塑料排水板软土地基施工技术总结.doc

塑料排水板软土地基施工技术总结
塑料排水板堆载预压软土地基处理施工工法
RJGF(闽)—35—2008
完成单位：福建建工集团总公司
主要完成人：林庆胜 戴益华 林武 罗斌德
1 前言
我国东南沿海地区广泛分布着软弱粘性土层，其压缩性高、透水性差，强度较低，地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求，这种地基通常需要采取处理措施，塑料排水板堆载预压排水固结法是处理软土地基的有效方法之一。采用此预压排水固结法可以使地基的固结、沉降在加载预压期间大部分或基本完成，并加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。我公司在泉州市海峡体育中心运动场与室外停车场等工程均采用塑料排水板堆载预压排水固结法进行软土地基处理，经过工程实践，总结形成本工法。
2 工法特点
2.0.1 排水板质量轻，强度高，单孔过水断面大，排水畅通；耐久性好，成本较低。
2.0.2 堆载预压材料可就地取材，成本较低。
2.0.3 塑料排水板断面小，对地基扰动小；在施工过程中其排水沟槽截面不易因受土压力作用而压缩变形。
2.0.4 采用机械埋设，施工效率高，可缩短地基加固周期。
3 适用范围
适用于工业与民用建筑、机场跑道、体育场地、冷藏库、水池、道路、堤坝、码头堆场等软弱地基土的处理。
4 工艺原理
塑料排水板的内部为聚乙烯或聚丙烯加工而成的多孔道板带，外包土工织物滤套，具有隔离土颗粒和渗透功能，通过在软土地基中设置竖向塑料排水板，水平方向设置排水通道，然后在地面分级堆载预压，将土体中的孔隙水排出，从而使地基发生沉降，地基土逐渐固结，达到提高地基承载力和稳定性的目的。

5 施工工艺流程与操作要点
5.1 施工工艺流程
施工准备

施工工艺流程见图5.1
堆载预压
施工监测
铺设水平排水砂垫层
排水板施工
卸载

图5.1 施工工艺流程图

5.2 操作要点
5.2.1 施工准备
1 明确设计意图，了解地质勘察资料、施工场地的周围环境与场地外排水设施；
2 根据设计要求编制施工组织设计，对班组进行技术交底；
3 平整场地，修筑临时施工便道；
4 布设施工测量基线，并根据建设单位提供的测量控制基准点进行场地高程测量；
5 划分施工区段，标出分界线；编制安排打设顺序；
6 确定插板机的形式、套管形状和尺寸、管靴的形状、尺寸与材料。
5.2.2 铺设水平排水砂垫层
1 宜采用含泥量小于3%的中砂，渗透系数不低于10-3cm/s；
2 排水砂垫层的厚度一般为300mm～500mm；
3 排水砂垫层的施工宜采用机械分堆摊铺法或人工摊铺法，在施工过程中要避免对软土表层的过大扰动，必要时铺设土工布，以免造成砂土泥混合，影响排水效果。
5.2.3 排水板施工
1 测量定位：用全站仪或经纬仪、钢尺确定打设区域控制角点位置，放出每个塑料排水板的打设点位置，并做好标记；
2 插板机就位：根据打设板位标记进行插板机定位；
3 安装管靴：将塑料排水板穿过插板机的套管，从套管下端穿出，与专用管靴连接。排水板与管靴连接示意图见图5.2.3。

