塑料排水板在处理软土地基施工中的应用.doc

塑料排水板在处理软土地基施工中的应用

【摘要】 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的，特别是到了21世纪，各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。新材料、新技术及新管理方法在土木工程中的应用不断涌现。本文介绍了段塑料排水板处理软土地基的材料要求、机械设备、质量标准、施工工艺及布桩方法。
【关键词】 新材料 塑料排水板 处理 软土 地基 技术
【abstract】 Civil engineering is accompanied by the development of human society development, especially in twenty-first Century, all fields to create good conditions for the advancement of civil engineering. Application of new materials, new technology and new management in civil engineering are emerging. This paper introduces the section of plastic drainage board in soft soil foundation treatment of the materials, machinery and equipment, quality standards, construction technology and pile method.
【Key words】 new material Plastic drainage plate manage weak soil ground technology

土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的，特别是到了21世纪，各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快，尤其在近年来，发展极为迅猛。几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦，展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现，新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快，数量之巨，令世界各国惊叹不已；但是，自改革开放以来，我国城市发展进入了一个崭新的阶段。城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。这就要求更多的建筑满足城市发展的需求，但是不难看出，目前，我国的城市建筑尤其是房屋建筑，并不能满足人们的需求。
为了更好的解决我土木工程建设过程中的问题和抓住良好的发展机遇。我国土木工程建设在不断采用新技术，开发新材料并积极开拓新的开发空间。
首先，就是在空间上的开发，从高层到地下空间不断得到利用。比如说高层建筑物不仅在数量上越来越多，而且在高度上也越来越高，与地面高空发展相对应，地面下基坑开挖的深度越来越大。其次，就是新材料的使用。钢材将朝着高强、具有良好的塑型、韧性和可焊性方向发展，高性能混凝土和其他复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性能方面发展及高轻质材料的出现。再次，就是新技术的应用。由计算机技术和力学的结合产生的新的计算理论和计算手段和新材料的结合和新管理技术运营方式的采用及新理念在我国土木工程建设过程中发挥了越来越重要的作用。
下面举例说明新材料在处理软土地基施工中的应用。
竖向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，达到提高地基固结度的目的。这种方法的优点是：排水板是工厂生产的，质量容易控制，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，可用于软软的基地。主要工序为排水板施打。砂垫层铺设和土工布铺设。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
本项目使用可测深式排水板，其是采用金属导线放置在薄膜粘合缝处，与排水板组合一体,当排水板埋设在地基中，在地面用电子测深仪能直接测量每根排水板在地基中的深度，操作简便、直观。每一批塑料排水板应经指定的检测部门的检验，且附有出厂合格证及试验、检测报告。在使用时应经常检测塑料排水板的外套薄膜是否完好无损 。
塑料排水板在搭设时，在板体剪断后，且在下导管之前，应严格采用焊接的方式将板体中的两根金属丝进行焊接，以确保连接质量，不得采用手工拧接的方法，并且应保证搭设后其可测深率达85以上。
1.2格栅
铺设土工格栅的目的是为增强地基整体强度、协调地基变形、提高路基稳定性。
本项目采用经编土工格栅，经编土工格栅采用双向土工格栅，铺设经编土工格栅的目的是为增强地基整体强度，提高路基稳定性。
经编土工格栅的铺设的铺设位置一般在砂砾垫层中部铺设1层或在中部及顶部各铺设1 层。经编土工格栅技术要求：纵向延伸率为10%时，极限抗拉力50kN/m，横向延伸率为10%时，极限抗拉力35kN/m，并要求搭接时按照“同等强度”原则执行。
2.搭设塑板机械设备
搭设塑料排水板的设备有三种形式：
一种为挖掘机改装插板机，一种为履带式、门架式插板机，一种为门架式改装（双电 机）插板机。挖掘机改装插板机靠静压施工，适用于淤泥层较薄、层间没有夹层、地 质条件特差路段，履带式插板机、门架式插板机（岩电机，激振力一般为20～30吨）， 此在插板机对于夹层较厚（夹层厚度>2.0m）的路段以以施打。门架式改装插板机（ 双电机、激振力一般在60t左右），该类插板机适用于夹层厚度<4.0m的一般路段。全线要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备，不可用锤击式或水冲式。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。
