排機機身本身的間距標注，這樣就能插打出較為整齊的排水板，樣本身用加工好的排水板板芯標明。

1.7 機械插排

1.7.1 機械插排控制關鍵點

排水板插打是軟基處理中最重要的隱蔽工程，排水板是否按要求插打到位，是影響軟基處理地基承載力的關鍵因素之一[5]，因此，在排水板插打過程，管理人員要全程旁站，進行嚴格管理。機械插排施工有以下7個控制關鍵點。

（1）平面誤差。平面誤差影響著濾管綁扎完畢之后的整體美觀度，當間距過小時會造成材料的浪費，過大時則會影響后期抽真空的效果。解決方案：區塊點放樣的整齊規范度直接影響著平面誤差，而當放樣點無誤時，對于微型插板機而言，由于插槍下降速度較慢，且較為小巧可控，施工過程中基本不存在平面誤差的大問題。對于錘頭機等更大的插板機械，主要在于插槍下降速度快，工人有時過分要求速度，而導致平面誤差大，因此需要讓割板人員和插排機操作人員配合，在接觸工作墊層時做到慢、穩。

（2）垂直度。垂直度一定程度上影響著插排的深度，以及深層土壤的處理效果，當傾斜排水板在區塊邊界時，還可能造成后期抽真空過程中密封溝失泥等問題，從而影響抽真空效果。解決方案：插排機插排過程中一定要注意割板者與插排機操作者配合，保持插槍豎直下降。

（3）深度。插排深度直接影響后期真空預壓處理之后的地基質量，是機械插排過程中的重中之重，過淺會影響質量，過深會浪費材料[6]。關于插排深度的處理，一般小型錘頭機以上的大機械，基本都是在架子上標明高度，以方便管理。至于微型插板機，由于其架子偏細，標志不易辨別，故使用下料插排的方法。

（4）滑板?；鍟е虏迮派疃炔粔蚨绊懯┕べ|量，對于大型龍門架插排機以下的各插排機（即排水板走插排機插槍外的），滑板主要在于割板人員與插排機操控人員急于追求速度所導致的，管理人員發現后應及時讓其返工重插，并及時做提醒。而對于大型排水板走插槍管內的插排機，割板人員應注意插槍插入土層瞬間，頂端插銷與鴨嘴之間的貼合，插排機操作人員因注意插槍一定要插至硬層以下。

（5）回板?；匕逋逡粯訒绊懖迮派疃龋瑥亩绊懯┕べ|量。產生回板問題的原因，主要在于以下兩方面：一是土層特質，二是排水板與插槍進入土層時的接觸方式。對于前者，在留帶過于嚴重區域，特別經常回板處，多插幾次直至達到設計要求；對于后者，割板人員在排水板進入土層前排水板要放置合適，但很大一部分在于插槍選擇上，根據臺州三期工程管理經驗，總結出的各型號插排機較優插槍選擇詳見1.7.2所述。

（6）扭板。扭板會導致后期真空預壓時，排水板通水量過少而影響施工質量，產生扭板問題的原因，一是割板人員即插排機槍頭帶著排水板插入土層的瞬間，排水板未擺正；二是在插槍的選擇上存在問題，如槍頭過尖或槍桿過細等。

（7）翻漿。翻漿情況多出現在地基承載力幾乎為零的軟基處理時，而在機械插排過程中由于地基本身表面已形成一層硬殼層，基本不會出現翻漿情況。

1.7.2 各型號插排機插槍選擇

針對滑板、回板、扭板問題，根據臺州項目的現場管理經驗，對各型號插排機插槍做較優選擇。

（1）中小型、微型插排機插槍較優槍頭(排水板從管外走）。從臺州三期工程中，中小型插排機槍頭從初始以插槍為等腰梯形的槍頭，慢慢發展成三角形槍頭。原本等腰梯形槍頭由于進入土層后，排水板與槍桿接觸面過大，且有的槍桿過細，導致回板和扭板現象時有發生，后經不斷改造、摸索，后期插板槍頭因其排水板與插桿接觸面積小，與槍頭接觸面積大，可大大減少回板、扭板現象，插打過程中，割板操作工應注意捋直拉緊排水板，槍頭三角朝向為布管布泵支管朝向。

（2）大型插排機插槍較優槍頭（排水板從管內走）。大型插排機由于其插桿普遍偏粗，且插槍下降速度快，從槍桿外走，不易控制排水板寬面朝向以及易出現扭板、滑板問題。因此，大型插排機排水板基本從插桿管內走，此時槍頭會選擇“鴨嘴”，工作過程中，在進土層前一定要注意將“鴨嘴”前方插銷插好。插銷主要作用在于下落時封閉鴨嘴口，防止泥土進入管中，造成堵塞和捋直排水板，上升時，抵住排水板，防止發生滑板現象。注意大型插排機一般只應用于深層插排，因為只有“鴨嘴”能插入地下硬層時，插銷上升時才會發揮滯留排水板作用，如插打深度不是很深區域，會導致材料浪費或是工程質量不達標。

