塑料排水板軟基處理施工工法_secret

1、PAGE PAGE 12塑料排水板軟基處理施工工法 前言 豎向塑料排水板處理軟地基，是用塑料排水板將地基中的水排除，以增加作用于土顆粒的有效應(yīng)力來(lái)加速地基固結(jié)沉降，達(dá)到提高強(qiáng)度的目的。塑料排水板法是排水固結(jié)法的一種形式。排水固結(jié)法或是先在地基中設(shè)置砂井或塑料排水板法等豎向排水體，然后利用建（構(gòu)）筑物本身重量分級(jí)逐漸加載；或是在建（構(gòu)）筑物建造以前，在場(chǎng)地先行加載預(yù)壓（或者真空預(yù)壓），使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度提高的方法。該方法是處理軟土地基的有效方法之一，它可以解決以下兩個(gè)問(wèn)題：(1)沉降問(wèn)題，使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成，使構(gòu)筑物在使用期間不致產(chǎn)生不

2、利的沉降或沉降差。(2)穩(wěn)定問(wèn)題，加速地基土的抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。塑料排水板施工工藝以其施工速度快、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)在軟基處理工程中占據(jù)了舉足輕重的地位，但是，在插設(shè)塑料排水板施工中通常出現(xiàn)的回帶現(xiàn)象，并且超出設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范規(guī)定。針對(duì)這一問(wèn)題，在珠海高欄港軟基處理工程中對(duì)塑料排水板施工工藝進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單改進(jìn)，取得了較為理想的效果。2 工法特點(diǎn)最早的排水固結(jié)法是砂井排水，但此法存在的問(wèn)題是地基變形后,容易產(chǎn)生斷頸和頸縮。塑料排水板法彌補(bǔ)了砂井的不足,使施工工藝大大簡(jiǎn)化,工效成倍增長(zhǎng),具有以下顯著特點(diǎn)：2.1 塑料排水板是由廠家批量生產(chǎn)的，質(zhì)量均勻且易控制，具有良好的透水

3、和排水性能；2.2 塑料排水板材料具有一定的強(qiáng)度及延伸率,適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng)；2.3 重量輕(約15N/m)，搬運(yùn)方便,施工質(zhì)量易控制和檢查；2.4 塑料排水板的斷面尺寸小，插入時(shí)對(duì)地基土擾動(dòng)小，連續(xù)性好；2.5 施工機(jī)械簡(jiǎn)單,施工速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度小,施工場(chǎng)地整潔。3 適用范圍3.1 本工法適用于工業(yè)及民用建筑、市政、道路及港口等工程的排水加固地基。3.2 適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土及飽和性土等軟土地基。4 工藝原理利用插板機(jī)械在含水量大、孔隙比大、壓縮性高、深厚的軟土地基中插設(shè)具有良好透水性的塑料排水板，從而在軟土地基中形成豎向的排水通道，在其上鋪設(shè)砂墊層而形成水平排水通道增加了土層的排水

4、通道，如圖2所示。在上部輔加荷載（如預(yù)壓堆載、砂墊層，或者真空預(yù)壓等）的作用下，在軟土地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力。軟土地基中的孔隙水應(yīng)力和附加應(yīng)力引起的超孔隙水應(yīng)力隨著孔隙水通過(guò)塑料排水板和砂墊層排出而降低，地基的孔隙水含水量也隨之降低，從而增加了土體密實(shí)度。根據(jù)太沙基的有效應(yīng)力原理（/=- u；其中：/表示有效應(yīng)力，表示總應(yīng)力，u表示孔隙水應(yīng)力）可知，由土顆粒間傳遞的有效應(yīng)力/會(huì)隨著地基中孔隙水應(yīng)力降低（即孔隙水的消散）等量增加，進(jìn)而加速地基的固結(jié)和地基土的承載力的提高。使軟土地基在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的固結(jié)度,，大大減小路基的工后沉降。圖1 地基中A點(diǎn)的排水路徑比較示意圖 5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5、5.1 打設(shè)塑料排水板 塑料排水板施工順序?yàn)椋憾ㄎ粚⑺芰吓潘逋ㄟ^(guò)導(dǎo)管從管靴穿出將塑料排水板與樁尖連接貼緊管靴并對(duì)準(zhǔn)樁位插入塑料排水板（長(zhǎng)度不夠時(shí)：接頭處理插入下一截塑料排水板）拔管剪斷塑料排水板。 5.2 定位 插板間距按設(shè)計(jì)要求布置。塑料排水板間距允許偏差為15cm，垂直偏差不應(yīng)大于1.5%。 5.3 塑料排水板導(dǎo)管靴與樁尖 塑料排水板導(dǎo)管靴與樁尖均采用圓形。樁尖平端與導(dǎo)管靴配合要適當(dāng)，避免錯(cuò)縫，防止淤泥在打設(shè)過(guò)程中進(jìn)入導(dǎo)管、增大對(duì)塑料排水板的阻力。 5.4 插入塑料排水板 塑料排水板入土深度以穿透淤泥層為準(zhǔn)，實(shí)際打入深度不得小于設(shè)計(jì)深度。塑料排水板接長(zhǎng)時(shí)，采用濾膜內(nèi)芯板平搭接的連接方式，

