市政道路工程中的塑料排水板+堆載預壓技術

摘要：本文結合具體工程實例，提出了軟基處理中塑料排水板+堆載預壓技術方案，闡述了塑料排水板+堆載預壓施工原理，并對塑料排水板施工中的測量放線、插板機安裝、排水板安放、移機及收尾技術要點展開了詳細的研究，詳細探討了堆載預壓中堆載及卸載的施工措施。監測結果顯示：地基加固效果明顯。本文研究內容有助于提高真空聯合堆載預壓施工效率，確保軟基工程整體施工質量，促進市政道路工程長遠發展。

關鍵詞：市政道路；軟基加固；塑料排水板；堆載預壓；技術應用

中圖分類號：U213.14" "文獻標識碼：A" "文章編號：２０９６-2118（2024）04-0026-04

Plastic Drainage Plate+Preloading Technology in Municipal Road Engineering

SHAO Zhongyang

（Powerchina Eco-Environmental Group Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong 518000，China）

Abstract：Combined with concrete engineering examples，this paper puts forward the technical scheme of plastic drainage plate+preloading of pile load in soft foundation treatment，expounds the construction principle of plastic drainage plate+preloading of pile load，and carries out a detailed study on the technical points of measurement and pay-off，installation of board inserting machine，installation of drainage plate，transfer and finishing of plastic drainage plate construction，and discusses in detail the construction measures of pile load and unloading in preloading of pile load.The monitoring results show that the effect of foundation reinforcement is obvious.The research content of this paper is helpful to improve the construction efficiency of vacuum combined pile preloading，ensure the overall construction quality of soft foundation projects，and promote the long-term development of municipal road projects.

Keywords：municipal road；soft foundation reinforcement；plastic drainage plate；preloading；technology application

1 工程概況

隨著經濟的發展，市政道路建設里程延長，公路建設中常遇到軟土地基，穩定性較差，采取軟基處理措施是保證公路正常施工以及穩定使用的重要前提。軟基處理方法較多，其中塑料排水板+堆載預壓的方案具有較高的可行性，實踐表明，該軟基加固方案在多數公路工程中已經取得突出的應用效果。因此，研究塑料排水板+堆載預壓技術具有重要意義，有助于提高軟基處理水平。本文以溫州市昆北路為例，該路全長約為1.55 km，紅線寬度為24 m，雙向4車道，設計速度40 km/h。地質勘察結果顯示，施工場地存在由含砂淤泥、淤泥及淤泥質黏土組成的深厚軟土層，具有含水量高、抗剪強度低等特點，屬于施工現場的主要壓縮層。軟基的承載性能弱，受填土荷載作用后，大幅度沉降，固結時間相對較長且固結效果差。為此，工程采用“塑料排水板+堆載預壓”技術方案處理軟基。

2 塑料排水板施工原理及施工要點

2.1 施工原理

塑料排水板有釘型排水板和槽型排水板兩種，市政道路軟基施工常采用槽型排水板。板芯為十字形齒槽，作為支撐骨架使用，方便敷設兩側濾膜。排水板寬度為10 cm，厚度為5.5 mm。排水濾管和軟基頂面的砂墊層構成橫向排水通道。在塑料排水板施工中應用真空負壓泵，通過該裝置抽氣產生負壓，土壤中的孔隙水由于負壓荷載的作用而經過塑料排水板向上排至砂墊層，再通過排水濾管排出。這樣能夠以較快速度促進軟基中的地下水外流，并降低土壤含水量，使地基沉降逐漸趨于密實穩定狀態，從而提升地基的承載力。

2.2 塑料排水板的選用

2.2.1 外觀質量檢驗

1） 包裝應完好無損，規格適宜，在裝車、運輸、卸載等環節中不可受損，并且不得暴露板芯。塑料排水板的包裝材料應具備可靠性，尤其是對于堆放時間較長的排水板，需要采用具有抗紫外線輻射能力的包裝材料。

2） 尺寸合適，寬度、厚度的允許偏差分別為±2 mm，+0.5 mm。

3） 板芯結構完整、平滑，無氣泡、空洞等缺陷，槽齒均勻分布且沒有倒伏現象，通水面積和容水體積均充足[1]。

2.2.2 性能指標

1） 縱向通水量、復合體抗拉強度、濾膜抗拉強度等都是塑料排水板的重要性能指標（見表1）。塑料排水板在土中潮濕狀態下使用時，會受到橫向力的作用，而在安裝時，則處于干燥狀態并承受縱向拉力。在土壓力作用下，橫向強度不足的濾膜將緊貼板芯槽齒并陷入其中，產生的不良影響是減小過水面積和排水量。為保證濾膜的正常使用，濾膜濕態抗拉強度的控制指標以橫向抗拉強度為主，干態抗拉強度的控制指標以縱向抗拉強度為主。

