可測深式塑料排水板處理公路軟基施工技術

樓 敏

(中鐵十六局集團第三工程有限公司 湖州 313000)

引 言

塑料排水板廣泛應用于公路軟基處理。塑料排水板處理軟基，主要是將排水板豎向打設到軟基地層內，經軟基上方有序加載后，地層中的孔隙水在擠壓和毛細作用下，沿著排水板芯層自下而上排出，促使軟基地層排水、沉降、固結，提高地基強度。

塑料排水板的打設深度是決定軟基處理效果的主要參數，是施工質量驗收評定關鍵項目。但普通塑料排水板無法在工后有效檢測驗證實際打設深度，只能由操作人員在施工中通過觀測數字刻度或使用自動記錄儀來控制，加之地層地質的不確定性和非均勻性，打設過程對人員操作技術要求高、受人為主觀因素影響大，打設深度不足問題比較普遍，以致軟基在預壓期內沉降減少，固結度達不到預定要求，工后沉降增大，地基承載力偏低，最終造成路面起伏、凹陷、破壞等不良后果。

臺縉高速公路東延段DS5標k16+204.0～k16+363.8軟基處理段設計采用先插設塑料排水板，再填土預壓的方法進行排水固結處理，填土預壓期10個月。塑料排水板總量84265延米/4151根，平均處理深度20m，板間距1.3m，梅花形布置，砂墊層平均厚度50cm。后經優化變更，應用可測深式塑料排水板替代了原設計的普通塑料排水板，有效減少了人為影響因素，確保了打設深度，使軟基處理質量達到預期效果。

1 主要材料、設備和測深儀

1.1 主要材料及型號

a.可測深式塑料排水板:芯板為聚乙烯或聚丙烯新料(非再生塑料);濾膜為黏合型滌綸無紡土工布，有效孔徑70～120um，滲透系數不小于5.0×10-3cm/s，抗拉力干態(延伸率10%時)大于40N/cm，濕態(延伸率15%時)大于50N/cm;測絲為置于濾膜內的兩根平行、獨立、外裹絕緣涂層的銅絲，直徑不小于1.0mm，見圖1;復合板體截面尺寸寬 100±2mm、厚 4.5±0.2mm，縱向通水量不小于50cm3/s。

圖1 可測深式塑料排水板(中間為測絲)

b.土工布:采用CEF2006型有紡土工布。

c.砂墊層:砂采用天然級配的中粗砂，含泥量不大于3%，滲透系數6×10-3～6×10-2cm/s。

1.2 插板機選型

插板機械的走行部一般有履帶式、步履式、軌道式三種，本標段根據現場實際地質和施工地段分布情況，選用了履帶式，該機進退、定位迅速準確，操作安全，轉場方便，見圖2;插板機的套管一般有扁形、菱形、圓形三種，其斷面形狀和尺寸應滿足打設豎直度、深度等對套管強度及剛度的要求，套管打設端應盡可能細小些，使得拔管時土層盡快回縮夾住排水板，防止回帶;插板機應配備能打入設計深度的液壓式或振動式打設動力，不得采用錘擊式和水沖式。

圖2 履帶式插板機

1.3 測深儀及其工作原理

檢測工后深度采用專業電子測深儀，見圖3。主要是通過和利用預埋在排水板內的兩根金屬測絲，在打設前將其底端端頭測絲聯通，在打設后用電子測深儀檢測其頂端端頭測絲回路電阻值，并自動換算出實際打設深度。

圖3 電子測深儀檢測打設深度

2 施工工藝及主要技術措施

可測深式塑料排水板處理軟基施工工藝流程見圖4。

圖4 可測深式塑料排水板處理軟基施工工藝流程

2.1 測量放樣

根據設計資料提供的起訖樁號打出控制樁，每隔10～20m布置一個線路中心樁;再按照施工段落寬度放出邊樁及護樁。

2.2 基底處理

將施工段落原地面內的樹木、雜物清除干凈，并挖除樹根;有較深水塘時，應先清除塘底淤泥，再在塘內用砂黏土回填至周邊原地面同等高度，并壓實，壓實度與周邊原狀土壓實度基本相同。

將施工段落基底大面整平，做出大于1%的雙向橫坡，應采用輕型靜壓式壓路機壓實，壓實度不小于85%。如設計有整平標高時，應按設計標高整平。

施作好施工段落周邊側溝，與基底橫坡組成完善的防排水系統。

2.3 鋪筑砂墊層

砂墊層設計厚度50cm(壓實)，分三層鋪筑:第一層先鋪筑20cm(壓實)，作為插板機打設排水板時的工作墊層，待排水板打設完畢后，再均分兩層鋪筑其余的30cm(壓實)。