6、搭接長(zhǎng)度宜大于20cm。 打設(shè)后的塑料排水板的垂直度偏差應(yīng)控制在1.5%范圍內(nèi)；塑料排水板濾水膜在轉(zhuǎn)盤和打設(shè)過(guò)程中避免損壞，防止淤泥進(jìn)入板芯堵塞輸水孔，影響排水效果；在打設(shè)過(guò)程中應(yīng)保證排水帶不扭曲，透水膜不被撕破和污染。 5.5 剪斷塑料排水板 塑料排水板打設(shè)完畢，應(yīng)剪斷多余的部分，剪斷時(shí)應(yīng)保證砂墊層以上的外露長(zhǎng)度至少為20cm，使其與砂墊層貫通，保證排水順暢清理工作面填筑預(yù)拱土鋪設(shè)15cm砂墊層測(cè)放塑料排水板樁位移機(jī)就位插設(shè)塑料排水板塑料排水板樁頭處理鋪設(shè)土工格柵鋪設(shè)15cm砂墊層堆載預(yù)壓或者真空預(yù)壓埋設(shè)觀測(cè)水杯和位移觀測(cè)樁。如果采用真空預(yù)壓還要布設(shè)閉氣設(shè)施圖2 塑料排水板法施工流程圖5.6

7、 施工過(guò)程中注意事項(xiàng)5.6.1 首先進(jìn)行清表，填筑預(yù)拱土并且按設(shè)計(jì)分區(qū)開挖排水溝，為了利于排水,中間部分比四周高出20cm。5.6.2 在預(yù)拱土上鋪設(shè)30cm厚的砂墊層并碾壓，提供合格的操作場(chǎng)地。為了保證砂墊層具有良好的透水性能和在插板過(guò)程中的支承性能，砂墊層應(yīng)采用含泥量小于5%的中粗砂，且不含有機(jī)雜質(zhì),碾壓密實(shí)至中密以上。5.6.3 采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)存放在現(xiàn)場(chǎng)的塑料排水板應(yīng)加以遮蓋，應(yīng)避免陽(yáng)光直接照射和長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中老化。5.6.4 塑料排水板進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)和打設(shè)前由專人檢查其主要質(zhì)量指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)破損和污染部分應(yīng)剪除。使用前還必須按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求后方可施工使用。5.6.5 嚴(yán)

8、格按施工圖設(shè)計(jì)的位置、間距進(jìn)行測(cè)放塑料排水板插設(shè)位置，并作好標(biāo)示，嚴(yán)格控制塑料排水板間距，嚴(yán)禁隨意施插。5.6.6 樁尖與套管要配套,避免淤泥進(jìn)入套管。一經(jīng)發(fā)現(xiàn),必須及時(shí)清除，以免塑料板與套管壁間的摩擦力增大以致帶出塑料板。5.6.7 為了避免淤泥進(jìn)入板芯以致堵塞排水通道,影響排水效果，防止塑料排水板被帶出，底部端頭的塑料排水板應(yīng)反折回一定長(zhǎng)度，與“-”或“H”形錨銷可靠連接，并且錨銷與導(dǎo)管下端口密封要嚴(yán)。施工中為了防止打設(shè)過(guò)程中土層與插板直接接觸,損傷排水板可采用“H”形錨銷。5.6.8 為確保塑料排水板打設(shè)深度,在插板機(jī)塔架上應(yīng)設(shè)有明顯的進(jìn)尺標(biāo)記,以控制排水板的打設(shè)深度。 5.6.9 打設(shè)

