輕型插板機(jī)在臺州軟基處理工程中的應(yīng)用探索

孫曉峰，吳義海

（中交上航局航道建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200）

1 工程實(shí)施背景

在我國東南沿海地區(qū)，隨著城市經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人口密度不斷加大，土地供求關(guān)系越來越緊張，填海造陸已經(jīng)成為城市不斷發(fā)展的必要戰(zhàn)略。由于軟基處理真空預(yù)壓施工工藝具有成本低、工期短、質(zhì)量達(dá)標(biāo)等優(yōu)勢，在沿海城市擴(kuò)建中被廣泛采用。臺州東部新區(qū)涂面整理工程南區(qū)總面積約766萬㎡，吹填工程量約為4600萬m3，平均吹填厚度5～7m。吹填施工自2014年9月開始，2016年8月結(jié)束。南區(qū)無人機(jī)區(qū)塊軟基處理施工2017年3月開始，中間晾曬時間約為六個月，吹填區(qū)排水條件良好，風(fēng)吹日曬吹填土表面逐步形成30～80cm厚的硬殼層。采用淺層軟基處理人工插板施工工藝平均只能插入泥層2～3m，插板深度無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度。而吹填土只經(jīng)過簡單晾曬，承載力比較低，傳統(tǒng)的軌道式插板機(jī)和履帶式插板機(jī)自重大，無法在該工作面上進(jìn)行插板施工。為了保證工程質(zhì)量，推進(jìn)工程的順利實(shí)施，臺州工程項(xiàng)目管理人員調(diào)研了周邊區(qū)域和類似工程后，發(fā)現(xiàn)目前有兩種輕型插板機(jī)可適用于臺州工程，便在施工現(xiàn)場開展了輕型插板機(jī)的應(yīng)用探索。

圖1 淺層軟基處理施工人工插板

2 手推式輕型插板機(jī)的施工探索

在目前的軟基處理工程中，手推式輕型插板機(jī)應(yīng)用比較廣泛。手推式輕型插板機(jī)采用手推機(jī)身、電機(jī)傳送排水板的施工方式作業(yè)。機(jī)身和軌道整體重約400KG，機(jī)身長1.5m，寬0.7m，導(dǎo)軌長7m，排水板插入泥層主要是通過電機(jī)傳送將導(dǎo)軌連同排水板一起壓入泥層中。造價每臺一萬元左右，具有自重輕、便攜、造價低、機(jī)械構(gòu)造簡單、制作周期短等優(yōu)勢。但該類型插板機(jī)施工時需要多人配合，通常兩臺機(jī)器同時施工需要7名工人參與，人工費(fèi)比較高。而且施工效率低，經(jīng)測算手推式輕型插板機(jī)施工效率約為1500m/d。按照工程每天的插板量推算，該類型插板機(jī)根本無法滿足施工進(jìn)度要求。

圖2 手推式輕型插板機(jī)

3 軌道式輕型插板機(jī)的施工探索

軌道式輕型插板機(jī)是由道路區(qū)深層插板機(jī)優(yōu)化改裝后的施工設(shè)備。該設(shè)備主要分基座部分和機(jī)架部分?；糠钟烧砟尽㈣F軌、縱梁和橫梁組成。機(jī)架部分主要由操作平臺、電動機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、振動錘、導(dǎo)管和支架組成，軌道式輕型插板機(jī)長7.3m，寬4.5m，高12m，整體設(shè)備的質(zhì)量約為2.5t，主要是由錘頭重力和振動將導(dǎo)管插入泥層中。該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械穩(wěn)定性好，移動方便，插打質(zhì)量有保證，施工效率較高。缺點(diǎn)是每臺設(shè)備的造價相對較高，自重也相對較重。經(jīng)過現(xiàn)場測算每臺設(shè)備的施工效率可達(dá)到7000m/d。軌道式輕型插板機(jī)較手推式雖然造價相對較高，但是施工效率已經(jīng)有大幅度提升，施工成本相對也較低，設(shè)備穩(wěn)定性好，施工質(zhì)量有保證，更適用于本工程施工。在后續(xù)的試驗(yàn)研究中，項(xiàng)目部主要是針對該種設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，針對工藝上的不足之處進(jìn)行改良和優(yōu)化。

