塑料排水板在填海造地超軟基處理工程中的設計與施工技術

劉 海 友

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

1 概 述

馬六甲皇京港項目位于馬來西亞馬來半島南部，瀕臨馬六甲海峽，是馬來西亞近代一個重要的國際貿(mào)易交通港埠。馬六甲海峽全長1 080 km，是連接與溝通太平洋與印度洋的國際黃金水道，是一個集生態(tài)旅游、自由貿(mào)易免稅區(qū)、商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)、深水碼頭及產(chǎn)業(yè)園區(qū)等功能為一體的綜合性開發(fā)項目，項目海域內(nèi)將以馬六甲島為基礎，自西向東吹填四個人工島嶼，吹填總面積約為1366英畝。根據(jù)設計要求，島區(qū)域島基需要采用塑料排水板進行排水固結處理。筆者介紹了具體的設計與施工情況。

2 軟基處理的設計

2.1 現(xiàn)場地質(zhì)條件

根據(jù)地勘資料，工程區(qū)域淤泥全域分布且厚度較大，大部分為5～25 m厚；淤泥含水率高，表層流泥含水量為104%，下層淤泥含水率亦達70%；壓縮性強，表層流泥孔隙比為2.7，下層淤泥孔隙比為1.7；土顆粒基本呈懸浮流動狀態(tài)，基本不具備承載力，需經(jīng)地基處理后方能進行施工。

2.2 排水板的設計

在天然軟土地基上進行土工工程建設，需要解決穩(wěn)定、變形、承載力三個方面的問題。設置排水系統(tǒng)的目的主要在于改變地基原有的邊界條件，增加孔隙水排水的通道，縮短排水途徑。通過加壓作用荷載使泥土中的孔隙水因產(chǎn)生壓差滲流從而使淤泥土固結，根據(jù)沉降變形分析計算，采用塑料排水板堆載預壓法處理軟弱淤泥土層。

塑料排水板處理深度小于25 m時采用B型，處理深度大于25 m時采用C型。B型排水板技術指標見表1，排水板按正方形布置，塑料排水板穿透深度將根據(jù)底土條件進行調(diào)整且不低于污泥厚度。一般排水板下穿淤泥進入硬土層至少500 mm，上部砂層外漏15～300 mm。

采用下列公式計算當量直徑:

式中dp為mm級排水板的當量直徑;b為排水板截面的寬度，以mm為單位，采用100 mm;排水板部分厚度,采用4 mm;α為轉換系數(shù),一般為0.75 ～ 1,采用1計算后，當量直徑為66 mm。排水板的安裝間距為1/1.1 m，經(jīng)計算與試驗確認，滿足沉降要求。

表1 塑料排水板技術指標表

3 施工總體部署

3.1 塑料排水板的施工工藝

塑料排水板的施工工藝見圖1。

圖1 塑料排水板施工工藝圖

. (1)施工準備：施工前應完成場地平整、陸上施工區(qū)域控制點布設，同時完成地形聯(lián)合測量確認工作，場內(nèi)施工主干道修建、施工隊伍的選擇確認、車間圖的設計以及用于施放點的竹簽或塑料簽的準備工作。

(2)施工測量放樣：經(jīng)過業(yè)主、監(jiān)理對場平驗收合格后的部位用全站儀根據(jù)車間圖上的各塊位置坐標施放四個角點的控制線。然后用100 m長的繩索或50 m長的尺子做好標記，進行各施工區(qū)域各點的詳細點放樣，并用竹簽或塑料簽插入地面并做好標記，以便于插板機按照點位打設施工。

(3)插板機移機就位：將插板機插管落地誤差控制在±30 mm范圍內(nèi)。由插板機駕駛員依據(jù)電腦顯示器數(shù)據(jù)進行控制，插板下管時的垂直度控制應小于1.5%。

(4)安裝錨靴：塑料排水板未端應伸出管底并環(huán)繞至插管口內(nèi)50～100 mm。

插上樁銷，從上面拉緊排水板使樁銷完全貼緊插口。

(5)插入導管：根據(jù)設計要求計算施打的深度，在插板機電腦屏幕上設置好打入深度，在施打過程中隨時做好原始記錄(可與自動記錄互交)。

(6)上拔插管：抜管時仔細觀察有無回帶現(xiàn)象，若回帶長度超過500 mm，則在樁為100 mm旁補打一根。

(7)切塑料排水板：上拔管后，控制塑料排水板在沙墊層頂預留的外漏長度至少150 mm。

(8)當上一點位確認打設完成合格后，移機到下一樁點位進行打設。

3.2 勞動力配置

現(xiàn)場負責人1名，技術人員及測量人員2名，機械操作工7人，電焊工1人，施工人員12人。

3.3 施工機械配備

塑料排水板施工采用的主要設備見表2：

表2 塑料排水板施工主要設備表

4 質(zhì)量控制措施

為保證塑料排水板的施工質(zhì)量，在施工過程中主要從以下幾方面進行質(zhì)量控制：

(1)存放在現(xiàn)場的排水板應加以遮蓋，避免陽光直接照射、長時間暴露在空氣中，防止其老化。

(2)塑料排水板在進入施工現(xiàn)場及打設前，由專人檢查質(zhì)量指標，發(fā)現(xiàn)破損和污染部位需剪除。使用前必須按規(guī)定進行檢驗。待各項指標滿足設計要求后方可投入使用。