9、過(guò)程中，當(dāng)塑料排水板長(zhǎng)度不夠而需要接長(zhǎng)時(shí)，接長(zhǎng)塑料排水板必須符合塑料排水板施工規(guī)程（JTJ/T256-96）附錄C的規(guī)定，以確保排水性能。5.6.10 嚴(yán)格控制塑料排水板的打入深度。打入深度應(yīng)考慮上拔時(shí)的跟帶(排水板被導(dǎo)管往上帶)長(zhǎng)度，如果打入深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或跟帶長(zhǎng)度在50cm以上的排水板應(yīng)廢棄，并在距廢棄排水板附近及時(shí)補(bǔ)打。5.6.11 塑料排水板在插設(shè)過(guò)程中，必須有專人做好各項(xiàng)記錄、施工日志等。塑料排水板施工質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及檢查方法如表1。表1. 塑料排水板打設(shè)允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法 序號(hào)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)單元數(shù)量單元測(cè)點(diǎn)檢驗(yàn)方法1平面位置100mm每根排水板檢查10%1用經(jīng)緯儀、拉線

10、和鋼尺量縱橫兩個(gè)方向，取大值（水上：打設(shè)時(shí)測(cè)量套管位置與船位）2外露長(zhǎng)度陸上50mm水上100mm陸上：逐件檢查水上：抽查10%用鋼尺量3垂直度1.5%抽查10%用經(jīng)緯儀、吊線河鋼尺量打設(shè)套管的傾斜度5.6.12 每根排水板插設(shè)完畢后外露的排水板不得遭污染。檢查合格后應(yīng)及時(shí)清除排水板周圍帶出的泥土并用砂將井眼填實(shí)。然后，將砂墊層表面刮平，然后將高出砂墊層的排水板割斷，使之與砂墊層頂面持平，保證塑料排水板的頂部伸入砂墊層至少30cm，使其與砂墊層溝通,保證排水暢通。5.7 施工中存在的問(wèn)題及原因分析通過(guò)本工程的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)塑料排水板法進(jìn)行集裝箱堆場(chǎng)軟基處理施工工藝在施工中仍存在一些質(zhì)量控制的難點(diǎn),

11、如跟帶長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)。主要原因是套管中進(jìn)入淤泥,增大了塑料板與套管壁的摩擦力以致造成塑料板帶出,因此,在塑料排水板打設(shè)過(guò)程中,需根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行套管內(nèi)壁附著的淤泥清理。5.7.1 塑料排水板回帶的原因分析（1） 塑料排水板在插設(shè)過(guò)程中，由于承壓淤泥具有極強(qiáng)的流動(dòng)性，受樁靴與插管的密封程度影響，淤泥極易擠入管內(nèi)，造成排水板粘在插管內(nèi)壁，導(dǎo)致插管上提時(shí)，排水板自重及土體摩擦力遠(yuǎn)小于插管上提時(shí)對(duì)排水板的摩阻力，從而導(dǎo)致全程回帶現(xiàn)象的產(chǎn)生（見圖1a）。（2） 插管未堵塞，塑料排水板部分回帶。該現(xiàn)象多發(fā)生在插設(shè)深度較淺，且土層較為干硬的情況，原因是插管上提后，樁位成孔，排水板無(wú)法被土體夾住，當(dāng)樁管上提到較

12、為軟塑性土層時(shí)，周圍土體可以?shī)A住排水板底端，此現(xiàn)象為部分回帶。（3） 塑料排水板在插設(shè)至設(shè)計(jì)深度后，由于排水板自重、樁靴的重力及土體摩擦力小于插管上提時(shí)對(duì)排水板的摩阻力，導(dǎo)致樁靴彈不開，從而導(dǎo)致整根回帶現(xiàn)象（見圖1b）。 5.7.2 本工程對(duì)塑料排水板回帶現(xiàn)象的處理（1） 振動(dòng)式插板機(jī)回帶現(xiàn)象的處理：以往處理塑料排水回帶現(xiàn)象，通常采用提高樁靴與插管底端結(jié)合處的密封性，但由于插管下沉遇較硬土層時(shí)，受振動(dòng)錘上下振動(dòng)力的影響，導(dǎo)致樁靴與插管之間局部產(chǎn)生間隙，土體極易擠入插管內(nèi)，而造成排水板的回帶現(xiàn)象。本工程的實(shí)踐證明，振動(dòng)插板機(jī)只要增加一套自動(dòng)沖水裝置、改造進(jìn)料（帶）口及改造樁靴工藝便能夠大幅度降低