2） 濾膜與板芯包覆緊密、平整，無松動、翹起等情況。

3） 接頭搭接長度在20 cm以上，每卷排水板濾膜接頭數量最多為1個。

A，B，C型排水板適用于打設深度＜15 m，25 m，35 m。本工程淤泥層厚度30 m，因此選用C型排水板。

2.3 塑料排水板施工

1） 測量放線：測量人員用全站儀、經緯儀等工具確定排水板施工區域，打設控制點，設置標記，在本工程中，塑料排水板的布置間距為0.9 m。

2） 插板機就位：以塑料排水板安裝位置為準，使插板機就位，調整好設備的姿態，使其平整、穩定；安裝管靴，在插板機的套管中穿過塑料排水板，與專用管靴連接。

3） 標高控制：根據塑料排水板的布置深度要求，在打設架上設置醒目的深度標記。條件允許時，可以采用可測深度的排水板或配置具有自動記錄打設深度功能的儀器控制塑料排水板進入黏性土中1.0 m的要求。操控插板機，使塑料排水板連同套管插入地層指定深度，然后拔出套管，并將塑料排水板布置到位。

4） 剪斷排水板：塑料排水板超過孔口的長度需深入砂墊層至少200 mm，根據此要求控制塑料排水板的長度，做剪斷處理，預留段需彎折埋設至砂墊層。

5） 移機及收尾工作：經檢查確認塑料排水板的位置、深度、垂直度和外露長度均符合工程要求后，進行移機，并按計劃施工下一塊排水板。記錄塑料排水板施工數據和質量檢驗數據。在塑料排水板打設到位后，及時回填海砂以避免泥土落入孔中，在孔洞收縮前完成[2]。

2.4 施工質量控制

《塑料排（蓄）水板施工技術規程》（DB11/T 1363—2016）中的相關規定，塑料排水板施工應按以下要求進行。

1） 塑料排水板施工前，清理路基50 m寬度范圍內的積水，挖除原地面的淤泥、腐殖土、樹根等不利于塑料排水板施工的干擾物。

2） 經過現場清理后，填筑6%灰土，用輕型壓路機靜壓2遍～3遍，形成雙向路拱，在道路邊線以外開挖用于固定密封膜的密封溝及促進地基排水的縱向排水溝。

3）以導線點為準，先測放道路中樁和施工軸線，再以鋼尺量距的方法確定樁位中心，設置標記。測量放線后嚴格復核，控制偏差，例如樁位偏差需在15 cm以內。

4） 打設塑料排水板

插板機就位，檢驗設備的位置和運行狀態，確保無任何異常現象如晃動或劇烈振動。管靴與樁位標記的偏差需＜±70 mm，鋼套管無彎曲變形現象，鉆桿保持垂直，以便垂直打設塑料排水板。

測量原地面高程，確定鉆桿長度，根據塑料排水板的打設深度要求在鉆架上設置標記。

塑料排水板經導管從底部穿出、回折，與管靴口貼緊，與樁尖穩定連接。管靴保持穩定，作為輔助裝置，方便施工人員將塑料排水板底部錨固至指定深度。

塑料排水板插打初期緩慢進行，應及時檢測與糾偏，以避免傾斜；經過一段時間插打后，當導管所處位置與設計標高相差2 m時，需要減慢插打速度，加強偏差控制。施工人員應密切關注各裝置的使用情況，若鉆機異常晃動，則立即暫停施工，調整姿態并進行固定后再繼續套管沉設；若鉆桿垂直度存在偏差，則需逐步進行糾偏，確保偏差不超過樁長的1.5%。回帶根數不超過總根數的5%，回帶長度不超過500 mm[3]。

塑料排水板的長度包含入土深度、砂墊層厚度和外露長度，且在取三者總和的基礎上還需考慮適當的富余量。塑料排水板結構完整，不可在樁中延長，否則連接部位可能發生滲漏。插板時要謹慎操作，以避免斷裂或濾膜破損等問題。

導管沉放至設計深度后，將同步插打的塑料排水板和管靴留在土中，緩慢拔出導管，在露出地表20 cm的位置切斷排水管。施工人員按照設計要求打設每根塑料排水板，檢驗質量，記錄信息，確認本根塑料排水板的施工效果符合要求后，才可移機繼續施工下一根塑料排水板，以此類推。待一個區段的塑料排水板全部安裝到位并通過質量檢驗后，需要將砂料填滿打孔處，形成砂墊層，以便將塑料排水板埋置其中。施工順序是先施工四周，形成封閉的區域，然后逐步向中間設置塑料排水板。

