塑料排水板在工程中的應(yīng)用

蘇超志

摘要：軟土地基， 特別是深軟土高填筑路基， 其處理方式的正確與否， 對(duì)工程的施工質(zhì)量和工程造價(jià)有著直接的影響。 實(shí)踐證明， 用塑料排水板與土工格柵綜合法對(duì)深軟土地基進(jìn)行處理， 不僅切實(shí)可行， 而且質(zhì)量可靠、 施工方便、 工程造價(jià)也低。但由于塑料排水板的插設(shè)間距和深度與軟土地基的固結(jié)速度有關(guān)，因此在確定有關(guān)參數(shù)時(shí)， 應(yīng)充分做好理論計(jì)算與實(shí)地試驗(yàn)的前期工作。本文闡述了塑料板排水固結(jié)法在產(chǎn)業(yè)基地圍海工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：軟土地基;塑料排水板;排水固結(jié)

一、設(shè)計(jì)原理

塑料排水板與土工布綜合法對(duì)軟土地基進(jìn)行處理的原理是：利用插設(shè)在軟土地基中的塑料排水板建立起豎向排水系統(tǒng)，再在塑料排水板的上部鋪設(shè)一層碎石墊層，建立起橫向排水系統(tǒng); 通過(guò)其上的開(kāi)山石和預(yù)壓系統(tǒng)建立起加壓系統(tǒng);使軟土中的孔隙水產(chǎn)生壓差而滲出，進(jìn)而達(dá)到固結(jié)軟土，提高地基土強(qiáng)度的目的。在土層中設(shè)置土工布，主要是利用其良好的延性和整體抗剪性，縱、橫向的均勻抗拉性，提高抗疲勞性和耐腐蝕性的特點(diǎn)，增加路基的穩(wěn)定力矩，提高軟基抗滑的整體穩(wěn)定性，加快路基的填筑速度。

二、施工工藝及注意事項(xiàng)

根據(jù)本工程的實(shí)際情況，確定其施工工藝流程如下：

施工準(zhǔn)備（清理雜物，平整施工場(chǎng)地）→測(cè)量放樣→鋪設(shè)土工布→攤鋪碎石墊層→插設(shè)塑料排水板→真空預(yù)壓→敷設(shè)上土工格柵與開(kāi)山石→填筑路堤等。

1.施工準(zhǔn)備

施工時(shí)，首先將場(chǎng)地上的耕植土挖除，將不利于施工的大石塊和樹(shù)根等障礙物清除，并對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平。為了保證路基的橫向排水及在路基發(fā)生較大沉降后，其砂溝不低于原地面，并呈雙向橫坡布置，其橫坡度為3%。

2.測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)資料提供的起訖樁號(hào)打出控制樁，再每隔10至 20m放出堤軸線樁，按照打設(shè)的寬度放出邊樁及護(hù)樁。

3.鋪設(shè)土工布

土工布應(yīng)緊貼下承層敷設(shè)，敷設(shè)寬度為路堤的斷面寬。進(jìn)行土工布敷設(shè)時(shí)，應(yīng)將其拉直，避免出現(xiàn)扭曲、折皺、重疊等現(xiàn)象，同時(shí)在路堤的海外側(cè)應(yīng)預(yù)留1～2 m，并將其回折裹覆在壓實(shí)的填料之上，防止海水沖刷石料。為了保證土工布的整體性，搭接時(shí)應(yīng)將其重疊50～ 100 cm ，且上、下2層接縫之間應(yīng)錯(cuò)開(kāi)至少100 cm。

4.碎石墊層鋪設(shè)

碎石墊層總厚度50cm，分層填筑壓實(shí)，然后施打排水板，由于地表較軟弱，運(yùn)輸車(chē)輛宜用輕型車(chē)輛，且盡量減少對(duì)地基的擾動(dòng)，最好將碎石堆于處理地段以外，然后用小型運(yùn)輸工具運(yùn)入施工地段或用長(zhǎng)臂挖機(jī)、攤鋪碎石做到均勻、平整，同時(shí)注意避免泥土雜物混入砂層， 壓實(shí)應(yīng)用靜壓式壓路機(jī)進(jìn)行，不得振碾。

三、插設(shè)塑料排水板

1.塑料排水板

塑料排水板帶是由不同截面形狀的連續(xù)塑料芯板外面包裹非織造土工織物（濾膜）而成芯板截面有多種形式，本工程采用常見(jiàn)的城垛式，截面形成的縱向溝槽供通水之用，而濾膜多為滌綸無(wú)紡織物，作用是濾土、透水、排水帶插入軟基后，為排除水中的多余水量提供了捷徑，多余水可水平向通過(guò)板帶的濾膜進(jìn)入芯板溝槽，再向上經(jīng)地表的透水料墊層通過(guò)排水盲溝排走。本工程采用寬100mm、厚4mm的SPDⅡ型塑料排水板，每卷長(zhǎng)度為200m平面分布間距為 1.2m正方形布置， 排水板插入地層深度15m。

