塑料排水板聯合水泥攪拌樁軟基處理技術

(中國水利水電第八工程局有限公司 湖南 長沙 410000)

塑料排水板聯合水泥攪拌樁軟基處理技術

曾湖庚

(中國水利水電第八工程局有限公司湖南長沙410000)

本文闡述了塑料排水板聯合水泥攪拌樁進行軟基處理的原理，并結合工程實例詳細介紹了其施工順序的確定、關鍵施工工藝技術和質量控制標準，以及該技術在沿海港口鐵路路基中的應用效果。

軟基;塑料排水板聯合水泥攪拌樁;施工工藝;復合地基承載力

一、工程概述

某港口鐵路支線工程位于福建省東南沿海，福清市境內，江陰鎮興化灣北岸，于DK17+831-DK18+817處線路右側設置集裝箱裝卸場，面積530830平方米；于DK17+171-DK18+416線左側布置大型鐵路物流貨場，面積973210平方米。

大型鐵路貨場設置鐵路站線7條，到發線有效長度1050米；集裝箱裝卸場設置鐵路站線5條，到發線有效長度850米。兩個場區均位于淺海灘涂地域，漲潮時被海水淹沒。場內所有鐵路路基基底設計采用塑料排水板聯合水泥攪拌樁加固。塑料排水板采用正方形布置，間距1.20m，長度17-23m，以打穿軟土層為標準；水泥攪拌樁正方形布置，間距1.20m，樁徑0.5m，樁長12.0m。

二、施工順序的確定

塑料排水板聯合水泥攪拌樁進行軟基處理，首先要確定先塑料排水板、水泥攪拌樁的施工先后順序。

在淺海灘涂區施工1.5m厚砂墊層作為工作面后，選取在大型鐵路貨場DK17+860處貨1、貨2線路基范圍進行試樁。共試樁6根，使用42.5R礦碴水泥，水灰比為0.5，灰漿比重嚴格控制在1.70-1.75之間，采用“四噴四攪”施工工藝。水泥摻入量50kg/m的2根，編號為1#、2#；52kg/m的2根，編號為3#、4#；55kg/m的2根，編號為5#、6#。28天后，對6根試樁進行了鉆芯取樣。

所抽測的6根水泥攪拌樁,其芯樣性狀如下:

1)1#樁：樁身距地面0.00～3.40m段固結較好，含灰量較高，芯樣呈長柱狀，局部呈短柱狀；3.40～12.30m段無膠結，未成型。

2)2#樁：樁身距地面0.00～4.80m段，固結較好，含灰量較高，芯樣呈長柱狀，局部呈短柱狀；4.80～12.10m段含無膠結，未成型。

3)3#樁：樁身距地面0.00～3.00m段固結較好，芯樣呈短柱狀，局部呈塊狀；3.00～12.20m段無膠結，未成型。

4)4#樁：樁身距地面0.00～4.50m段固結較好，芯樣呈中柱狀，局部呈短柱狀；4.50～12.30m段無膠結，未成型。

5)5#樁：樁身距地面0.00～5.50m段固結較好，芯樣呈長柱狀，局部呈短柱狀；5.50～12.20m段無膠結，未成型。

6)6#樁：樁身距地面0.00～4.20m段固結較好，芯樣呈短柱狀，局部呈塊狀；4.20～6.50m段固結一般，芯樣呈短柱狀，局部呈中柱狀；6.50～12.30m段無膠結，未成型。

從此次6根試樁結果可以看出，在沒插打排水板情況下，30天時間內水泥攪拌樁成樁效果不理想。同時，從施工工藝角度出發，若先進行攪拌樁施工，鉆進過程中溢出的水泥漿會在砂墊層表面固結，給塑料排水板的沉管造成困難。故確定應先插打排水板，再施工攪拌樁。

三、施工工藝技術

(一)塑料排水板施工

1.材料要求

塑料排水板采用SPB-B型，要求縱向通水量不小于25cm3/s，塑料排水板其芯帶選用聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯制作而成，濾膜采用滌綸、丙綸等無紡織物，斷面尺寸：寬100mm，厚4mm。延伸率≤10%，整帶拉伸強度不小于1.0KN/10cm，濾膜拉伸強度不小于1.0KN/m，濾膜滲透系數Kg>10-4cm/s，等效孔徑O95<0.08mm，抗壓屈強度：小于15m時為250KPa，大于等于15m時為350KPa。