大型插排機排水板經管外走，一般會加一個捋板圈，增加捋板圈時應注意只能增加一個不可多加，根據臺州工程實例可知，當捋板圈有兩個或以上時，插打出的排水板扭板現象比較嚴重。另外,風大時捋板圈應靠近插槍頂端，不然容易發生滑板現象。管外走排水板，為了施工順暢且不造成材料大量浪費，一般一卷與另一卷排水板之間應拼接，拼接方式為正中用鐵絲扣緊，縱向距離約20cm。

1.7.3 特殊區域的處理

機械插排軟基處理，雖然表層經長期晾曬已形成一層硬殼層，但并不排除個別區域由于積水至該表層，使硬殼層松軟，此時插排機械經過時,應在軌道下鋪設一層竹膠板和一層泡沫板,以增大插排機與工作墊層接觸面的壓強，防止發生插排機傾倒、下陷等嚴重安全問題，而針對極個別特軟區域，可采用人工插排的方式。采用人工插排的施工過程中應加強管理，防止插排深度不夠,或扭板現象的發生。

1.8 濾管綁扎

機械插排完成后，應進行濾管綁扎，綁扎順序為先綁扎支管，再根據布管布泵圖布置主管，主管與支管之間用三通、四通進行連接。

1.9 無紡布鋪設

鋪設無紡布前一定要清理場地，將有可能對真空膜造成損壞的尖銳物等垃圾清理出場地，經由項目部、監理驗收后方可鋪設200g/m2無紡布。無紡布的主要作用在于保護排水板頭、濾管及真空膜，以及起到對水的傳導作用。

1.9.1 無紡布加工

先在后臺加工場將無紡布散開，用手提式工業縫紉機縫合（縫一道）成50m~70m長、30m~40m寬的整體，嚴禁整卷抬入區塊滾動鋪設。縫布時用電安全要求與編織布縫制相同。

1.9.2 無紡布鋪設

無紡布宜順風鋪設，無紡布縫合方向與濾管方向宜交叉成井字形（以避免搭接出現在濾管附近有長條縫隙）。由于機械插排區域，土地本身已具備一定承載力，結合臺州施工過程中實例，無紡布整卷抬入區塊內然后平整展開，鋪布時嚴禁踩踏濾管。每幅無紡布之間的連接，采用工業縫紉機縫合或綁扎繩綁扎，工業縫紉機縫合搭接寬度為5cm左右；綁扎繩綁扎搭接寬度不大于20cm，綁扎間距為20cm左右。區塊邊緣處無紡布與濾管用綁扎繩綁扎牢固。

若區塊內積水較多或區塊很軟時，無紡布平直鋪設后宜馬上縫合搭接并在區塊邊界與濾管綁扎固定，避免人員踩踏造成無紡布褶皺浪費。無紡布鋪設完成后無破損，有破損處需用同樣材料縫補。

1.10 真空膜鋪設

真空膜為聚乙烯（或聚氯乙烯）薄膜，厚度為0.12mm～0.16mm，真空膜在工廠根據圖紙熱合成型，包裝時一般是沿縱向中心線對折，鋪膜時兩邊分別拉開到位。真空膜鋪設包括抬膜、鋪膜、踩膜等工序，訂膜時一般長邊為3m，寬邊為2m，方便后期踩膜，真空維護。并且需在有風且風力較小的天氣迎風鋪設，無風將增大鋪設難度，風力較大時十分危險，不得鋪設。鋪設真空膜過程中，要求鋪設均勻。由于鋪設人員多，所穿的工作鞋必須是軟底，以免鋪膜時對膜面造成損壞。踩膜時應內外膜分開，先踩內膜再踩外模[7]。

2 結束語

（1）針對機械插排過程中應注意的問題及管理細節加以總結，為今后超軟土地基處理中機械插排的現場管理工作提供參考。

（2）以臺州三期工程為例，針對個別狹長、材料搬運困難區塊，引入專門材料軌道以及材料車，大大提高施工效率，減少施工成本。

（3）根據插排過程中的各控制關鍵點，提出了針對不同型號插板機的不同管理辦法，以期達到最好的管理效果。

（4）提出特殊區域不同插排方法，以確保施工安全的前提下保證施工質量。

（5）對機械插排中的滑板、回板、扭板等難點問題，通過插槍槍頭的合理選擇和排水板使用方式的調整，使問題得以處理，提高了施工質量。