塑料排水板結(jié)合堆載預(yù)壓軟基處理沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)

師亞忠

摘要：塑料排水板結(jié)合堆載預(yù)壓軟基處理方式能有效排出土體孔隙的水分以及空氣，加快土體沉降、提升其固結(jié)力，實(shí)現(xiàn)提升軟土地基強(qiáng)度的目的。因哥斯達(dá)黎加公路建設(shè)中還未涉及此類處理軟弱土地基的施工工藝，所以，本次需要制定一套較為完整的施工檢測(cè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)即依據(jù)設(shè)計(jì)的沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)。本論文將哥斯達(dá)黎加32號(hào)公路改擴(kuò)建工程K120+100-K120+200作為實(shí)例對(duì)塑料排水板結(jié)合堆載預(yù)壓軟基處理沉降監(jiān)測(cè)工藝進(jìn)行了具體論述，并已在當(dāng)?shù)爻晒?yīng)用。

Abstract： Plastic drainage board combined with the preloaded soft foundation treatment method can effectively discharge the moisture and air in the pores of the soil， accelerate the settlement of the soil， improve its consolidation force， and achieve the purpose of increasing the strength of the soft ground. Because Costa Rica road construction has not yet involved such construction techniques for dealing with weak soil foundations， this time it is necessary to develop a relatively complete set of construction inspection and acceptance standards and the design-based settlement monitoring technology. In this paper， Costa Rica Highway No.32 reconstruction and expansion project K120 + 100-K120 + 200 is taken as an example to discuss the monitoring technology of plastic drainage board combined with preloaded soft foundation treatment， and it has been successfully applied locally.

關(guān)鍵詞：塑料排水板;堆載預(yù)壓軟基處理;沉降監(jiān)測(cè);哥斯達(dá)黎加應(yīng)用

Key words： plastic drainage board;preloaded soft foundation treatment;settlement monitoring;Costa Rica application

中圖分類號(hào)：TU447? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）10-0100-03

1? 工程概況

①哥斯達(dá)黎加32號(hào)公路修復(fù)與擴(kuò)建項(xiàng)目某標(biāo)段插打塑料排水板主要工程量585000m，鋪設(shè)土工格柵120456m2，填筑天然沙礫石墊層36492.84m3。

②地質(zhì)情況：

K120+100～K120+200段參考鉆孔為L(zhǎng)QW067，鉆孔揭示的地層如下：

0～2m： Arena limosa con grava， de color café grisáceo con vetas de color gris claro. Presencia de bloques milimétricos y centimétricos. Plasticidad alta.

石灰質(zhì)砂礫，灰褐色，淺灰色紋理，可塑性高。

2～6m： Limo arenoso-limo con arena， de color gris verduzco. Presencia de bloques milimétricos.

砂質(zhì)淤泥-砂質(zhì)淤泥，呈綠色。

6～8.5m： Arcilla inorgánica gris verduzco de alta plasticidad sin presencia de bloques.

高可塑性的綠灰色無機(jī)粘土，無塊狀。

地下水位于地面以下2m，其中2～6m為軟弱土層。

2? 檢測(cè)目的、內(nèi)容、頻率與控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 監(jiān)測(cè)目的

①確保路填堤筑施工中的安全和穩(wěn)定;

②正確預(yù)測(cè)工后沉降，使工后沉降控制在設(shè)計(jì)的允許范圍之內(nèi)。

2.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

①沉降監(jiān)測(cè)：由沉降-時(shí)間關(guān)系，判斷路堤的穩(wěn)定狀況，控制填土進(jìn)度，推算軟土的固結(jié)度;

②位移邊樁觀測(cè)：由位移關(guān)系，直接判斷路堤的穩(wěn)定狀況，控制填土進(jìn)度。

2.3 觀測(cè)時(shí)間和觀測(cè)頻率

①軟基觀測(cè)時(shí)間以軟基處理完成時(shí)開始到預(yù)壓期結(jié)束。

②沉降、位移樁應(yīng)加載前應(yīng)初讀 2～3 次，以取得初始讀數(shù)。加載時(shí)每層填土前后至少各觀測(cè)三次，填筑間斷期3～5 天觀測(cè)1 次，壓載前期5～10 天觀測(cè)一次，觀測(cè)頻率還應(yīng)根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)、施工填筑、降雨等情況予以調(diào)整，關(guān)鍵時(shí)段加密觀測(cè)，以起到高效、動(dòng)態(tài)指導(dǎo)施工的目的。

2.4 沉降控制標(biāo)準(zhǔn)

一般路段工后沉降小于15cm，分離式路基工后沉降小于30cm，且連續(xù)兩個(gè)月沉降速率應(yīng)小于5mm/月。

3? 塑料排水板結(jié)合堆載預(yù)壓軟基處理沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.1 相應(yīng)準(zhǔn)備工作