13、回帶現(xiàn)象。1） 自動(dòng)沖水裝置：在插管沉設(shè)過(guò)程中，給插管內(nèi)加水，這樣便額外增加了向下的力，參照公式（G插管內(nèi)水自重+G樁靴自重及排水板自重+F土體摩擦力N插管上提時(shí)對(duì)排水板的摩阻力），從而基本上解決了塑料排水板的回帶現(xiàn)象。該沖水裝置由高壓水泵、耐高壓塑料水管組成，在插管進(jìn)料口上方固定住塑料水管的一端，高壓水泵的開關(guān)安裝在插板機(jī)操作室，在插管沉設(shè)過(guò)程中，操作人員打開水泵開關(guān)，給插管內(nèi)沖水。沖水高度由現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)地質(zhì)情況控制，本工程插板施工實(shí)踐證明，當(dāng)插管進(jìn)入原狀土?xí)r開始沖水，插至設(shè)計(jì)深度后停止加水再提管，效果較好。若遇土體中存在較厚淤泥或淤泥質(zhì)土層時(shí)，可適當(dāng)增加沖水時(shí)間，即在插至設(shè)計(jì)深度稍停片

14、刻再關(guān)水（以插管內(nèi)的水不從進(jìn)料口溢出為準(zhǔn)），然后再提管，這樣可以避免淤泥擠入插管內(nèi)導(dǎo)致回帶現(xiàn)象的發(fā)生，而且增加了排水板插設(shè)的成功率。2） 進(jìn)料（帶）口改造：主要目的是減小塑料排水板在進(jìn)料口的摩擦力，即：在插管進(jìn)料口下端增加一組光滑的滾軸，在插管上拔時(shí)，滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)以減小塑料排水板與軸之間的摩擦。（見圖：2a）3） 樁靴改造工藝：主要目的是增加樁靴自重，即：在樁靴下部焊接一塊鋼筋條。（2） 液壓式插板機(jī)回帶現(xiàn)象的處理：本工程擴(kuò)大處理區(qū)由于上層土體較軟，且土體上層淤泥較厚，該區(qū)域塑料排水板設(shè)計(jì)插設(shè)深度25m，振動(dòng)式插板機(jī)容易將土體擾動(dòng)及液化，故采用液壓插板機(jī)在該區(qū)域進(jìn)行施工。本工程針對(duì)液壓式插板機(jī)回帶

15、現(xiàn)象，采用了兩種一次性樁靴工藝（一次性鋼板及一次性鋼筋頭作為樁靴），取得了明顯的效果。1） 一次性鋼板樁靴工藝：本工程通過(guò)自制一次性長(zhǎng)方形鋼板，上部點(diǎn)焊拉手形狀的鋼條（見圖2b）。施工工藝為：首先將排水板從插管底部拉出，穿過(guò)拉手式鋼條并折回，折回長(zhǎng)度約15cm20cm，然后用大號(hào)訂書丁將其固定，操作人員拉緊排水板的另一端，使鋼板與樁靴底部緊貼，最后開始插板施工。該工藝是將鋼板樁靴留入土體中，主要是增加樁靴、排水板與土體的摩擦力，通過(guò)塑料排水板深度記錄儀顯示，該施工方式十分有效的控制了回帶現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)插至較軟土層時(shí)，鋼板緊包插管底端，不易出現(xiàn)進(jìn)泥堵管現(xiàn)象；當(dāng)插至較硬土層時(shí)，有鋼板保護(hù)排水板，

16、不易出現(xiàn)斷板現(xiàn)象。提高了插設(shè)的成功率，減少了人員、機(jī)械、材料等資源的浪費(fèi)。缺點(diǎn)：使用該一次性鋼板樁靴成本偏高。2） 一次性鋼筋頭（錨桿）工藝：本工程有1臺(tái)液壓式插板機(jī)使用一次性鋼筋頭作為樁靴（見圖2c），施工工藝為：首先將排水板從插管底部拉出，裹住鋼筋頭，用大號(hào)釘書釘將其固定，操作人員拉緊排水板的令一端，使被排水板裹住鋼筋頭卡在插管底部的凹槽內(nèi)，最后進(jìn)行插板施工。該工藝也是將樁靴留入土體內(nèi)，增加樁靴、排水板與土體的摩擦力，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工情況來(lái)看，該方式也能控制回帶現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)：使用廢鋼筋頭作為樁靴的成本稍低，工藝較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：因排水板與土體直接接觸，若遇較硬土層時(shí)極易出現(xiàn)斷板現(xiàn)象。6 材料與設(shè)備

