九江堤防塑料排水板软基处理施工技术.pdf

2 0 1 0年第 3 7卷第 1 1 期 探矿工程 ( 岩土钻掘工程) 6 1 九江堤 防塑料 排水板软 基处 理施工技 术 王 志 磊 ( 中国水利水 电第一工程局有 限公 司， 吉林 长春 1 3 0 0 6 2 ) 摘要 ： 塑料排水板在海堤 、 公路 、 码头 、 水 闸等软基 加 固工 程 中应 用较广 ， 塑料排水 板处理 软地基 ， 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。在九江市 日 元贷款城市防洪工程八里湖大堤软基处理中成功应用了塑料排水板施工技术， 结合该工程实例。介绍了塑料排水 板施 工工艺。 关键 词 ： 塑料排水板 ； 软基处理 ； 固结沉 降 ； 九江堤 防 中图分类号 ： T V 2 2 3 5 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 2 7 4 2 8 ( 2 0 1 0 ) 1 1 0 0 6 1 0 3 C o n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y o f S o ft F o u n d a ti o n T r e a t me n t b y P l a s ti c Dr a i n a g e B o a r d i n J i u j i a n g D i k e W A N G Z h i l e i ( S i n o h y d r o Bu r e a u l C o L t d ，C h a n g c h u n J i l i n 1 3 0 0 6 2，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：P l a s t i c d r a i n a g e b o a r d i s wi d e l y u s e d i n s o ft fou n d a t i o n c o n s o l i d a t i o n f o r d i k e，r o a d，d o c k ，s l u i c e e t c I t wa s u s e d t o d r a i n t h e wa t e r i n t h eu n d a t i o n i n o r d e r t o i n c r e a s e t h e e ff e c t i v e s t r e s s i n s o i l p a r t i c l e s t o a c c e l e r a t e t h e c o n s o l i d a t i o n s e t t l e me n t o f t h e fou nd a t i o n a nd i mp r o v e t h e s t r e n g t hThi s t e c h n o l o g y ha s b ee n s u c c e s s f ul a p pl i e d i n t he flo o d c o n t r o l p r o j e c t o f B a l i L a k e d i k e i n J i u j i a n g C i t y Ke y wo r d s ： p l a s t i c d r a i n a g e b o a r d ； s o ft fou n d a t i o n t r e a t m e n t ；c o n s o l i d a t i o n s e t t l e m e n t ； J i u j i i a n g d i k e 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 ， 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。 这种方法 的优点是 ： 排水板成本较低 ， 在施工过 程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况 ； 断面 小 ， 对地基扰动小 ； 打设机械轻 ， 可用于较软的基地 。 九江市八里湖大堤有 1 4 0 0 m位于软土地基上 ， 采用竖向塑料排水板与砂垫层组合进行地基处理 。 塑料排水板基础处理工程量 为 1 6 5 0 0 0 m。主要 工 序为砂垫层铺设一排水板施打。现根据施工情况对 施工工艺总结如下 。 1 主要材 料 1 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 1 0 0 mm， 厚度 3 5 4 I n n， 每卷长 1 0 0 2 0 0 m。 排水板 ( 带 ) 的平面分布间距可借理论计算确定 ， 一 般为 i一 2 m。本工程采用宽 1 0 0 m、 厚 4 m m的 S P D 型塑料排水板 ， 每卷长度为 2 0 0 m。八 里湖 大堤 塑料排水板平面分布间距为 1 5 m梅花形布置 ， 排 水板插入地层深度 1 5 m。 滤膜 芯板 I l f 0 塑料排水板截 口 ) 链锁 图 1 城 垛式芯 板截面示意 图 排水板质量标准见表 1 。 每一批塑料排水板应经指定 的检查部门检验 ， 且附有出厂合格证及试 验、 检验报告 。在使用时应 经常检查塑料排水板的外套薄膜是否完好无损。 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 3 3 1 ；修 回日期 ： 2 0 1 00 80 9 作者简介 ： 王 志磊 ( 1 9 6 9一) ， 男 ( 汉族 ) ， 吉林 桦甸人 ， 中国水利水电第 一工程局 有限公司海 外事 业部主任 、 高级工程师 ， 水利水 电工程专业 从事水利水 电建设工作 ， 吉林省长春市绿园区锦西路 9 3 3号 ， w a n g z h i l e i 1 9 6 9 1 6 3 c o m。 