2.機(jī)械設(shè)備

塑料排水板打樁機(jī)械主要有履帶式插板機(jī)DJG6020，門(mén)架式改裝插板機(jī)和挖掘機(jī)改裝插板機(jī)三種。挖掘機(jī)改裝的靜壓式機(jī)型打設(shè)深度較低，施工效果較差，如遇到稍硬一些的土層，機(jī)械會(huì)在反力的作用下發(fā)生傾斜，導(dǎo)致施工無(wú)法正常進(jìn)行，要求能打入設(shè)計(jì)深度的靜力式或振動(dòng)式設(shè)備，套筒插入桿為扁平狀或圓形，內(nèi)徑大于排水板的尺寸，長(zhǎng)度大于排水板設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，在打設(shè)中保護(hù)水板不被損壞。履帶式插板機(jī)、門(mén)架式改裝插板機(jī)打設(shè)深度較大，它適合于軟基、超軟基底層施工，質(zhì)輕、移動(dòng)方便、靈活。

3.插設(shè)塑料排水板的施工工藝流程為

機(jī)具定位→塑料排水板穿靴→插設(shè)塑料排水板→拔出套管→割斷塑料排水板→機(jī)具移位定位：板機(jī)就位后， 調(diào)整導(dǎo)架的垂直度， 使其呈鉛垂?fàn)睿?再將塑料排水板穿入空心套管中， 對(duì)中樁位。穿靴：將塑料排水板端部穿過(guò)預(yù)制靴頭（鐵制或混凝土）固定架， 對(duì)折帶子長(zhǎng)約10 cm 后固定聯(lián)結(jié)。再將靴頭套在空心套管端部， 固定塑料排水板，并使其在下沉過(guò)程中能阻止泥砂進(jìn)入套管。插設(shè)：松開(kāi)卷?yè)P(yáng)機(jī)， 將套管和塑料排水板通過(guò)激振， 插入地下至設(shè)計(jì)深度后關(guān)機(jī)。套管拔起;啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，拔出套管;當(dāng)套管下口露出地面時(shí)即可移位;同時(shí)將帶子剪斷。

4.施工注意事項(xiàng)

4.1 塑料排水板從出廠到使用的時(shí)間間隔不宜超過(guò)30天，陽(yáng)光照射的時(shí)間不得超過(guò)5天，施工現(xiàn)場(chǎng)堆放的塑料排水板盤(pán)帶應(yīng)加以覆蓋，以防暴露在空氣中老化。

4.2 塑料排水板的插設(shè)深度應(yīng)達(dá)到軟土層的底層，當(dāng)軟土層較厚時(shí)，至少應(yīng)穿過(guò)土體穩(wěn)定計(jì)算的弧形滑動(dòng)面以下2 m，留出孔口長(zhǎng)度應(yīng)保證伸入砂墊層不小于50 cm，使其與砂墊層貫通，同時(shí)應(yīng)防止其在施工中受損。

4.3 上拔插入桿時(shí)帶出的淤泥，不得棄于砂墊層上，以免堵塞排水通道。

4.4 排水板一般不允許接長(zhǎng)，如果要接長(zhǎng)時(shí)應(yīng)剝開(kāi)濾膜使芯板接平（搭接長(zhǎng)度≥ 20cm然后包好濾膜），再用釘板機(jī)釘牢，接長(zhǎng)的根數(shù)不宜超過(guò)打設(shè)根數(shù)的5%，一般一根只允許接長(zhǎng)一次， 接長(zhǎng)的板宜調(diào)整到護(hù)坡道位置打設(shè)。

4.5 施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢查，保證板距、垂直度、板長(zhǎng)、回帶長(zhǎng)度等符合規(guī)范要求，否則應(yīng)予重打，重打的樁位與原樁位位置不大于板距的15% 。

四、塑料排水板法加固原理及優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)固結(jié)理論，淤泥質(zhì)土固結(jié)所需時(shí)間與排水距離的平方成正比，為了加快地基的固結(jié)，最有效的方法就是增加土層的排水途徑 塑料排水等豎向排水體就是為此目的而設(shè)置的。

塑料排水板法的加固原理：在含水量大，孔隙比大，壓縮性高，軟土深厚的軟土地基中插設(shè)塑料排水作為排水通道，增加土層的排水途徑，縮短排水的距離 在上部荷載的作用下，產(chǎn)生附加應(yīng)力，使土顆粒的孔隙水通過(guò)插在土層中排水排出地層外，以致達(dá)到土顆粒間位移密實(shí)，從而加速了地基的固結(jié)與沉降，減少壓縮性，降低孔隙比和含水量，增加土體密實(shí)度，在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的固結(jié)度，以提高地基土的承載力的抗剪能力，以保證路堤的地基和穩(wěn)定 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：排水板是工廠生產(chǎn)的，質(zhì)量容易控制，成本較低，在施工過(guò)程中沒(méi)有排水孔斷面不均勻和受堵塞的情況;斷面小，對(duì)地基擾動(dòng)小;打設(shè)機(jī)械輕，可用于較軟的基地;塑板法施工速度快，特別是有對(duì)環(huán)境影響小，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)

參考文獻(xiàn)：

[1]塑料排水板質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JTJ/T257-96，中華人民共和國(guó)交通部發(fā)布，人民交通出版社出版。96.6 .

[2]吳良金，《塑料排水板質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》若干問(wèn)題的討論，第四屆塑料排水板加固軟基技術(shù)研討會(huì)論文集，1999.11.