塑料排水板排水固结法在路基软土施工中的应用.pdf

浙 江 建筑 ， 第 2 7卷 ， 第 1 0期 ， 2 01 0年 l 0月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n ， V o 1 2 7 ，N o 1 0 ，O c t 2 0 1 0 塑料排水板 排水 固结法在 路基 软土施工 中的应用 Ap p l ic a t i on o f p l a s t i c dr a i n a g e p l a t e me t h o d i n s o f t r o ad b e d c on s t r u c t i o n 朱磊 ， 张 守起 ， 姜吴 刚 ， 崔正 云 ZHU Le i ，ZHANG S ho u qi ，J I ANG Wu gan g， CUI Zh e n g yu n ( 1 湖州市南浔区审计局 ， 浙江 湖州 3 1 3 0 0 9 ； 2 湖州市南 浔新 区建设指 挥部 ， 浙江 湖州 3 1 3 0 0 9 ) 摘 要 ： 道路工程 中经常遇 到软 土路段 ， 其特点是含水量大 、 孔隙 比大 、 压缩 系数高 、 强度低 ， 非常不利 于施 工和满足 使用功能 所具 备的力学性能。通常的处理方式有 塑料排 水板排水固结法 、 砂井加 固法 、 土工织物铺垫法 、 换 土法 、 水 泥搅拌桩加 固法。根据 不同的工程 概况 ， 选择合理的处理方式 ， 既能有效 达到设计 目的满足功能需求 、 方便施工 ， 又能 降低 造价 。通过 某道路软 土段加 固 实例 ， 分析对比了水泥搅拌桩和排水板 法的区别 、 利弊 ， 为类似工程合理选择加 固方案提供参考 。 关键词 ： 软土 ； 塑料排水板 ； 水泥搅拌桩 ； 合理 选择 中 图分 类 号 ： T U 4 7 1 8 文献 标 识码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 0 ) 1 00 0 3 30 3 l 项 目背景 某城市道路设计宽度 6 0 m， 厂 鬲 磊 长 度 2 0 0 0 m， 其 中长 度 约 3 0 0 m、 。 i 单 幅 路 宽 度0 2 0 m 范 围 段 穿 越 老 L 等 生 - j 河道 ， 需要对老河道的软土进行加 l l 固处理。设计院出具的方案为水 陌 浯 ! 泥 搅 拌 桩 加 固 法。 流 程 见 图1 。 ； 其中虚线框内属于软土加固 。 三 三三 。 施工部分， 水泥搅拌桩是改变原L 型型堕 土体 成 份 和 结 构 面 貌 ， 水 泥 作 为图1 搅拌桩法 固化 剂 将 土 和 浆 液 搅 拌 注 入 孔 施工流程 桩 ， 经 过 物 理 化 学 作 用 生 成 有 较 高强 度和 变形 特 性 ， 水 稳 定 性 的混 合 柱 体 。这 种 方 式 改善 土 体力 学性 能具 有施 工 速度 快 ， 成 功 可 靠 度 高 的特性 。 建 设单 位 技术 人 员对 老河 道 踏勘 、 观 察 ； 对道 路 线 形走 向观测 后发 现 ： ( 1 ) 道路 并 非 整 个 断 面 都 穿 越 老 河 道 ， 只是 单 幅 部分 侵入 ， 若 采 用水 泥搅 拌桩 则 利用 率 低 ； 收 稿 日期 ： 2 0 1 0 0 4 0 7 作 者 简 介 ： 朱磊 ( 1 9 8 3 一 ) ， 男 ， 浙 江 湖 州 人 ， 工 程 师 ， 从 事结 构 设计 工 作 。 ( 2 ) 河道土体含水量大， 孔隙 厂面 舔 比大 ， 淤 泥 层 不 是 很 厚 约 5 0一 ； 8 0 m ， 容 易 铲 除 ， 易 于 排 水 固 结 ； L 塑 等 ( 3 ) 此路段 处于 开发 区未 建 l 堕 I 区域 ， 通行量非常小 ， 并 不急于投j 磊： i 入 使 用 ， 这 为 采 用 塑 料 排 水 板 法 提供了时间的 保证。 三 三三。 根据这些特点， 建设单位提L型 堕 议 修 改 加 固 方 案 ， 采 用 塑 料 排 水图2 塑料排水 板 排水 固结 的方 法 。施 工 流 程 见 板法施工流程 图 2 。 