6 2 探矿工程( 岩土钻掘工程) 2 0 1 0年第 3 7卷第 1 1 期 表 1 排水板质量标准表 断面 宽度 m m 尺寸 厚度 m m z z 通水能力 q q 7 8 5 F ， J 由试验确定 1 2砂垫层 水平排水体砂垫层应用中粗砂 ， 含泥量 1 5 t m 。 2 机械设备 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。 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 3 施 工质 量标 准 3 1 塑料 排水板 ( 1 ) 打入深度： 不小于设计值 ； ( 2 ) 拔管跟带长 度 ： 5 0 c m； ( 3 ) 板距误差 ： 5 c m； ( 4 ) 垂 直度 ： 1 5 。 3 2 砂 垫层 ( 1 ) 压实度 ： t_ - 9 0 ； ( 2 ) 厚度 ： 误差 2 c m； ( 3 ) 宽度 ： 不 小 于设 计值 。 4 施工 工艺 塑料排水板软基处理施工工艺流程为 ： 测量放 样一基础清理与整平一砂垫层铺设一放出桩位一施 打塑料排水板一灌砂封孑 L 一观测仪器预埋。 4 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 l 0 2 0 m放出堤轴线桩。 ( 2 ) 按照打设的宽度放出边桩及护桩 。 4 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。 4 3 砂垫层铺设 砂垫层总厚度 5 0 e m， 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。 4 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 x s i n 6 0 。 +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 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。 4 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 2 5 m， 人土速率 可达 1 0 m m i n 。在一些工程中塑料排水板( 带 ) 前端采用长 2 0 e m的短钢筋组合顶板机 固定锚固排水 板 ( 代替锚 2 0 1 0年第 3 7卷第 1 1 期 探矿工程 ( 岩土钻掘工程 ) 6 3 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。 4 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 。 4 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 3 0 e m处将排水板剪断埋人 砂 中。 ( 8 ) 移至下一个桩位。 4 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 2 0 e m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 1 5 。 ( 5 ) 塑料排水板剪 断预 留砂垫层面 以上长度不 小于 2 0 e r a 。 ( 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。 4 6 砂浆及填坑 ( 1 ) 打设形成 的孔洞应 用砂 回填 ， 不得 用干块 堵 塞 。 ( 2 ) 将施工 中形成的坑凹填平 。 ( 3 ) 将排水板端头压倒水平埋设于砂垫层 中。 4 7 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 人砂 垫层 内， 离堤 基底 部 5l 0 e m， 观测杆上套 2 5 c m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 。 应认真做好沉降观测 ， 埋设完应测量一次， 以后 每填一层土 ， 再观测一次 ， 并及时做好记录。 在预压期间应继续进行观测。第一个月每周一 次 ， 第二 、 三个月每半月一次 ， 第四个月开始 ， 每月一 次 。 5 经验体会 九江市八里湖 旧堤 为土堤加浆砌 石防浪墙组 成 ， 建于 2 0世纪 6 0年代 ， 为人工筑堤 ， 不少堤段塌 陷变形 ， 堤基主要为淤泥质土层 ， 淤泥层较厚 ， 为 8 1 5 m。含水量 为 3 9 一5 0 ， 透水性弱 ， 排水 固 结速度较为缓慢。施工 中易形成不均匀沉陷， 产生 剪切变形。因而施工中注意以下 2点。 ( 1 ) 严格控制加荷速度 ， 以防加荷 过快 基底土 层产生剪切破坏。施工 中加强观测 ， 掌握地基变形 动态 ， 以保证在加载过程 中地基的稳定性 ， 并进行分 级加载。本工程加载分两级进行 ， 一级加载高度为 3 5 m， 二级加载高度为 2 0 m， 间歇期 4 0天。 ( 2 ) 预留沉降量 。根据地质勘测报告中地基淤 泥压缩性指标 ， 计算 大堤的总沉降量及施工后期 的 沉降量 ， 结合施工中的观测沉降数据分析 ， 以准确估 算大堤预留沉降量 ， 使 大堤经过固结稳定后的高程 达到设计标准。 参考文献 ： 1 G B 5 0 2 8 6 9 8 ， 堤防工程设计规范 S 2 G B 5 0 2 9 09 8 ， 土工合成材料应 用技术规 范 S 3 杜常春 ， 周喜锋 ， 焦德 智 某大 型软土深 基坑 围护 中多种 支护 技术的优 化 组合 J 探 矿工 程 ( 岩 土钻 掘 工 程 ) ， 2 O o 9 ， 3 6 ( 5 )： 5 96 2， 6 5 4 聂士城 ， 陈振建 ， 方家强 ， 等 塑料排 水板堆载 预压 法加固软基 的案例 J 岩土工程 界 ， 2 0 0 3 ， 6 ( 1 2 ) ： 5 6 5 8 5 何立涛 塑料插板堆 载预压排 水固结法 在软基 处理 中的应用 J 工程建设 ， 2 0 0 8 ， 4 0( 6 )