正式施工前需要有以下幾項(xiàng)前期準(zhǔn)備工作：

①測(cè)量放樣：測(cè)量人員首先進(jìn)場(chǎng)放樣出需要進(jìn)行軟基處理的區(qū)域。利用GPS流動(dòng)站每50m放樣出塑料排水板施工區(qū)域的四個(gè)角點(diǎn)，并用鋼筋作明顯的標(biāo)志，然后再每隔20m（曲線段為10m）放樣出坡腳線的位置，并在木樁上寫上里程、偏距、高程、坡比以及距路面的高差。

②臨邊防護(hù)：便道兩側(cè)出入口距路邊1m的位置擺放水馬（注水至高度1/3），路基施工的范圍距路邊0.5m的位置搭設(shè)1.5m高的竹竿防護(hù)（貼反光條）。

③清表、基底處理：根據(jù)測(cè)量放樣出的坡腳線位置，清理地表土壤植被并平整場(chǎng)地設(shè)置為2%的橫坡，在右側(cè)開挖臨時(shí)開挖排水溝。

④堆載預(yù)壓沉降監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

第一，路基堆載預(yù)壓時(shí)間不少于6個(gè)月的觀測(cè)和調(diào)整期，以控制工后沉降。

第二，工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)：沉降量不大于15mm，路橋交界差異沉降不大于5mm。且連續(xù)2月的沉降量<5mm/月。

第三，坡腳位移樁，堆載預(yù)壓時(shí)段內(nèi)累計(jì)水平位移

<5cm。

當(dāng)滿足以上3條施工檢測(cè)驗(yàn)收要求后，可視為達(dá)到堆載預(yù)壓標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 砂墊層施工

按設(shè)計(jì)要求，對(duì)塑料排水板施工工作面進(jìn)行排水砂墊層施工，墊層采用透水性材料，厚度為0.5m。砂墊層分為兩層鋪設(shè)，首先鋪設(shè)第一層厚度為30cm的砂墊層，自檢完畢報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收合格后開始塑料排水板施工。打完塑料排水板后鋪設(shè)第二層厚度為20cm的砂墊層。值得注意的是，在砂使用前必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室取樣，其中含泥量不得大于5%，透水性大于0.001cm/s。

3.3 塑料排水板施工

使用型號(hào)為DJL40-14的履帶型插板機(jī)，正式插板之前應(yīng)當(dāng)先查看套管的垂直程度，如果與要求不一致，可對(duì)門架地點(diǎn)進(jìn)行前后調(diào)整，另外可對(duì)套管地點(diǎn)進(jìn)行左右方向的調(diào)整。在套管上面依照設(shè)計(jì)的有關(guān)要求使用紅顏色的漆進(jìn)行標(biāo)注，啟動(dòng)插板機(jī)，把沉管下降到標(biāo)注位置就代表著達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

①插板機(jī)定位：打設(shè)機(jī)到達(dá)指定位置后，應(yīng)當(dāng)對(duì)套管的垂直水平加以調(diào)節(jié)，且在搭設(shè)架與打設(shè)套管標(biāo)注搭設(shè)的具體地點(diǎn)，在經(jīng)過有關(guān)方驗(yàn)收后才能夠進(jìn)行打板作業(yè)。在對(duì)塑料板進(jìn)行打設(shè)作業(yè)時(shí)，套管下樁應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)，板位和板位間的差異不可大于項(xiàng)目準(zhǔn)許范圍。

②管控排水板搭設(shè)程度：作業(yè)者依據(jù)裝設(shè)在插板機(jī)上的刻度盤與材質(zhì)為金屬的垂針來估測(cè)排水板的插打成都，另外需要注意的是樁管下插的垂直程度偏差需要控制在1.5%的范圍內(nèi)。

③上拔樁管：對(duì)樁管進(jìn)行上拔作業(yè)的時(shí)候，作業(yè)者應(yīng)當(dāng)認(rèn)真查看排水板是否存在回帶問題，如果回帶長(zhǎng)度在50cm以上，便需要在板位旁邊45cm的地方再打上一根。對(duì)排水板進(jìn)行切割作業(yè)時(shí)，排水板裸露在外的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)在30cm以上。

④移機(jī)：下根排水板正式作業(yè)以前，應(yīng)當(dāng)指派專業(yè)人員進(jìn)行完整、客觀地記錄。

3.4 加載

塑料排水板插打完成之后需對(duì)其加載，根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用等載預(yù)壓，在塑料排水板施工區(qū)域按路基施工要求進(jìn)行分層填筑，填筑高度與瀝青路面等高，以達(dá)到等載預(yù)壓的目的，等載預(yù)壓應(yīng)為施工水泥穩(wěn)定層前結(jié)束。

