小议塑料排水板法与其他方法处理软土地基的施工对比试验.doc

小议塑料排水板法与其她方法处理软土地基施工对比试验
【摘   要】文章叙述了塑料排水板法处理软土地基方法, 而且在实际应用中进行了与其她方法对比试验, 最终总结出处理软土地基关键点。
【关键词】软土; 塑料排水板法; 对比试验 ; 软土地基处理;

一、 概述: 软土地基处理必需性
所谓软土, 从广义上说, 就是强度低、 压缩性高软弱土层; 以空隙比及有机质含量为主, 并结合其她指标, 可将软土划分为软粘性土、 淤泥质土、 淤泥、 泥炭质土及泥炭五种类型, 习惯上常把淤泥、 淤泥质土、 软粘性土总称为软土, 而把有机质含量很高泥炭、 泥炭质土总称为泥沼。泥沼比软土含有更大压缩性, 但它渗透性强, 受荷后能够快速固结, 工程处理比较轻易。所以我们关键讨论天然强度低、 压缩性高且透水性小软土上路基施工。
软土其成因大致可分为海洋沿岸沉积和内陆湖盆地沉积两大类。按其沉积环境及特征差异, 则可分为以下表所列七种类型。
软土成因特征
成因类型
特 征
泻湖相沉积
颗粒细, 孔隙比大, 强度低, 常夹有薄层泥炭
湖谷相沉积
孔隙大, 结构疏松, 含水量高, 分布范围窄
滨海相沉积
面积大, 厚度大, 夹有粉沙薄透镜体, 孔隙大
三角洲相沉积
分选性差, 结构不稳定, 粉沙薄层多, 有交错层理、 不规则尖灭层及透镜体夹层, 结构疏松
湖相沉积
粉土颗粒成份高, 成放射状分布, 层理均匀清楚, 表层多含有硬壳
河漫滩相沉积
沉积凌乱, 以淤泥与软黏土为主, 含中细砂交错层, 呈透镜体分布
丘陵谷地相沉积
呈片状、 带状分布, 靠山边浅, 谷中心深, 含有较大横向坡, 颗粒由山前到谷中心逐步变细
中国各地不一样成因软土都含有近于相同共性, 关键表现在:
（一）天然含水量高、 孔隙比大。含水量在34％～72％之间, 孔隙比在1.0～1.9之间, 饱和度通常大于95％, 液限通常为35％～60％, 塑性指数为13～30, 天然容重约为15～19KN/m3。
（二） 透水性差。大部分软土渗透系数为10-8～10-7cm/s。
（三） 压缩性高。压缩系数为0.005～0.02, 属于高压缩性土。
（四）抗剪强度低。其快剪粘聚力在10KPa左右, 快剪内摩檫角在0～50之间。
（五）含有触变性。一旦受到扰动, 土强度显著下降, 甚至呈流动状态。
（六）流动性显著。其长久抗剪强度只有通常抗剪强度0.4～0.8倍。
软土在中国滨海平原、 河口三角洲、 湖盆地周围及山涧古地都有广泛分布。在软土地基上修筑路基, 若不加处理, 往往会发生路基失稳或过量沉陷, 造成公路破坏或不能正常使用。公路施工时常常面临工期担心问题, 在修筑路基时若不对软土地基采取有效加固处理, 一样会造成路基破坏。所以, 在建设高等级公路时, 必需进行软基加固处理。
二、 塑料排水板法处理方案及特点
塑料排水板法。塑料排水板是带有孔道板状物体, 插入土中形成竖向排水通道。因其施工简单、 快捷, 现在中国广泛使用, 效果亦佳。塑料排水板按其结构形式可分为多孔单一结构型和复合结构型两大类。多孔单一结构型是一个经特殊加工两块聚氯乙烯树脂透水板, 这种塑料板含有耐酸碱、 不膨胀、 不变质等特点。在该结构中还有用纤维质无纺布和多孔质材料制成, 这种排水板在土压力作用下过水面积降低, 排水效果效果较差。复合结构型内为用聚氯乙烯或聚丙烯做成芯板, 外面套以用涤纶类或丙烯类合成纤维制成滤膜。板宽通常为100mm,厚3～4mm。塑料排水板应符合质量标准, 所以, 购进产品要有正式商品或牌号, 并有出厂检验合格证, 在工地每10万米最少抽一个样品进行检验, 合格后方可使用。
塑料排水板要用插板机插入土中。从插设方法上讲, 一类是套管式插板机, 另一类是无套管式插板机。前者施工步骤以下: 将塑料排水板由后边卷筒经过井架上方滑轮, 插入套管内—排水管被套管输送滚轴夹住, 一起压入土中—达成预定深度后, 输送滚轴反转松开排水板, 上拔套管, 塑料排水板便被留在土中, 在地面以上20cm左右将排水板切断。
无套管式插板机是用转杆直接将塑料排水板压入土中。这种插板机较轻便, 操作简单, 速度快, 但塑料排水板轻易被损伤或随钻杆拔起, 地基强度较大时更不宜使用。
三、 使用塑料排水板法和其它方法处理软土地基对比试验
1、 工程概况。佛山市拟建设环城公路主干线（简称佛山一环）为一级公路兼城市快速路。地理位置处于珠江三角洲地域, 沿线范围内普遍分布有软土地基, 该类软土含有含水量、 压缩性高、 渗透性低、 天然强度低特点, 是经典珠江三角洲地域软土。所以, 在建设高等级公路时, 必需进行软基加固处理。建设单位有针对性地设置了佛山一环软基处理试验段。
本试验段选址在桩号K11+880～K12+270处。路基长390m, 宽120m。工可勘察资料和补充勘察资料表明, 本段非水塘路段表层普遍存在1m左右硬壳层或耕植土层, 软土层包含淤泥、 淤泥质土、 淤泥质砂层等。软土（淤泥、 淤泥质土等）厚度较均匀, 厚度约7.5～10m。部分路段软土层夹薄砂层较多或含砂量较大。软土有机质含量较少, 约1.34～2.65%。软土层下普遍下卧砂层。部分路段砂层下面分布一层淤泥质粘土, 如最近钻探表明, K12+015周围钻孔表明, 18～32m深度范围内存在淤泥质粘土层。标贯试验表明, 研究段砂层为非液化砂层。地下水对混凝土、 钢筋无腐蚀性。
2、 软基处理方案选择。地基处理方案选择受软土空间分布、 软土性质、 工期等影响较大。参考佛开、 广佛高速公路地质条件, 结合广东省软基处理经验, 确定了以下软基处理试验方案, 以下表:

      3、 软基处理对比试验。本试验段在经过试验确定软基处理方案同时, 还对软基处理相关处理方法进行了对比研究, 具体内容以下:
　　（1）塑料排水板、 袋装砂井对比。D区和H区对比排水板与袋装砂井加固效果。本条高速公路软基处理方案将以排水固结法为主, 所以, 优化选择塑料排水板是本试验段关键任务。
（2）土工合成材料加固效果对比。土工合成材料对协调不均匀变形作用显著。考虑到本工程路基宽度较大, 软土空间分布改变大, 合理选择土工合成材料非常关键。D区和H区对比聚合土工格栅与钢塑土工格栅加固效果。
（3）强制水平排水对比。本工程路基宽度大, 仅依靠砂垫层难以立刻、 有效地排出孔隙水, 砂中地下水对路堤浮力增大, 预压力减小, 增加工后沉降, 影响地基处理效果, 所以有必需采取强制方法抽排砂垫层中地下水。
本研究段在D区、 H区利用水平水管和射流泵或真空泵进行强制排水。而且研究是否强制排水时地下水位不一样改变。
4、 监测断面设置
　　鉴于本项目本身特点, 监控断面布设时采取“少而精”标准, 试验段每一个软土地基处理形式区段部署1～2个监控断面, 对表面沉降、 分层沉降、 测斜、 孔压、 地下水位、 格栅应变测试等方面进行监测, 以求取得软基处理工程数据。对于搅拌桩复合地基、 预应力管桩复合地基, 不进行测斜、 地下水位观察, 但对静土压力进行检测。为了对汽车动荷影响进行研究, 在塑料排水板试验区域进行动土压力观察。
四、 结语　
经过对比试验, 塑料排水板法处理软土地基含有以下优点:
1、 滤水性好, 排水通畅, 排水效果显著。
2、 材料有良好强度和延展性, 能适合地基变形能力而不影响排水性能。
3、 排水板断面尺寸小, 施打排水板过程中对地基扰动小。
4、 施工快、 工期短, 造价比袋装砂井低。
对于深厚软土地基采取排水固结法进行加固时, 从技术上和经济上考虑, 采取排水板几乎是唯一经济、 有效、 可行方法。