塑板在軟土地基工程中的應用

馬良宏

摘 要:軟土公路路基工程面積較大,特別是高等級道路對路基沉降有嚴格的要求,軟基處理工程量也是很大的。在路基工程中推廣應用塑板樁,產生的經濟效益是相當大的。本文首先介紹了塑板對提高地基穩定性的作用,然后對塑料排水板施工方法及常見的施工問題進行了討論。

關鍵詞:塑料排水板軟土地基公路

中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0135-01

塑料排水板(簡稱塑板)是土工合成材料的一種。它是用聚乙烯做成方齒形或其他形式的排水管、芯,外面包有透水材料無紡布。在軟基處理工程中,塑板作為豎向排水的一種形式,已經很廣泛的應用到各個領域。

1 塑板對提高地基穩定性的作用

塑板在軟基處理中一般只作為豎向排水通道,加速地基固結沉降,在設計中只用于沉降分析,而在穩定驗算時,則不加考慮,其原因是由于塑板是柔性體,加之塑板與地基土之間的摩擦力極小,在地基內側向受力時,則隨地基土一起變形,所以不能產生抵抗力矩。采用塑板(或砂井)的方法處理,對提高地基施工期穩定性是不可估測的。

塑料排水板,由于具有性能好、質量可靠、施工方便、功效高、費用低、對土擾動小等諸多技術、經濟優勢而被廣泛應用于軟土地基處理中。尤其是施工簡單,省時省工,成本也不高。假如能用高強度塑板,采用加密間距的方法提高路基穩定性,取代砂樁或反壓護道,則經濟效益是很樂觀的。在公路軟基處理中塑料排水扳的應用主要包括以下方面:(1)塑料排水板結合—般預壓,用于沉降量較大,地質條件較差的一般路段。(2)塑料排水板結合超載(等載)預壓,用于填土高度較高,軟土層較厚的橋頭段。(3)塑料排水管結合真空預壓, 用于軟土較厚,填土高度較大,水泥攪拌難以處理,其他處理方法造價又高的橋頭路段。由于該方法施工速度快、造價低,所以目前這種方法得到推廣。

2 塑料排水板施工

2.1 材料要求

塑料排水帶是由塑料芯板與無紡布濾膜兩部分組成的。目前常用的無紡布濾膜一般是采用短纖維,通過膠粘而成。芯板應具有足夠的抗拉強度和垂直排水能力,其抗拉強度不應小于130N/cm。當周圍土體壓力在15m深度范圍內不大于250kN/m2或在大于15m范圍內不大于350kN/m2條件下,其排水能力應不低于30cm3/m。芯板應具有耐腐性和足夠的柔性,從而保證塑料板在地下的耐久性,并在土體固結變形時不會被折斷或破裂。

2.2 施工機械

插板機主要是塑料排水板法的施工機具,也可與袋裝砂井打設機具共用,但應將圓形套管換成矩形套管。應根據工程實際情況,從機械的結構特點、工效、適用程度等方面來確定,選擇排水板施工機械。

2.3 施工工藝

塑料排水板施工前要對軟基處進行預先處理,塑料排水板的施工工藝如下:①移動插板機就位,調正套管垂直度,對準樁位;②以振動加壓的方式將套管沉入土層,要達到設計要求的深度;③撥出空心套管;④留出塑板埋入砂墊層的長度(約30cm),將塑板剪斷,移動導管至下一校位,繼續下一樁的施工。

關鍵工序控制如下:在塑料排水板施工前,要對場地進行清表、整平和初步碾壓,做好土拱坡,鋪設好砂墊層(砂墊層的質量要求同袋裝砂井法),為了保持工作面的整潔,根據地形要挖好排水溝,以利排水。放樣時要根據設計情況準確定位,并在每個孔位都插好標記,所用的標記通常有石灰、油布、細條塑料板芯等,做到明顯且不易被損壞為宜。定位要準確。穿靴,將塑料排水板端部穿過預制靴頭固定架,對折帶子長約10cm,固定聯結。一般預制靴頭可采用鐵質或混凝土靴頭。將靴頭套在空心套管端部,固定塑料排水板,并使其在下沉過程中能阻止泥砂進入套管。

注意打設塑料排水板不得采用錘擊法或水沖法施工。板頭應露出地面井深入砂墊層不小于0.3m。塑料排水板的技術指標應符合產品的設計質量標準。在排水帶打入深度范圍內存在一個有效打設深度的問題。有效打設深度與填土的作用面積和高度、地基土層的結構、軟土的強度等因素有關。在確定塑料排水帶打入深度時,應該綜合考慮這些因素,不然不僅會造成浪費,而且會產生過大的工后沉降。對于填土很高、軟基很厚且強度很低的路段,僅僅采用塑料排水帶處理往往不能滿足工后沉降的要求,造成不少采用塑料排水帶處理軟基的高速公路開通后的沉降遠遠大于預計的工后沉降。因此,當填土高度超過6m,淤泥厚度大于15～20m時,原則上不采用塑料排水帶處理,而考慮采用其他處理方法。

3 施工中常出現的問題與質量控制

塑料板排水法加固軟土地基在我國雖然得到了廣泛的應用,取得了很大的發展,但許多問題仍需進一步研究。施工中常出現的問題包括:插板施工中,套管為圓形時,距井口一定范圍內插孔不宜縮孔;提拔導管時發生“跟帶”現象;樁管進入泥水污染排水板;遇到較干硬的粘土層時,則進度就會減慢。然而在解決這些問題時,插孔不宜縮孔。一是采用盡可能細的套管或采用扁狀套管;二是用中粗砂填灌插孔,這樣就在塑料排水板的上端形成了砂井與塑料排水板的復合體。塑料板排水法處理軟土地基的工程質量控制主要有兩個方面:一是排水板本身的質量;另一方面是施工質量。排水板本身的質量可根據相關規定,通過現場采取樣品和室內試驗來保證,其檢測工作均已規范化,只要檢測樣本能代表實際使用的產品,就能確保排水板本身的質量。由于塑料排水板施工是一項隱蔽性工程,排水板的施工質量主要從打設垂直度、平面位置的偏差和打設深度這三個方面來控制,垂直度與平面位置的控制在目前的施工中能較好地監控。打設深度是排水板施工質量最重要的控制指標,也是最難控制的指標。目前國內施工控制很多采用的方法是在插管外做一定標記,用目測進行記錄與控制,但這也只能保證插管是否到位,對于提管回帶及土中排水板的實際長度無法確定,因而很難保證施工質量,且人為的因素較多;另一方面,目前工程的競標壓價的現象較為普遍,有些建設單位過于追求報價,而不顧工程實施的可行性,且轉包層次過多,致使直接施工者根本無利可得,無心改進施工質量,甚至依靠偷工減料來維持,因此,完善監理制度和采用科學有效的打設深度檢測方法是確保施工質量的可靠保證。

參考文獻

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