图5.2.3 排水板与管靴连接示意图
1 排水板 2 排水板弯折部分 3 管靴 4 套管
4 调整垂直度：调整插板机套管的垂直度，满足相关规范规定的要求；
5 标高控制：在打设套管或打设架上设置明显的深度标记，也可以配备打设深度自动记录仪器或选择可测深的排水板产品；
6 打设、拔管：将插板机套管（连同管靴和塑料排水板）插入地层，当排水板插入到设计深度后，拔出插板机套管，则排水板被固定于孔底。
7 剪断排水板：插打排水板完成后，拔出插板机套管，剪断排水板，塑料排水板超过孔口的长度应能深入砂垫层不小于500mm，预留段应与时弯折埋设于砂垫层中。
8 检查排水板板位、垂直度、打设深度、外露长度等，符合规范要求后方可移机，否则须在邻近板位处重打；
9 插入塑料排水板后，在孔洞收缩之前，用中粗砂与时回填，防止泥土等杂物掉入孔内。
10 设置集水井和地面排水通道：施工过程中应与时与监理、业主、设计院沟通，根据地基处理后的排水量大小，设置集水井和地面排水通道，将排出的深层孔隙水排出施工场地。
5.2.4 堆载预压
1 堆载预压的材料宜采用素填土、砂等散料；
2 堆载要严格控制加荷速率，按设计要求分级加荷。根据堆载材料的密度，换算成相应散料的每级堆载高度，保证在各级荷载下地基的稳定性，同时要避免局部堆载过高而导致地基局部破坏。一般堆载控制指标是：最大竖向变形量不应超过10mm/d～15mm/d；边缘水平位移不应大于5mm/d；孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的50％～60％；
3 堆载边缘宜超出地基处理部位底边缘并适当超出插板地带；
4 大面积施工时可采用自卸车与推土机联合作业，但要注意不能损坏已插好的排水板，更不允许超铲将塑料排水板拔出。
5.2.5 施工监测与检验验
1 地面沉降监测
1) 根据设计要求在软土处理地段埋设沉降观测标志、设置沉降板，沉降板钢板可采用600mm×60 mm×9mm的钢板，直杆(沉降杆)为一根φ50mm的钢管，并由一根套管与四块钢肋板将其焊接在沉降板上。沉降板结构示意图见图5.2.5；