2两种 方案对 比 水 泥搅 拌桩 法 和塑料 排 水板 两种 加 固方 案 的主 要施 工 区别 在于 第 四步 之后 ， 采 用 水 泥 搅 拌 桩加 固 时需 要 打桩 、 灌 浆 ； 采 用 塑料 排水 板加 固需 要将 排水 板插 入地 下 ， 剪 断露 出地 面 的排水 板 ； 排水 板法 施工 需要 在地 面 上堆 载施 加压 力 ， 对原 状 土造 成挤 压 ， 从 而有 利排 水 ； 排水 板法 需 要在 路两 侧挖 掘排 水 沟 ， 排 除 土体 中挤 出来 的水 分 。 3 4 浙江建筑 2 0 1 0年第 2 7卷 2 1 水 泥搅拌桩 加 固 桩径 0 5 m， 处理 桩长 1 5 m， 单桩 承载力 设 计值 8 0 k N， 水 泥掺人 量不 小 于加 固土体 重 量 的 1 5 ， 桩 问距 1 3 m， 正三 角形 布置 。 2 2塑料排 水板加 固 采用截面尺寸 1 0 0 x 4 5 ， 纵 向通水量 3 5 C IT I s ， 虑膜等效 孔径 7 5 I 1 IT I ， 抗 拉 强度干 态 2 5 N e ra、 湿 态 2 0 N e m， 打入 地下 长度 1 3 m左 右 ， 间距 1 5 m， 正三角 形布 置 。 采用 塑料排 水板 排水 加 固路 基时 ， 工 程 的地 面 堆 载 过程 则 直 接 采 用 设 计 路 基 的 宕 渣 约 6 0 c m， 既 实 现 了对 土体 造成 压 力 ， 实 现 了 排水 ， 又 直接 进行 了铺 筑 宕 渣 的施工 ， 一举 两得 。 I l j 图3塑料排水板 ( 桩) 平面 尺寸 = 砉 = =二二 二 一 量 争一 争一 毒曹一 一 图 4塑 料 排 水 板 ( 桩 ) 位 置 布 置 图 表 1 两种 软 士加 固方 案 对 比表 人行道边 线 非机动车道 边线 机非分隔 带边线 互翌圈直夔 = 中分带边线 遒堕生： 缮 从 上述 对 比可 以发 现 ， 采 用 塑料 排 水 板排 水 加 固能 明显降低 造价 ， 且能 够减小 施工 劳动 强度 ， 不 产 生泥浆 、 噪音 、 污水 等 二 次 污染 ； 但 是 却 需要 近 一 年 的时间来 排水 固结 ， 以使 土体沉 降完成 ， 但是 考虑 到 此路 段 的特 性 ， 并 没 有 车辆 通 行 ， 只有 少 量 行 人 通 过 ， 且此段 道路 要求最 终投 入使用 的时 间 比较 宽松 ， 而且 采用 塑料排 水 板后 上 面 能迅 速 铺 宕 渣 ， 也 能保 证简易的使用功能 ， 所以最终修改了设计方案 ， 采用 塑料 排水板 进行 排水加 固。 3结 果 与 分析 在采用塑料排水板进行排水固结并进行加载后 ， 定期 对地表沉降进行观测， 根据其变化 情况来分析固结程度。 ( 1 ) 观测点 布置 。路 基 沉 降观 测 点沿 道路 中心 线 和河道 范 围选取 ， 分布 图见 图 5 。 旦 一 一 旦 Q 道路 中心线 耋 室 羹 羹 薹 薹 显 要 显 要 量 要 昱 图 5沉降点观测布置图 ( 2 ) 观测点 监测 数 据 。对 布置 的观 测点 进 行定 期测量 ， 记 录随着 时间的变化 每个点的高程 ， 见表 2 。 表 2沉 降 数 据 记 录 表 日期 观测点 2 5 6 7 临 1 临 2 临 3 临4 8 3 81 0 8 1 6 8 2 4 2 2 3 总 沉 降 mm 1 82 6 1 7 7 7 1 7 7 0 1 766 1 7 3 5 91 1 823 1 748 1 7 3 3 1 7 3 O ： ： 1 7 00 l2 5 I 75 2 1 681 1 6 7 8 1 6 7 6 ： ： 1 7 4 6 l l 6 1 9 5 7 1 8 9 3 1 8 8 0 1 8 7 0 ： ： 1 8 2 5 1 3 2 3 O 2 5 4 3 3 3 3 3 8 5 O 5 0 啪 瑚朋m 例 5 4 O 9 2 州 6 1 6 3；9 第 1 0期 朱磊等： 塑料排水板排水固结法在路基软土施工中的应用 3 5 84 8 2 8 O 78 76 74 72 l 6 6 1 6 4 1 6 2 1 6 O 1 5 8 l 5 6 1 5 4 1 5 2 3 6 9 3 68 3 67 3 66 3 65 3 6 4 3 6 3 3 6 2 3 61 0 5 O 1 O 0 l 5 O 2 0 0 观测天数 图 6观 测 点 随 时 间沉 降 变化 图 ( 3 ) 数 据 分 析 。 