5） 在灰土頂層開挖寬度、深度均為30 cm的縱橫向砂溝，埋設PVC濾管，建立縱橫向連通的濾管排水系統，高效外排抽出的地下水。

6）在砂墊層上鋪設1層土工布、2層聚氯乙烯密封薄膜。為加強對塑料排水板的防護效果，本工程使用的是厚度為1.4 mm、斷裂伸長度＞200%、抗拉強度＞16 MPa的密封膜，用黏結縫平搭接薄膜結合部位，搭接寬度≥15 mm。密封膜鋪設到位后，將其周邊埋入密封溝內，回填、夯實8%灰土。

3 堆載預壓施工技術

經過堆載預壓一段時間后，超孔隙水應力逐漸降低直至消失，從而使土體有效應力明顯提升，并且地基土固結具有穩定性。僅采用堆載預壓施工技術處理軟基時，耗時較長，為加快軟基固結，聯合應用塑料排水板施工技術，施工思路是：先向軟土地基中插設塑料排水板，然后堆載中細砂，每級堆載厚度為1.0 m，分3級依次堆載，堆載所用中細砂的容重不低于17 kN/m3，堆載材料中的含泥量不高于10%。卸載：當平均固結度達到80%以上，殘余沉降量＜50 cm且連續10 d保持＜0.15 mm/d的沉降速率，即可進行真空度卸載。預計總的抽真空時間為180 h；路基、路面基層施工中，要求連續2個月平均每月累計下沉量＜5 mm時，才能對路基面層進行施工。

4 加固效果分析

4.1 地表沉降分析

地表沉降分析指標為真空壓力、水荷載，以軟基加固區中心點為例，兩項指標與沉降時程曲線，如圖1所示。在聯合采用塑料排水板和堆載預壓技術后，在94 d軟基已經基本沉降至穩定狀態。加固區內各觀測點的沉降量較為均勻，無異常波動，整個加固區域平整，未形成“鍋底狀”，表面濾管布置方式合理，能夠均衡各點的荷載作用，使軟土均勻地沉降、固結，減小軟土地基的工后差異沉降量。

4.2 孔隙水壓力分析

在加固區中心埋深為4.0 m，6.0 m，9.0 m，12.0 m和15.0 m的位置分別埋設1支孔隙水壓力計，測到加固區中心孔壓時程曲線見圖2，可以看出，30 d左右孔壓降低速度較快，此后孔壓降低速度放緩，隨著時間的延長而逐步減小孔壓降低速率，時間達到40 d左右時，即便膜面的總荷載由于水荷載的施加而有所增加，但孔壓僅有微小的變化，時間達到94 d后，孔壓穩定。實踐表明，采用塑料排水板和堆載預壓的綜合處理方案后，預壓達到設計荷載時，地基土的主固度基本完成，具有穩定性。

4.3 加固前后土體物理力學指標的對比

軟土地基加固完成后，進行現場靜力觸探試驗、十字板原位測試、現場鉆探取土樣室內試驗，加固前、后土體物理力學指標對比見表2。

由表2可知，在聯合應用塑料排水板和堆載預壓加固技術后，改善了土體的物理力學指標，例如原位十字板抗剪強度增加約17%～18%，含水量和孔隙比降低約10%，軟基固結至穩定狀態，地基土抗剪強度增加約50%，地基加固效果良好，且在淤泥質黏土層和淤泥層的加固效果更加突出[4]。

5 結語

1） 針對軟基天然承載力不足的情況，聯合應用塑料排水板和堆載預壓技術加固軟基，以較少的資源投入取得良好的軟基加固效果。

2） 加固后，地基各觀測點的沉降量較為均勻，地基平整，無明顯的“鍋底狀”，可減小地基的工后差異沉降。

3） 聯合應用塑料排水板+堆載預壓技術加固軟基后，有效改善了土體的物理力學性能指標，地基土抗剪強度增加約50%，加固效果良好，表明本工程采用的塑料排水板和堆載預壓綜合加固方案具有可行性有參考價值。

參 考 文 獻

[1]肖時輝，周波，王虎，等.市政道路深厚軟土地基處理的設計與實踐[J].工程建設與設計，2022（19）：43-46.

[2]唐昌意.真空聯合堆載預壓法在深厚軟土路基處理中的應用[J].工程建設與設計，2017（10）：45-46.

[3]林慧姬.真空聯合堆載預壓在軟基處理工程中的應用[J].四川水泥，2016（6）：224-225.

[4]龍浪波.塑料排水板真空聯合堆載預壓軟基處理沉降監測分析[J].四川建筑，2015，35（2）：86-87，90.

編輯：劉 巖