图5.2.5 沉降板与沉降杆结构示意图
1 沉降杆 2 套管 3 肋板 4 沉降板
2) 沉降杆应随填土升高而逐渐接高，一般每段接管的长度为500mm，两端由螺纹接头与空心管紧咬连接，随着填土高度的增加接长观测杆与套管。沉降观测应有明显的标志，防止施工碰撞；
3) 根据设计要求做好沉降观测，埋设完应至少测量两次，以后每增加一级荷载，至少观测两次，并与时做好记录。在预压期应继续进行观测。
2 深层土体水平位移监测（测斜管）
采用钻机导孔埋设，达到要求的深度后，埋置 Ф70mm 双向测斜管，测斜管底部应封死。管壁孔隙可采用注水泥浆或灌砂固定。监测时，采用测斜仪测试，每500mm测读一次数据，监测频次按设计要求。
3 孔隙水压力监测
在埋设地点采用钻机钻孔，达到要求的深度后，将孔隙水压力计先后放入，相邻孔隙水压力计间应有隔断措施，防止水压连通，每个孔隙水压力计间距应不小于1000mm，采用频率接收仪进行监测。
4 深层沉降监测
采用钻机导孔埋设，达到要求的深度后，先埋置波纹管，第一节波纹管底部必须封死，至一定深度后，插入导管与波纹管一并压至孔底。波纹管露出地面150mm～200mm，并用砼固定，导管外露300mm～500mm，并随填土增高，接出导管并外加保护管。采用水准仪测读。
5 原位测试和室内土工试验
地基加固前和预压稳定后，分别进行土体的物理力学性能试验、静力触探试验与十字板剪切试验。试验断面视工程和地质变化情况而定。
5.2.6 卸载
地基达到设计要求的预压时间或沉降量的要求后，按设计要求方可分期分级卸载，并应继续观测地基沉降和回弹情况。
5.3 劳动力组织
根据各施工阶段的需要，与时配备相关的劳动力。插板机每台设备每工作班配备机械操作手1人，记录1人，辅助工2人。堆载、卸载时应增加驾车与修平人员若干。
6 材料与设备
6.1 材料
6.1.1 常用的塑料排水板型号有A型、B型、C型，其技术、质量指标应符合设计要求。
6.1.2 排水垫层材料宜采用中砂，其技术、质量指标应符合设计要求。
6.2 机具设备
6.2.1 塑料排水板施工所用插板机一般分为振动式和液压(静压)式。其行进方式宜采用履带式、步履式或轨道式。
6.2.2 插板机的套管应与插板机的型号相匹配，其断面形状和尺寸应满足打设垂直度、深度对套管强度与刚度的要求，并应减少对地基产生扰动。
6.2.3 管靴可选用钢板、钢筋、混凝土或硬质塑料等材料，根据不同的地质情况与打设条件自行设计、制作。
6.2.4 堆载预压机械可选用挖掘机、推土机并配合自卸汽车进行组合。
6.2.5 其他辅助机具包括小货车、全站仪、经纬仪、水准仪等。
7 质量控制
7.1 质量控制标准
7.1.1 塑料排水板施工质量应符合下表7.1.1的规定。
表7.1.1 塑料排水板施工质量标准
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
板距（mm）
±150
抽查3%
2
板长
不小于设计值
抽查3%
3
竖直度（%）
1.5
查施工记录
7.1.2 塑料排水板的型号、规格与材质，应符合设计要求和《塑料排水板质量检验标准》JTJ/T256与《公路路基施工技术规范》的有关规定。
7.1.3 塑料排水板埋设的数量、排列间距、形式、深度应符合设计要求。
7.2 质量保证措施
7.2.1 塑料排水板自生产至打设的储存期应控制在3～6个月，不宜超过1年，进入现场后应码放整齐、避免雨淋、防止日晒。
7.2.2 现场堆放的塑料排水板，应采取措施防止损坏滤膜。
7.2.3 要保持排水板入土的连续性，发现断裂应重新施插。
7.2.4 塑料排水板打设时应防止排水板打设过程中发生扭结、断裂和滤膜撕破等现象，防止淤泥进入板芯堵塞输水孔，影响塑料板的排水效果。
7.2.5 管靴应经多次试验后确定，以保证排水板的回带长度不超过500mm，且回带的根数不超过打设总数的5％。
7.2.6 塑料排水板不得搭接。
7.2.7 塑料板与管靴连接要牢固，避免提管时脱开将塑料板带出。
8 安全措施
8.0.1 应对施工操作人员进行安全教育和安全技术交底。
8.0.2 施工现场的临时用电应遵守《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规定。
8.0.3 进场的施工机械设备应完好、整洁，保证具有良好的运转状态，满足《建筑机械使用安全技术规程》的有关安全规定。机械操作手必须持证上岗。
8.0.4 堆载时设专人指挥卸车，保证安全。
9 环保措施
9.0.1 对于有六个月以上排水要求的排水板，芯板不能使用塑料再生料。
9.0.2 施工过程中应与时清理现场剩余材料与建筑垃圾,做到文明施工。
9.0.3 运输堆载材料时应防止砂土在路上撒落。采取措施防止运输车轮将泥土带出工地。
10 效益分析
10.0.1 用塑料排水板具有效率高，运输量小，对土的扰动小和施工质量有保证等优点。
10.0.2 由于塑料板与插板机械轻便，更适用于大面积超软弱地基土上进行机械化施工。
10.0.3 加固效果好，承载力可提高70%～100%，经6个月，固结度可达到80%，加固费用比袋装砂井节省。
11 应用实例
11.0.1 工程概况
泉州市海峡体育中心总占地面积34万m2，场地地基处理总面积约23万m2。本工法用于体育中心的热身训练场、室外停车场、市民广场、道路与绿地等工程，场地土层主要为素填土、淤泥、粉质粘土(局部)和中粗砂(局部)，其中素填土厚度约为3.8m～4.5m，淤泥层厚度约为4.50m～12.60m；中粗砂分布不均，位于淤泥或粉质粘土层下,中粗砂的地下水属孔隙型承压水。竖向塑料排水板埋设采用梅花型布置，板间距1.2m～1.8m，总处理长度约133万米。
11.0.2 施工情况、应用效果
本工程于2006年11月开工，2008年6月2日竣工。施工中采用B型塑料排水板、液压式插板机，打设深度为10m～19m，打设根数92000根，插板机套管选用扁型，宽度为130mm，管靴采用钢筋，打设过程中严格控制回带长度，回带长度为30mm～80mm，回带根数占总打设根数的0.8%，施工过程中严格按照规范的要求组织实施，与时进行现场测试工作，根据试验结果，场地内未处理的淤泥层原状土抗剪强度为25.4KPa，地基处理后的原状土抗剪强度为29.9KPa，，预压后淤泥层的地基抗剪强度增长18%；地面沉降561.9mm，平均固结度达85.3%，平均工后沉降120.5mm，通过对地基处理监测数据的分析整理，本工程的地基处理效果满足设计和规范的要求。
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