運砂車輛應盡可能選用小噸位，宜先將砂堆放于施工段落以外，再用小型運輸工具倒運至施工地段，應均勻、平整攤鋪，形成雙向橫坡，采用輕型靜壓式壓路機壓實，壓實度不小于90%，注意防止泥土、雜物混入。

2.4 板位放樣

根據設計要求的處理長度、寬度及板距，計算出布設的排數和列數。因設計采用梅花形布置，則:排數=長度/板距×Sin60°+1;列數=寬度/板距+1。

根據計算結果繪制布板圖，并標注排、列編號。每排板的軸線應垂直于線路中心線，曲線上應為法線方向。一些處理段落位于斜交結構物兩側時，應注意兩個三角形地帶的布樁，避免超布或遺漏。把繪制好的布板圖作為安全技術交底書的附件，在開工前向作業人員交底。

根據布板圖在鋪設好的砂墊層(底層)上放出具體板位(板位偏差不大于±30mm)，并設置鮮明標記。一般可用φ6mm、長15cm左右的短鋼筋插在板位上，頂部用油漆抹紅(短鋼筋在插板時用作防止拔管回帶的裝置)。應按插板機分布及進度放板位、設標記，一次不宜過多，以免丟失浪費。

2.5 打設排水板

可測深式塑料排水板應在鋪設砂墊層(底層)后按照下列順序及要求進行打設:

a.根據打設板位標記進行插板機定位，應隨時注意控制套管豎直度，其偏差應不大于±1.5%。

b.將排水板裝機，通過門架上的滑輪將排水板引入套管中，并從端部引出。

c.聯接好排水板端頭測絲，回折，夾上短鋼筋(即板位標記)后用訂板機訂好，嚴禁訂斷測絲。

d.安裝管靴，拉緊排水板，將管靴對準板位，管靴與板位偏差應不大于±70mm。

f.開機打設至設計深度，不得出現淺向偏差。

g.提升套管，套管上拔帶出的淤泥不得棄于砂墊層上，回帶長度應不大于500mm。

h.在砂墊層(底層)以上不小于20cm處切斷排水板。

i.檢查打設情況，板距、豎直度、深度、回帶長度等應符合設計和規范要求，否則應重新打設，重打板位與原板位應不大于板距的15%，做好施工記錄并在布板圖對應板位上做標記，以免遺漏。

j.移動插板機至下一個板位。

2.6 孔洞灌砂及填坑

打設形成的孔洞應用砂回填，不得用土塊堵塞;坑凹應用砂填平，并將排水板扶正。將排水板端頭向路線外側壓倒、平貼于砂墊層上并用小砂堆覆蓋，防止后續機械碾壓破壞。

2.7 鋪設土工布

在砂墊層(頂層)鋪筑壓實并經驗收合格后，鋪設土工布。土工布橫向鋪設，不得過于緊繃，也不得折皺、扭曲。土工布沿路線方向的鋪設方法視鋪筑第一層填料的推進方向而定，如填料由西向東鋪筑，則土工布由東向西搭接，即后一層壓在前一層之上，搭接長度不小于30cm。土工布鋪設好后，應盡快填筑第一層填料，避免長時間日曬雨淋，如必須延長填料填筑時間時，土工布上應先鋪30cm土進行保護，禁止施工車輛直接在土工布上行駛。

2.地租部分。由于對比非糧作物，種糧的經濟效益比較低，在農地流轉規模化加快的過程中，農地“非糧化”日趨明顯。同時，由于過度施用化肥等原因，造成我國種糧耕地質量嚴重退化。兩個因素不斷作用，使“種糧農地”越發稀有，地租價格節節攀升，而我國傳統的農業保險并不覆蓋這部分成本，保障水平已經嚴重脫離農業生產經營實際，達不到提供有效的風險保障服務的目的。發展覆蓋“直接物化成本+地租”的農業大災保險，勢在必行。

2.8 設沉降觀測板并作好觀測

根據設計要求在路基中心、路肩的基底設置沉降板。沉降板底板尺寸不小于50cm×50cm×3cm，測桿直徑以4cm為宜，外套直徑15cm的鋼套管。隨著填土的增高，測桿和套管應相應接長，但每節長度不宜超過50cm。認真保護好沉降板，設立圍護裝置和明顯標志，防止施工中被碰撞而損壞。