3.5 沉降位移觀測(cè)

由于坡腳線外為私人領(lǐng)地，本試驗(yàn)段共設(shè)置4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)：老路邊埋設(shè)一個(gè)水泥位移樁（外露10cm），路中心線、路肩各設(shè)置一個(gè)沉降板，坡腳處設(shè)置一個(gè)位移木樁。

①沉降板埋設(shè)：沉降板由有底管、接頭、連接管、管堵組成，材料為A3鋼，護(hù)套筒為直徑5cm的PVC管。焊接均采用連續(xù)焊接，焊縫高度不小于連接板厚度。沉降板，測(cè)桿連接高度2m，傾斜度不應(yīng)大于1°。

沉降板在一個(gè)檢測(cè)斷面上共兩個(gè)，一個(gè)設(shè)置在路中，另一個(gè)設(shè)置在路肩，具體埋設(shè)方法為：

1）當(dāng)土工格柵鋪設(shè)完成后，測(cè)量放出觀測(cè)斷面的路中心線點(diǎn)及路肩線點(diǎn)。

2）人工整平土工格柵下面的砂，然后將沉降板水平放置在上面，沉降板鋼筋對(duì)準(zhǔn)測(cè)量放樣點(diǎn)。

3）周圍用細(xì)河料填實(shí)以保護(hù)沉降板并進(jìn)行水平校正，護(hù)套管埋設(shè)于離底板30cm處。

路基填筑時(shí)沉降板周圍1m禁止使用大型壓路機(jī)壓實(shí)，須采用人工夯實(shí)并在沉降板周圍設(shè)置醒目圍擋，防止車輛等機(jī)械破壞。

②位移樁埋設(shè)：位移樁與沉降板放置在同一斷面上。在老路路肩埋設(shè)時(shí)，可用鋼筋棍在老路邊插打一小孔，然后將位移樁打入小孔，樁頭外露10cm，最后固定。在新路坡腳以及坡腳外埋設(shè)時(shí)，直接用鐵錘將木樁砸入地面，樁頭外露10cm。

③觀測(cè)方式：位移和沉降觀測(cè)采用全站儀進(jìn)行位移測(cè)量，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降測(cè)量，控制基點(diǎn)設(shè)在施工范圍以外的區(qū)域。進(jìn)行觀察所要用到的設(shè)施、機(jī)械在每一次進(jìn)行觀察以前均要校對(duì)查驗(yàn)，以此保證觀察所得信息的可靠性;每一次測(cè)量運(yùn)用同個(gè)設(shè)施，指派專門的觀測(cè)人員，運(yùn)用同樣的觀測(cè)方式。各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的觀察數(shù)據(jù)均需安排指定人員進(jìn)行搜集、歸納，記錄一定要詳盡。塑料排水板完工以后應(yīng)進(jìn)行加載，依據(jù)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定運(yùn)用等載預(yù)壓。依照路基作業(yè)具體要求逐層填充，填充高度和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求相一致，以實(shí)現(xiàn)等載預(yù)壓的目標(biāo)。

④2#、3#樁監(jiān)測(cè)結(jié)果。

一般可以根據(jù)現(xiàn)有沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)工程總沉降量，雙曲線法是目前比較常用的一種方法。該方法假設(shè)沉降隨時(shí)間的發(fā)展過程可用雙曲線函數(shù)模擬，雙曲線關(guān)系式為：

⑤到2019年5月21號(hào)為止2#樁下沉程度共計(jì)為161mm，預(yù)計(jì)工后下沉29mm;3#樁下沉幅度共計(jì)180mm，預(yù)計(jì)工后下沉31.58mm。兩個(gè)地方的工后下沉幅度均與設(shè)計(jì)要求一致。

自2019年4月21號(hào)到5月21號(hào)，2#樁沉降總量具體是1mm，自2019年5月21號(hào)到6月26號(hào)沉降總量1mm，與接連2個(gè)月下沉量低于每個(gè)月5mm的要求相符;自2019年4月21號(hào)到5月21號(hào)3#樁下沉總量1mm，5月21號(hào)到6月26號(hào)沉降數(shù)值1mm，與接連2個(gè)月下沉量低于每個(gè)月5mm的要求。

4? 結(jié)束語(yǔ)

本論文將哥斯達(dá)黎加32號(hào)公路改擴(kuò)建工程K120+100-K120+200作為實(shí)例對(duì)塑料排水板結(jié)合堆載預(yù)壓軟基處理沉降監(jiān)測(cè)工藝進(jìn)行了具體論述，經(jīng)過本論文的闡述可以為塑料排水板結(jié)合堆載預(yù)壓軟基處理沉降監(jiān)測(cè)工藝在國(guó)外應(yīng)用提供參考。

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