圖3 軌道式輕型插板機(jī)

表1 軌道式輕型插板機(jī)參數(shù)

4 軌道式輕型插板機(jī)的工藝改良

4.1 基座的不均勻沉降

由于軌道式輕型插板機(jī)自重在2.5t，在只經(jīng)過晾曬的吹填土上行走，如何保證設(shè)備的平穩(wěn)、不沉陷是首先要解決的問題。設(shè)備進(jìn)入施工場地后，工作面上布置的枕木間距由原來的1m變?yōu)?.5m，在大部分范圍可滿足設(shè)備作業(yè)要求。但是對于有水坑及晾曬不充分的區(qū)域，仍不能滿足設(shè)備承重的要求，基座不均勻沉陷現(xiàn)象十分明顯，導(dǎo)致機(jī)架部分傾斜，施工質(zhì)量和安全存在隱患。經(jīng)過現(xiàn)場摸索，在枕木下面先鋪設(shè)一到兩層竹籬笆，可有效減少基座的不均勻沉降，解決了機(jī)架傾斜影響施工質(zhì)量和安全的問題。

4.2 插板回帶問題突出

由于吹填土只是經(jīng)過表面晾曬形成的上部硬殼層，在下部4～5m深度的泥漿含水率還非常高，重度小，大多呈流動狀。排水板插打至該范圍難以持帶，設(shè)計(jì)要求插打6m深度，回帶就有4m，難以保證排水板施工質(zhì)量。軌道式輕型插板機(jī)施工一段時間后，項(xiàng)目部現(xiàn)場管理人員發(fā)現(xiàn)該情況后立即停止插板機(jī)插板作業(yè)，研究解決方案。

通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，回帶現(xiàn)象很大一部分原因是導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)入淤泥堵塞了管口。導(dǎo)管與排水板的摩擦力增大，導(dǎo)管上提時，一同將排水板帶上來，造成插板深度不足。施工技術(shù)人員認(rèn)真分析，決定采取排水板外置的方式，讓導(dǎo)管直接帶著排水板打入土層。采用該種操作方式有以下三個優(yōu)點(diǎn)：第一，排水板回帶的現(xiàn)象有效減少；第二，原來通過導(dǎo)管插入時，泥漿進(jìn)入導(dǎo)管污染了排水板板頭，導(dǎo)致后期綁管和抽真空排水都有不良影響。采用排水板外置的施工方式，排水板板頭污染現(xiàn)象也基本杜絕，有利于綁管作業(yè)，在軟基處理抽真空過程中也不會發(fā)生排水板堵塞現(xiàn)象；第三，節(jié)省插板時間，提高施工效率。原先排水板在導(dǎo)管內(nèi)，需要導(dǎo)管提起離開地面后，工人才能割斷排水板。采用排水板外置的施工方式，在排水板插入到設(shè)計(jì)深度后工人就可以割斷排水板，減少了每根板的操作時間，提高了整體施工效率。

在《塑料排水板施工規(guī)程》中規(guī)定，一般情況下插板作業(yè)施工不得采用裸打的施工方式。但是在土質(zhì)松軟、無砂石層的地質(zhì)條件下，泥層摩擦阻力不會對濾膜造成破壞，可采取裸打方式施工。本工程插打排水板是在吹填土層插打排水板，吹填土多為淤泥質(zhì)土，砂石顆粒極少，采用裸打方式不會對濾膜造成撕裂破壞，排水板的通水質(zhì)量不會有不良影響。所以，軌道式輕型插板機(jī)采用排水板外置的裸打施工方式是可取的。

5 結(jié)語

大面積吹填晾曬土軟基處理淺層插板的施工方式，采用傳統(tǒng)人工插板和手推式輕型插板機(jī)施工方式顯然無法滿足施工要求。軌道式輕型插板機(jī)作為適應(yīng)新的工況和作業(yè)條件下的施工設(shè)備，能很好地完成大面積吹填晾曬土的軟基處理淺層插板施工。采用該設(shè)備不僅能達(dá)到設(shè)計(jì)要求插板深度，而且能避免出現(xiàn)回帶和扭帶現(xiàn)象，大大提高了施工質(zhì)量和施工效率，對今后其他類似工程具有一定的參考價值。