17、6.1塑料排水板采用SPD型塑料排水板。每一批塑料排水板應(yīng)經(jīng)指定的檢驗(yàn)部門的檢驗(yàn)，且附有出廠合格證及試驗(yàn)、檢驗(yàn)報(bào)告。在使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查塑料排水板的外套薄膜是否完好無(wú)損。6.2土工布采用型號(hào)CEF2006的有紡?fù)凉げ肌Ｉ皦|層砂應(yīng)用中粗砂，含泥量3%，滲透系數(shù)610-3610-2cm/s，也可用砂礫、石屑(不含石粉)替代。機(jī)械設(shè)備打設(shè)塑料排水板的設(shè)備有兩種形式：一種為履帶式打樁機(jī)，一種為門架式插板機(jī)(帶導(dǎo)軌)。要求用能打入設(shè)計(jì)深度的靜力式或振動(dòng)式設(shè)備，不可用錘擊式或水沖式。套管插入桿為扁平狀或圓形，內(nèi)徑大于排水板的尺寸，長(zhǎng)度大于排水板設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，在打設(shè)中保護(hù)排水板不被損壞。7 質(zhì)量控制7.1 放出中

18、心線、邊線，將塑料排水板板位逐點(diǎn)放樣，板位偏差不得大于5cm，板位布置好，待監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可施工。 7.2 插板機(jī)上要標(biāo)有醒目的刻度，以控制打設(shè)深度。在施工中注意插板機(jī)的定位及機(jī)架調(diào)平，定位偏差不超過(guò) 5cm，垂直度偏差小于 1.5%。 7.3 嚴(yán)格檢查塑料排水板的回帶長(zhǎng)度，當(dāng)其超過(guò) 50cm 時(shí)，必須在相鄰板位處補(bǔ)打一根，且回帶的根數(shù)不宜超過(guò)打設(shè)總根數(shù)的 5%。當(dāng)塑料排水板接長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)先將兩根塑料排水板的濾膜剝開，使板芯直接相連，再將濾膜套在一起，然后用大的訂書機(jī)將其訂牢，搭接的長(zhǎng)度不小于30cm。 7.4 塑料排水板的外露長(zhǎng)度必須大于20cm，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，將其埋入砂墊層中

19、。打設(shè)塑料排水板時(shí)，嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。施工過(guò)程中，隨時(shí)檢查插板機(jī)的打設(shè)深度，如發(fā)現(xiàn)地層發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)與監(jiān)理工程師取得聯(lián)系，待相應(yīng)的修改或認(rèn)可后再進(jìn)行施工。7.5 當(dāng)一個(gè)施工段落施工完后，應(yīng)及時(shí)將打設(shè)塑料排水板后形成的孔洞用砂填好。在打設(shè)過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行自檢，并按要求認(rèn)真作好原始施工記錄。 8 安全措施8.1 施工現(xiàn)場(chǎng)宜采用封閉施工，禁止非施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，并在顯著位置設(shè)置安全、文明施工標(biāo)牌、條幅。8.2 機(jī)械操作人員必須身體健康，施工場(chǎng)地必須戴好安全帽，嚴(yán)禁酒后操作和施工。正確使用個(gè)人防護(hù)用品，非專業(yè)人員禁止操作機(jī)械。8.3 所有用電設(shè)備必須安裝漏電保護(hù)裝置，保證一機(jī)一閘一漏電開關(guān)，漏電開關(guān)采用兩級(jí)以上設(shè)置，實(shí)行三相五線制。8.4 施工中每道工序按各項(xiàng)安全操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，非工作人員禁止進(jìn)入工作半徑范圍之內(nèi)，建立機(jī)械定期檢查、保養(yǎng)制度。9 環(huán)保措施9.1 施工中所發(fā)生的生活、生產(chǎn)垃圾，幾種收集及時(shí)集中清運(yùn)，不得任意裸露處置污染環(huán)境。9.2 洗刷施工機(jī)械、設(shè)備及工具的廢水、廢油等有害物質(zhì)和生活污水，不得直接排放于河流或其他水域中，也不得傾倒于飲用水源附近的土地上，以防污染水質(zhì)和土壤。9.3 施工中應(yīng)