由 图 6可 以 看 出 ， 在 塑 料 排 水 板 施 工 完 毕 ， 进 行 加 载后 的 前 2周 ， 观 测 点 均 发 生 了较 大 幅度 的沉 降 ， 平 均 沉 降 量 达 到 6 c m， 随 着 时 间 的持 续 曲线越 来 越 平 缓 ， 沉 降 率 越 来 越 小 ， 总 的 沉 降 量 越来 越 大 ， 到 达 2 0 0 d之 后 观 测 点 的沉 降 曲 线 趋 于 直 线 ， 沉 降 率 为 0 ， 总 的沉 降量 达 到 稳 定 ； 观 测 点 临 2 、 临 3的沉 降 曲线 比 1 、 5的 沉 降 曲线 平 滑 有 规 律 ， 这 是 因 为 临 2、 临 3观 测 点 不 在 河 道 中且 距 离 河 岸有 一 定 距 离 ， 受 河 道 中软 土 的 影 响 较 小 ， 临 2、 临 3观 测 点 达 到 最 终 稳 定 状 态 的 时 3 7 5 3 7 4 3 7 3 3 7 2 3 7l 3 7 0 3 6 9 3 6 8 3 67 间 比观测 点 1 、 5短 。 4 结 论 根据 记 录 的数据 和分 析 结果认 为 河道 软土 段在 排水 固结 2 2 0 d后 达 到 稳 定 ， 进 行 了 土 体 实 验 确 保 可 以进行 道路 基层 、 面层 的施 工 。 本 工 程 采 用 塑 料 排水 板 加 固软 土路 基 ， 既满 足 了道路 力 学性 能 的要求 ， 又 节 约 了造 价 ， 且 没有 造成 施 工过 程 中废 水 、 泥浆 等 的二 次污染 ， 取 得 了 良好 的 技 术 、 经济 、 社会 效 果 。 ( 上接 第 3 2页 ) 5O 4O 基 董 3 O 2O 1 0 O L m 图 1 与 对 应 关 系 0 5 1 0 1 4 1 5 2 0 温 岭 地 区 S与 眉 对 应 关 系 S与桩 长 建 立 近似 1 L关 系 。 ( 2 ) 桩 型 系 数 K。假 定 、 A、 n 、 O l 已 定 ， 相 对 于 实 测桩 顶沉 降 值 S与 桩 型 系数 可 以 建 立 对 应 关 系 。对 于不 同 桩型 ， 由于其 应用 范 围不 同 ， 在温 岭地 区 可直 接与 沉 降总 量建 立对 应 ， 见 图 2 。 与桩 型系 数 K建 立 近似 常 数 关 系。钻 孔 灌 注 桩取 K=1 ， 振动灌 注桩取 K= 1 4 ， 预制桩 取 K=1 5 。 ( 3 ) 与桩基桩端持力层性质相关 的修正系数 A 。假 定 、 K、 1 1, 、 O l 已定 ， 相对 于实测桩顶沉 降值 S与桩基桩端 持力层 陛质相关的修正系数 A可以建立对应关系 ， 见图 3 。 s与桩 基桩 端 持力 层性 质 相关 的修 正 系数 A建 立 近 似常 数关 系 ； 桩 尖 持 力 层 为 淤 泥 时 A：2 ， 黏 土 时 A=1 51 9， 砂 土 时 A=1 21 4 。 ( 4 ) 桩 数 n 。假 定 、 K、 A、 O l 已定 ， 相 对 于 实 测 桩 顶沉 降值 5与 桩数 n可 以建 立 对 应关 系 ， 见 图 4 。 S与桩 数 n指 数 n 建立 近 似正 比关 系 。 50 4 0 重 3 0 2 0 l O 0 5 O 4O ll 3 0 20 1 0 O 05 1 D 1 2l 41 5 l 8 1 9 20 图 3 S与 A对 应 关 系 0 3 0 6 o 9 l 2 l 5 1 8 2 1 2 4 2 7 图 4 S与 J l 对 应 关 系 参 考 文 献 1 肖新颖 温岭软 土地 区建筑 沉降规 律研 究 D 杭 州 ： 浙 江工 业大学研究生院 ， 2 0 0 7 2 黄强 ， 刘 金砺 ， 高文 生 ， 等 J G J 9 4 - 2 0 0 8建筑 桩基技 术规 范 s 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 8 g u v 靼恒