(3)排水板間距按正方形布置，在施工過程中嚴格按照設計圖控制間距，樁號位置不能混淆，不能隨意插打。

(4)若在施打過程中有5%的塑料排水板產(chǎn)生回帶且回帶長度超過50 cm,應停止施打并查明原因?？刹捎谜{(diào)整樁靴形狀等措施減少回帶，并按有關方面的要求補打。

(5)每根塑料排水板插設完畢、外漏的排水板不得遭污染，檢驗合格后及時清除塑料板周圍的泥土并用中粗砂將井眼填實。

(6)塑料排水板在施插時必須有專人做好施工記錄、施工日記等。

(7)排水板無扭結，排水板打設時板面平行于護岸/防波堤軸線 ，避免地面塌陷移動時排水板扭結而失效。

(8)同批次的排水板材料每20萬m進行一次抽樣檢驗。少于此數(shù)額時應抽檢一次，不同批次塑料排水板應分批次抽檢。

(9)應配有塑料排水板施工質(zhì)量檢驗自動記錄儀及監(jiān)控系統(tǒng)，保證記錄數(shù)據(jù)安全、可靠性，能有效保證施工質(zhì)量。

5 安全控制措施

(1)嚴格執(zhí)行我國的施工安全管理規(guī)定及當?shù)氐姆煞ㄒ?guī)。施工現(xiàn)場須正確佩戴安全帽、安全鞋及反光背心等防護用品。

(2)堅持“安全第一，預防為主、綜合治理”的方針，加強職工的安全意識教育。

(3)機械的接地壓力應與需要處理地基的承載力相適應，使機械安全性能良好，進退橫移靈活，定位準確。

(4)認證落實安全生產(chǎn)責任制，嚴格按照各項操作規(guī)程施工，杜絕一切人為事故的發(fā)生，加強對職工隊伍的安全教育。

(5)切實落實安全交底制度的落實。被交底人必須接受項目部的管理、監(jiān)督、檢查、指導。發(fā)現(xiàn)不安全因素時應馬上采取有效措施，及時治理安全隱患，杜絕違章性行為的發(fā)生。

(6)排水板深度一般均較深，有時達30 m，機架重心高，為確保安全，所有施工區(qū)域場地平整度不得超過200 mm，坡度控制在2%以內(nèi)。

(7)施工過程中涉及到的電焊及用電作業(yè)屬于特殊工種，其作業(yè)需持證上崗。

(8)夜間施工需保證適宜的照明條件，保證夜間施工的安全性。

(9)現(xiàn)場出現(xiàn)六級以上風力時，為確保安全和質(zhì)量，應停止排水板施工。

6 環(huán)境保證措施

(1)項目施工期間，必須符合當?shù)貒谊P于環(huán)境方面的法律法規(guī)，盡可能地保證施工區(qū)域環(huán)境不受污染與影響。

(2)項目部對已知的重要環(huán)境因素須采取適宜的方法進行控制，將其風險控制在允許的范圍內(nèi)并盡可能地使其最低或消除；將重要環(huán)境因素的影響減小或降低。

(3)油污影響控制：油污影響主要為施工機械保養(yǎng)維護產(chǎn)生，其場所比較固定，產(chǎn)生時間亦固定，其污染影響范圍維持在設備使用與保養(yǎng)地點，不擴大污染范圍。對產(chǎn)生油污的設備設施，在地面設置阻排設施，杜絕跑、冒、滴等現(xiàn)象使油污直接滲入地面。

(4)固體廢料的控制：對于可以利用的廢棄物盡量回收二次利用；對于施工現(xiàn)場產(chǎn)生的生產(chǎn)生活垃圾，按業(yè)主指定的區(qū)域進行堆放與棄置。

7 工程效果

施工過程中無安全生產(chǎn)事故發(fā)生。通過對施工現(xiàn)場兩年前島內(nèi)填筑區(qū)及護岸邊界線內(nèi)布設的50個觀測點、近12個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析得知其累計沉降量為30～2 687 mm,且在排水板加載施工后6個月內(nèi)各監(jiān)測點沉降數(shù)據(jù)開始收斂，后期沉降效果觀測表面效果良好，提前達到了設計沉降要求。

塑料排水板對于超軟體地基加固是一種經(jīng)濟適用的有效方法，塑料排水板可有效提高軟基的承載力，減少地基過量沉降和不均勻沉降，施工工期短，穩(wěn)定性好，避免了軟土地基的大量挖棄，對周圍土體無擾動、無振動、無噪聲，對環(huán)境無污染，對降低沉降具有良好的效果，特別適用于軟基處理，具有較好的經(jīng)濟效益。

8 結 語

在天然軟土地基上進行土工工程建設，需要解決穩(wěn)定、變形、承載力三個方面的問題。在淤泥范圍分布廣、淤泥層厚、含水率高、壓縮性強的填海造地工程地基上采用塑料排水板設計與施工技術可行，根據(jù)現(xiàn)場實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)塑料排水板堆載預壓處理，明顯地改善了淤泥土層的排水固結過程，使整個工程得以順利進行，在加壓砂荷載作用下，地基淤泥土的超靜孔隙水壓力不斷消散，地基承載力不斷提高，軟弱土的影響深度主要與上覆荷載及排水板的打入深度有關，土的力學指標從淤泥層變成黏土?？山Y合現(xiàn)場實際監(jiān)測結果實時調(diào)整壓載方案并對工程項目予以實施即可節(jié)約工期、資金，又能保障基礎結構的穩(wěn)定性。