嚴格落實沉降觀測，并作好記錄。沉降板埋設完測量一次，以后每填一層土觀測一次。預壓期繼續觀測，第一個月每周一次，第二、三月每半月一次，第四個月開始每月一次。

3 可測率保證措施

綜上所述，可測深式塑料排水板處理軟基施工工藝較之普通塑料排水板，唯一區別是增加了穿板后，打設前聯接測絲這一道工序。總體上看，該工藝成熟，操作簡單，質量易控。但在實際施工中，一些排水板出現了打設過程無異常，而在工后卻無法測得有效數據的問題。如在本標段施工伊始，局部地段排水板的可測率僅有60%左右，這不僅讓各方在質量評定工作中產生分歧，而且對此類新材料的推廣應用產生質疑。若不能保證工后有效檢測，可測深式塑料排水板的應用將失去意義。

經多次分析、研究和實踐后，采取了下列措施，使可測率提高到90%以上。

3.1 嚴格進場驗收

進場的排水板應具有出廠合格證和技術性能鑒定書，其外包裝應牢固完好并具有防紫外線輻射的能力;其次，應按照抽檢頻率進行取樣檢測，各項指標合格后方可投入使用。

目前國家、行業對板內金屬測絲的規格及型號尚未制訂明確的生產和檢驗標準，因此施工前應在專業大廠生產的產品中多作比較，優選銅絲直徑較大、絕緣涂層質量好的產品。

3.2 妥善保存原材

排水板驗收合格后、使用前，應集中放置在庫房內，下方墊設枕木，倒臥平放，堆碼不宜超過5盤。當存放期超過6個月或發現變質時，使用前應再次進行抽檢。

排水板不得長時間存放于露天場所，臨時存放時也應下墊上蓋、碼放整齊，防止日曬雨淋而使板體及測絲變質脆化易斷。

3.3 實行首件制度

插板機進場后必須進行組裝和調試，一般在施工段落端頭場地上進行。組裝完畢后，先打設3～5根首件，以檢驗插板機性能、人員實操技能、實際地質、施工工藝等方面的相符性。

3.4 嚴格工前檢測

每盤排水板在裝機使用前，必須通過兩端端頭檢測全盤內的測絲是否貫通，否則不得使用。排水板不得搭接使用。

3.5 聯接操作細致

聯接測絲時，必須先去除端頭外表絕緣層(經實踐，用防風打火機燒除方法最佳)，去除長度不小于2cm;再將處理好的端頭擰合成麻花狀接頭，不得過擰，一些排水板供應廠商和工程技術人員強調應采用點錫焊，但筆者經實踐認為點錫焊須使用錫焊機具，操作不便，影響工效，增加成本，效果一般，并有一定安全隱患，因此希望排水板生產廠商能設計制作并隨產品附送專用夾鉗，確保聯接質量，加速產品推廣;聯接好的接頭應放回濾膜內，并應盡量往內藏，防止回拔時被拉斷。

3.6 認真安裝管靴

打設時應保證套管與管靴結合緊密，防止淤泥擠入導管內而增大板體所受的摩擦力，使板體及測絲被拉斷。應經常檢查并空振套管，及時清除管內淤泥。

3.7 及時確認變更

當地質發生變化無法按設計要求打設時，應及時與設計、監理人員聯系并征得同意后方可變更，不得盲目施工。

3.8 及時完成檢測

排水板打設完成后，應及時用電子測深儀檢測，當天打設的必須當天檢測完畢，防止測絲被地下水長時間浸泡而影響檢測結果。

3.9 啟動“雙保險”

優先選用帶刻度可測深式塑料排水板(既在板內設置了兩根測絲，又在板外噴印了刻度)，打設深度以電子測深儀檢測為主，以刻度復核為輔。

4 結語

可測深式塑料排水板在臺縉高速公路DS5標軟基處理段中得到了成功應用。從目前沉降觀測資料分析，沉降曲線和沉降速率趨于收斂穩定，沉降量亦與設計基本相符，這與施工過程中塑料排水板的打設深度得到有效控制是密不可分的。

1 JTJ/T 256—96，塑料排水板施工規程［S］.

2 JTGF 80/1—2004，公路工程質量檢驗評定標準［S］.

3 JTGF 10—2006，公路路基施工技術規范［S］.

4 陸建根，等.塑料排水板打設深度的質量控制［J］.交通標準化，2005(7):36-37.

5 馮巍，等.塑料排水板處理軟土地基的施工技術分析［J］.遼寧交通科技，2003(2):33-34.