軟土地基邊緣區(qū)域插打排水板施工方法

◎ 李宏權(quán) 保利長大工程有限公司

沿海大面積新近吹填軟土地基一般采用真空或堆載預(yù)壓法處理，即利用真空壓力或堆載壓力，使土體排水固結(jié)加固軟土地基的方法，垂直排水系統(tǒng)一般采用塑料排水板。在實(shí)際施工中，插打排水板方法的選用以軟土地基大部分區(qū)域適用性為依據(jù)，往往忽略了邊緣區(qū)域的適用性，從而導(dǎo)致邊緣區(qū)域的插打排水板難度大、質(zhì)量不高，地基處理效果也不佳。

本文對新近吹填軟土地基邊緣區(qū)域進(jìn)行了定義，從插板施工存在的問題出發(fā)，對軟土地基邊緣區(qū)域進(jìn)行了分類，并從設(shè)備選用及插打工藝等方面探討最優(yōu)的插打排水板方法。

1.軟土地基邊緣區(qū)域定義及存在問題

本文中新近吹填軟土地基邊緣區(qū)域是指離軟土地基邊界10m以內(nèi)、吹填淤泥層厚5m以內(nèi)、底面為原有岸線且呈斜坡走向的區(qū)域。軟土地基邊緣區(qū)域存在以下問題：

（1）對于邊界為原岸線、原養(yǎng)殖魚塘等邊緣區(qū)域，地形復(fù)雜，地層不規(guī)則，可能存在塊石、雜填土等，插打排水板困難。

（2）邊緣區(qū)域在吹填砂墊層時(shí)，吹填管線及出砂口無法均布，導(dǎo)致砂墊層厚度不均勻，局部墊層承載力不足，插板施工機(jī)械行走困難。

（3）高水位時(shí)，局部邊緣區(qū)域可能被淹。

表1 軟土地基邊緣區(qū)域分類表

表2 三種插板設(shè)備性能參數(shù)分析表

2.軟土地基邊緣區(qū)域分類

根據(jù)新近吹填軟土地基邊緣區(qū)域的定義及存在問題，劃分為插板容易、較難、困難及特別困難等四種區(qū)域類型，具體見表1。其中，邊界為原填石岸堤、新近吹填砂袋岸堤等邊緣區(qū)域，因岸堤斜坡作為岸堤基礎(chǔ)的一部分，可不破壞，插板至岸堤斜坡面即可，該邊緣區(qū)域看作無塊石雜填層。

3.插板設(shè)備適用性分析

插打排水板的設(shè)備主要有三種，為挖掘機(jī)改裝插板機(jī)、履帶式插板機(jī)及門式插板機(jī)。三種插板設(shè)備的適用性指標(biāo)參數(shù)分析見表2。

從表2分析對比可知，對于新近吹填軟土地基邊緣區(qū)域，場地有限，而門式插板機(jī)軌道行走需占用較大面積，且工效低，所以適用性較差。挖掘機(jī)改裝插板機(jī)及履帶式插板機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)，挖掘機(jī)改裝插板機(jī)自重大，且插板需要振動(dòng)，對地基承載力要求高，適用于砂墊層厚度足夠及承載力好的區(qū)域。履帶式插板機(jī)對地基承載力要求較低，且靜壓插板，適用于砂墊層厚度不均勻及承載力較差的區(qū)域。

4.插打排水板施工方法

4.1 插板容易區(qū)域施工方法

插板設(shè)備可選用挖掘機(jī)改裝插板機(jī)及履帶式插板機(jī)，采用常規(guī)的插板施工工藝施工。施工工藝為：施工準(zhǔn)備→場地平整→測量放樣→插板機(jī)就位→安裝管靴→沉設(shè)套管至設(shè)計(jì)底標(biāo)高→提升套管→剪斷塑料排水板→移機(jī)至下一板位。施工時(shí)可結(jié)合中心區(qū)域的施工設(shè)備及方法共同施工。