2.施工流程

清除垃圾物——放樣布樁——樁機就位——沉管——拔管——割斷排水板——移機插打下一根

3.關鍵工序控制

①放樣時要根據設計準確放樣，特別是股道下面排水板，要平行于線路精確放樣，并在每個孔位都作好標記，確保后續攪拌樁施工準確對位。

②穿靴：將塑料排水板端部穿過預制靴頭固定架，對折帶長約10cm，固定聯結，一般預制靴頭可采用鐵質靴頭。

③插入過程要防止淤泥進入板芯，以免造成堵塞，影響排水效果。

④施工所用套管應保證地基中的塑料排水板不扭曲，排水板需要接長時，采用濾套內平接的方法，芯板對扣，凹凸對齊，搭接長度宜大于20cm，濾套包裹，用可靠措施固定。

4.施工質量控制

①插入過程中導軌應垂直，鋼套管不得彎曲，透水濾套不得被撕破和污染；排水板底部應有可靠的錨固措施，以免拔出套管時將芯板帶出；下料時應考慮上拔時的“跟帶”長度，“跟帶”不得超出0.5m，否則報廢重插，簡單的檢查方法是在塑料板帶按打設深度作上記號，完成后根據剩余板帶的長度測出“跟帶”的長度。每根排水板長度的計算公式為： S=Sd+Sy+Ss+Sh

S——每根排水板的長度，m

Sd——打設長度，m

Sy——預備露出地面長度，m

Ss——蛇形彎曲量，m；一般為設計長的0.5%～1%；

Sh——板靴掛入量，m。

②塑料排水板留出孔口長度應保證與砂墊層連通，并將其保護好，以防機械、車輛進出時受損，影響排水效果。

③打設完畢后應立即攤鋪上層中粗砂墊層，以防長時間暴露于空氣中使板體老化。

(二)水泥攪拌樁施工

1.施工流程

圍堰——平整場地——測量放線——定樁位——樁機對位調平——預攪下沉——提升噴漿攪拌——重復上下攪拌——清洗——移位。

2.關鍵工序控制

①樁機對位調平：移動結束后檢查定位情況，保證樁機的基座平穩、周正，鉆桿垂直度偏差小于1.5%，動力頭、攪拌頭、樁位三點一線。

②樁長：根據設計樁長在鉆桿相應高度做好明顯標記，再根據現場電腦打印小票進行復核，確保鉆進深度。

③灰漿比重：灰漿嚴格按0.5的水灰比進行配置，每次配漿必須檢查灰漿比重，在1.70-1.75間為合格，否則要根據比重再次進行調配。

④噴漿量：施工前對每臺鉆機上的電磁流量計進行校核，施工時不定時檢查現場打印小票的每米噴漿量記錄。

⑤停漿面：停漿面應選擇在原地面下0.5m，否則封漿面太薄將造成灰漿外流堵塞排水板濾膜，影響排水效果。

四、成樁質量檢測

成樁28天后，委托中國鐵建第四勘察設計研究院工程咨詢有限公司測試技術研究所進行成樁質量檢測，包括全長抽芯取樣無側限抗壓強度和復合地基承載力檢測。此次共抽芯6根，復合地基承載力2根。檢測結果如下：

鉆探取芯結果表

從抽取的6根水泥攪拌樁芯樣分析，芯樣連續、膠結較好、骨料分布均勻、呈柱狀，斷口基本吻合，芯樣無側限抗壓強度滿足設計要求。

復合地基荷載試驗結果匯總表

2點加載達到預期最大試驗荷載時，終止加載。試驗加載到90kPa時，沉降量分別為1.36mm、3.375mm；試驗加載到180kPa時，總沉降量分別為4.435mm、9.040mm，且P～S曲線平緩，無明顯陡降段，因此復合地基承載力特征值均≥90kPa，滿足設計要求。

五、總結

塑料排水板聯合水泥攪拌樁處理濱海軟基的原理及優點：

(一)塑料排水板工作原理： 塑料排水板中間是擠出成型的塑料芯板，是排水帶的骨架和通道，其斷面呈并聯十字，兩面以非織造土工織物包裹作濾膜，芯帶起支撐作用并將濾膜滲進來的水向上排出。塑料排水板用插板機插入軟土地基后，在上部預壓荷載作用下，軟土地基中空隙水由塑料排水板排到上部鋪設的砂墊層再經排水通道排除，達到加速軟基固結的目的。

(二)水泥攪拌樁是用于加固飽和軟粘土的一種方法，就是利用水泥、水配制成漿液等作為固化劑，用專用的攪拌鉆機將固化劑等噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土結成具有一定強度的水泥樁體而形成復合地基，以穩固軟基，減小沉降。

塑料排水板聯合水泥攪拌樁處理可使莊周軟土中空隙水通過排水板排出，加速軟基固結。同時，水泥漿與土體攪拌成樁，形成復合地基，提高了地基承載力。這樣，就大大增強了路基的穩定性，減小了路基的沉降變形值，使處理后的路基完全滿足列車運行要求。

[1]楊仲元.軟土地基處理技術.2009

曾湖庚(1981-)，男，本科，工程師，主要從事橋梁隧道路基施工工作。