对市政工程中软土地基处理技术分析

对市政工程中软土地基处理技术分析

摘 要：稳定坚实的路基是道路工程质量和交通安全的保证。文章以某市政工程中软土地基处理工程为例,介绍了塑料排水板处理软基的材料要求、质量控制、施工方法以及施工中的一些注意事项,本文以此作为作者阐述观点，供同行参考。

关键词：塑料排水板 软土地基施工技术措施

伴随着经济的发展，公路交通建设也迅猛增加，而公路交通建设作为经济发展的基础，在我国经济发展有着举足轻重的地位。近年来公路交通施工工程量的日益增加，随之而来的施工技术的要求也不断地提高，因此在软土地地基加固处理技术当中，除了传统的强夯法、沙井排水固结法以外,近几年,塑料排水板的使用也非常常见。塑料排水板集优点于排水速度较快，耐久性强，施工简单，成本较低，并且采用塑料排水板还可以降低路基沉降，延长公路的使用寿命，保证软路基公路质量。因此,软路基的加固成为了公路施工中的重点,颇受道桥施工行业高层人员的重视。

一、塑料排水板法的原理以及目的

塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，当堤身填筑时，避免路基外侧地表及地下水进入路基范围,当填筑路基时,荷载作用于软基,地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内, 由砂垫层向堤外排出,以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基沉降固结,从而提高基底承载能力。除此之外塑料排水板是用塑料排水板将地基中的水排除,以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降,达到提高强度的目的。

二、主要材料

2.1塑料排水板

塑料排水板(带)是由不同截面形状的连续塑料芯板外面包裹非织造土工织物(滤膜)而成。芯板截面有多种形式,本工程采用常见的城垛式(见图 1),其它还有乳头式等。芯板起骨架作用,截面形成的纵向沟槽供通水之用,而滤膜多为涤纶无纺织物,作用是滤土、透水。排水带插入软基后,为排除水中的多余水量提供了捷径,多余水可水平向通过板(带)的滤膜进入芯板沟槽,再向上经地表的透水料垫层通过排水盲沟排走。塑料排水带的宽度一般为 100mm,厚度 3.5～4mm,每卷长 100～200m。排水板的平面分布间距可借理论计算确定,一般为 1- 2m。本工程采用宽100m、厚 4mm 的 SPDⅡ型塑料排水板,每卷长度为200m。八里湖大堤塑料排水板平面分布间距为 1.5m梅花形布置, 排水板插入地层深度15m。

2.2砂垫层水平排水体砂垫层应用中粗砂, 含泥量1.5t/m3。

三、机械设备

作为道路施工人员的我们了解打设塑料排水板的设备有两种:一种为履带式打桩机,一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备。套管插入杆为扁平状或圆形,内径大于排水板的尺寸,长度大于排水板设计长度,在打设中保护排水板不被损坏。而本工程采用门架振动式插板机(带导轨)。它适合于软基、超软基底层施工,质量轻,移动方便、灵活。

四、施工质量标准

4.1塑料排水板

(1)打入深度:不小于设计值;(2)拔管跟带长度:≤50cm;(3)板距误差:≤5cm;(4)垂直度:≤1.5%。

4.2砂垫层

(1)压实度:≥90%; (2)厚度:误差±2cm;(3)宽度:不小于设计值。

五、施工工艺

塑料排水板软基处理施工工艺流程为:测量放样→基础清理与整平→砂垫层铺设→放出桩位→施打塑料排水板→灌砂封孔→观测仪器预埋。

5.1测量放样

(1)根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩,再每隔10～20m放出堤轴线桩。(2)按照打设的宽度放出边桩及护桩。

5.2地面清理及整平

(1)将施工范围内的树木、杂物清理干净,并挖除树根。(2)将施工场地大致整平,若设计有整平标高时,应按设计标高整平,并进行压实。

5.3砂垫层铺设

砂垫层总厚度 50cm,分层填筑压实,并压实到要求的密实度(>9%),然后施打排水板。由于地表较软弱,运输车辆宜用轻型车辆,且尽量减少对地基的扰动, 最

好将砂堆于处理地段以外,然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整,同时注意避免泥土杂物混入砂层。压实应用静压式压路机进行,不得振碾。