圖1 引孔裝置圖

4.2 插板較難區(qū)域施工方法

插板設(shè)備選用履帶式插板機(jī)，采用常規(guī)的插板施工工藝施工。因砂墊層吹填不均勻，局部厚度不足，承載力局部較差，而履帶式插板機(jī)重量較輕，且靜壓插板擾動(dòng)少，對砂墊層的承載力要求不高，最適宜施工。施工過程中采用砂墊層局部墊板等措施防止設(shè)備履帶局部下陷，影響插板垂直度。

4.3 插板困難區(qū)域施工方法

對于塊石雜填層，層厚不大的區(qū)域采用挖掘機(jī)改裝插板機(jī)進(jìn)行振動(dòng)插板，通過振動(dòng)使套管穿透塊石雜填層；層厚超過0.5m的區(qū)域，常規(guī)插板機(jī)已無法穿透，采用輔助引孔的插板施工方法，即在常規(guī)插板工藝前增加一道引孔工序。

引孔設(shè)備：在輕型履帶挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上改造。引孔裝置采用挖掘機(jī)上的破碎錘及實(shí)心鋼棒改裝而成，把160mm實(shí)心鋼棒通過釬桿與破碎錘液壓振動(dòng)系統(tǒng)連接，引孔裝置如圖1所示。

引孔方法：帶引孔裝置的履帶挖掘機(jī)在板位旁就位，引孔裝置跟據(jù)板位振動(dòng)下沉引孔，穿透塊石雜填層，上拔完成。遇到大塊石打不下去時(shí)，適當(dāng)調(diào)整引孔間距，在軸線方向移位再引孔。

采用振動(dòng)引孔時(shí)，振動(dòng)力會(huì)影響砂墊層的承載力，適宜采用重量較輕且擾動(dòng)少的履帶式插板機(jī)共同施工。帶引孔裝置的履帶挖掘機(jī)與履帶式插板機(jī)在施工中前后緊跟，引孔完成后馬上進(jìn)行插板，防止孔洞受下一引孔振動(dòng)影響時(shí)回堵。

4.4 插板特別困難區(qū)域施工方法

根據(jù)高低潮位的情況，選擇低潮位且砂墊層上無水的時(shí)間段進(jìn)行施工。

插板特別困難區(qū)域存在塊石雜填層，對于層厚超過0.5m的區(qū)域，也采用輔助引孔的插板施工方法，與插板困難區(qū)域施工方法基本一致。但是，引孔振動(dòng)對含水砂墊層的承載力影響很大，機(jī)械履帶在振動(dòng)作用下會(huì)陷入砂墊層中，且該區(qū)域的砂墊層局部厚度不足，甚至?xí)萑胗倌鄬又?，對施工安全影響很大。因此，引孔插板須采取措施防止履帶下沉，可采用板位跳躍及砂墊層上墊鋼板的方法進(jìn)行施工。

對插板特別困難區(qū)域的施工方法較復(fù)雜，施工工效低、成本高，可從源頭上進(jìn)行改進(jìn)分析、降低施工難度。對于存在塊石雜填層的原地貌無法改變，但在吹填淤泥及砂墊層時(shí)可適當(dāng)提高回填高程，使砂墊層頂面處于高水位以上，這樣插板特別困難區(qū)域可降為插板困難區(qū)域，插板施工容易很多。

5.結(jié)語

從新近吹填軟土地基邊緣區(qū)域插板施工存在問題出發(fā)，把軟土地基邊緣區(qū)域劃分為四種類型，并對三種主要插板設(shè)備進(jìn)行了適用性分析對比，最后根據(jù)區(qū)域類型特點(diǎn)從插板設(shè)備選用、常規(guī)插板工藝、引孔插板工藝及插板要點(diǎn)等闡述了新近吹填軟土地基不同邊緣區(qū)域的插打排水板方法，希望能為同類工程提供參考。

另外，新近吹填軟土地基邊緣區(qū)域根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際情況有所不同，復(fù)雜性也不一樣，插打排水板施工方法也不盡相同，需根據(jù)實(shí)際合理選擇。