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 ≤ 50cm
（3）板距误差 ≤ 15cm
（4）垂直度 ≤ 1.5cm
3.2砂垫层
（1）压实度 ≥ 90%
（2）厚度 2cm
（3）宽度 不小于设计值
4.施工工艺流程
测设放样——地面清理及整平——铺设砂砾垫层20cm——放出桩位——施达塑料排水板——铺设砂垫层——铺土工布——埋设沉降观测板。
5.施工工艺
5.1测量放样
（1）根据设计资料提供的起始桩号打出控制桩，再每隔10～20cm放出路线中心桩。
（2）按照打设的宽度放出边桩及护链。
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，并挖出树根。
（2）塑料排水板施工前，应先整平施工场地，宜先填坑20～30cm厚的土拱，并做成4%的路拱，再填筑砂砾垫层，目的是抬高砂砾垫层标高以利排水。
5.3砂垫层铺设
砂垫层总厚度40cm（压实）分两层铺筑各20cm,第一层铺设20cm,然后施打排水板，最后再铺设其余的20cm，并压实到要求的密实度（＞90%）。由于地表较软弱，运输车辆宜用轻型车辆，且尽量减少对低级的扰动。最好将沙堆于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整、形成双向横坡。同时注意避免泥土、杂物跟入沙层。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。每排桩的轴线应垂直于路线中心线，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的位置标出，以免遗漏。由于有些处理段落位于结构物两侧，应注意两三角形地带的布桩，不要超布或遗漏。
（3）根据布桩图在铺设好的第一层砂垫层上放出具体的桩位，做出鲜明的标志。一般可用15cm长的8钢筋（或白灰点位）插在桩位上，以便插设时标志鲜明。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。施工中应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（本工艺主要针对门架式插板机）
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，并将通过门架上的滑轮将排水板引入杆中。
（3）将排水板从插入杆墙头引出、折回，夹上短钢筋（桩位放样时插在桩位上），用订扳机订好。
（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。则排水板被短钢筋固于孔底。
（7）在砂垫层以上30cm处将排水管剪断埋入砂中。
（8）移至下一个桩位
5.5.3 施工注意事项
（1）轨道顺路方向铺设，铺设轨道时应使用同一断面保持水平，以保证打时垂直度<1.5%
（2）施打从护坡道向路中心推进，每排可打设5-9根，打完一排再向前移动门架，直至处理长度方向讫点，然后横移门架，返回施打下一副。
（3）上拨插入杆时带出的淤泥，不得弃于砂垫层上，以免堵塞排水管道。
（4）排水板一般不允许接长。如果要接长时应剁开滤膜使芯板搂平（搭接长度20cm）然后包好滤膜，再用订板机订牢。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。
（5）结构物两侧的沉降过渡段必须严格按照长度，间距，过渡的起讫范围进行打设，桥台前锥坡2/3H（填筑高度）范围内也同样处理
（6）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置不大于板距的15%。
（7）对于施工段地表的硬壳（一般约在0.5～1.0m）当插入杆起后所留杆孔，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。
（8）施工时要逐桩做好施工记录。
5.6 灌砂及填坑
（1）打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞。
（2）将施工中形成的坑凹填平，填坑时应将排水板扶正。
（3）将排水板端头向路线外侧压倒平贴于砂垫层上并用砂覆盖。由于此项工作稍滞后排水板施工，又需待全部排水板施打完后才铺设上层砂垫层，因此可先做成小砂堆。
5.7铺设土工布
在砂垫层铺设碾压完毕经验收合格后，再铺设土工布。土工布横向铺设，可不比绷紧，但也不要折皱，扭曲。土工布沿路线方向的铺设方法视铺筑第一层填料的推进方向而定，如填料由西向东铺筑，则土工布就由东向西搭搂，即后一层土工布压在前一层土工布之上，相邻土工布间的搭接长度不应小于30cm。为避免已铺好的土工布长期曝晒，土工布铺设好应尽快填筑第一层填料，间隔时间不宜过长。如必须延长时间时，土工布上应铺30cm土保护。禁止施工车辆在土工布上行驶。
5.8 沉降观测板埋设及规则
根据设计要求应在软土处理地段埋设沉降观测标志。在路中心底部设沉降板，随着填土高度的增加而接长观测杆，沉降板应埋入砂垫层内，离路基底部5～10cm，观测杆伸出土工布外，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。应认真做好沉降观测，埋设完一次应测量一次，以后每填一层土，再观测一次，并及时做好记录。在预压期应继续进行观测。第一个月每周一次，第二，三月每半月一次，第四个月开始，每月一次。

参考文献
[1]孙强,李楠.一种应用塑料排水板处理软土地基的方法[J].民营科技.200701)
[2]周遵能.浅谈用塑料插板加固软土地基施工技术[J].中国水运(理论版).2008(01)
[3]胡玉宝.塑料排水板处理软土地基施工方法[J].黑龙江科技信息.2008(03)
[4]崔泽英.塑料排水板处理软土地基施工方法[J].太原科技.2006(03)
[5]李洪涛,范光明.塑料排水板处理软土地基施工技术总结[J].科学之友(B版).2009(03)
[6]连新奇.塑料排水板与土工格栅在软土地基中的应用[J].山西建筑.2006(02)
[7]杨小玉,南黄河.塑料排水板加固地基施工技术措施[J].山西建筑.2007(36)
[8]熊平华.塑料板排水法加固软土地基固结沉降变化规律研究[D].成都理工大学.2012
[9]付新永,徐兵包,伟力 《不同深度和间距塑料排水板加固效果试验研究》[J].山西建筑.2009(31)