5.4桩位放样

(1)首先根据设计给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。由于布设的原

则按正三角形(梅花形)故:排数=处理长度÷设计板距×sin60°+1;列数=处理宽度÷设计板距+1

(2)根据计算结果画出布桩图, 标明排列的编号。每排桩的中心线应垂直于大堤轴线,曲线上应为法线方向。同时应绘制一张较大的布桩图交施工人员打设时使用,每施打一根在图上相应位置标出,以免遗漏。

(3)根据布桩图在铺设砂垫层上放出具体的桩位,做出鲜明的标志。可用竹签插在桩位上,桩顶部最好用红油漆抹红,放桩位时一般一次不宜过多,可先在半幅内布设,以免施工时丢失。施工中经常注意检查和保护,丢失的及时补上。

5.5塑料排水板施工

塑料排水板(带)的施工是利用插带机将其埋设在土层中的预定位置。塑料排水板前端与锚靴相连,用插带机导杆顶住锚靴,插入土层中,达到预定深度后拔出导杆,但排水板(带)仍留土层中,插带机的插入深度可达约 25m,入土速率可达10m/min。在一些工程中塑料排水板(带)前端采用长 20cm的短钢筋组合顶板机固定锚固排水板(代替锚靴),本工程进一步改进,采用较为先进的插销式扦口器,扦口器用以链锁与导管相连(见图 1),当导管提起时,扦口器同时被带出,重复使用,节约了成本,方便了施工。

5.5.1施工准备。在进行施工放样等工序的同时,应做好施工准备。主要是门架的拼装,机件的安设调试,可在待处理地段端部的场地上进行。然后试打2~5根,检验机器的性能、地质情况及工艺。

5.5.2施打排水板

(1)铺设枕木、轨道、将机器移入场内。(2)将排水板装入卷筒,并通过门架上的滑轮将排水板引入插杆(套管)中。(3)将排水板从插入杆端头引出、折回,穿上插销,必要时用钉板机钉好。(4)拉紧排水板,将插入杆对准桩位。(5)开启振动将插入杆压入地基。(6)到达设计深度(预先在插入杆用红漆划上标志)后将插入杆拔出。开始提起时加振动,以便排水板被牢固锚固于孔底。(7)在砂垫层以上30cm处将排水板剪断埋入砂中。(8)移至下一个桩位。

5.5.3施工注意事项

(1)轨道顺堤轴线方向铺设,铺设轨道时应使同一断面保持水平, 以保证施打时垂直度 20cm然后包好滤膜), 再用钉板机钉牢。接长的根数不宜超过打设根数的5%,一般最多只允许接长一次。接长的板宜调整到护坡道位置打设。

(4)施工时应加强检查,保证板距、垂直度、板长、跟带长度等符合规范要求,否则应予重打, 重打的桩位与原桩位位置不大于板距的15%。

(5)塑料排水板剪断预留砂垫层面以上长度不小于20cm。

(6)当插杆提起后所留杆孔,不能用粘土块或其他材料堵塞,必须用砂灌满,以防堵塞排水通道使处理失败。

(7)施工时逐桩做好施工记录。

5.6沉降观测板埋设及观测

根据设计要求应在软土处理地段埋设沉降观测标志。在堤中心底部设沉降板,随着填土高度的增加接长观测杆。沉降板应埋入砂垫层内离堤基底部 5～10cm,观测杆上套 25cm的聚乙烯塑料管。沉降观测标志应认真保护,做出明显的标志,防止施工中碰撞。

六、结语

工程实践证明,采用此施工工艺可以有效地预防及正确处理施工过程中出现的不良现象,将大大地提高工程效益与经济效益。总而言之塑料板排水法具有效提高软土路基承载力，减少地基过量沉降和不均匀沉降，施工工期短，沉降量小、稳定性好。避免软土地基大量挖弃，对环境无污染，对周围土体无扰动，此法在工程技术中的应用越来越广泛。

参考文献：

[1]王保兴,范小娟.塑料排水板固结法在软土地基中的应用[J].西部探矿工程,2000,(03).

[2]王树理,夏柏如,王强.塑料插板堆载预压排水固结法在深圳湾填海区软基处理中的应用[J]探矿工程(岩土钻掘工程),2000,(04).

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。