塑料排水板插板機應用及其優化改進方法

張文生

（中交天航濱海環保浚航工程有限公司，天津 300450）

隨著國民經濟的發展，在近海灘地圍海造地需求日益增多，沿海地區工程土質基本為軟基，建造水利工程對軟基處理十分關鍵。我國東南沿海地區有大量軟弱黏土，其壓縮性高，透水性差，不能滿足高等級堆場工程要求，軟基處理通常需采取處理措施，塑料板排水法操作簡單，在公路軟基工程處理中得到了廣泛應用。塑料排水板固結法是砂井原理基礎上發展的新工藝。目前，國內水利工程對打插塑料排水板適用規范較少，無正式成文規定，對工藝施工機械的標準較少。如何選擇適合實際情況的施工機械，對保障施工規程正確實施影響重大，從機械結構特點、適用程度等方面確定。

1 塑料排水板法施工工藝技術

塑料排水板法是加速軟基排水固結的有效方法，將塑料排水板與砂墊層連通，通過上部荷載作用排出孔隙水，提高地基強度。塑料排水板聯合堆載預壓作用形式分為排水與加壓，打設排水板增加排水通道，堆載附加應力提升土體內孔壓力，通過排水通道增加有效應力，地基承載力提升。塑料排水板打設是軟基加固施工中的重要環節，插板機的選型等影響工程工期。塑料板排水法施工工藝為場地平整→塑料排水板樁位放樣→塑料板通過導管穿出→沉設導管→提升導管→檢查記錄板位打設情況→塑料排水板端頭處理。塑料排水板使用前需進行檢驗，進場堆放在現場排水板應進行覆蓋，塑料排水板芯外包裹透水套易老化。塑料排水板施工深度要求穿透軟層，否則，軟基處理效果不佳。施工前進行試打。如可間隔10m 分左中右試點試打，確定打入深度為計量依據。排水板插板機無刻度，為記錄排水板打入深入，需在插板機進行刻度標識，打入中有明顯進尺標志。采用自動記錄儀采集打入深度，按合同計量原則確定排水板計量長度。

塑料排水板施工前進行板位放樣，確保排水板處理寬度滿足規范要求，施工中以工班為單位做好記錄，軟基橫向標明列數，經當日施工員驗收簽字。塑料排水板施工提升導管中常出現跟帶現象，使排水板處理深度減少，必須進行控制，要求靠近跟帶排水板旁重新打設，插入塑料排水板有足夠深度。避免淤泥等進入導管中增大摩擦阻力等。施工中應全程監控，出現不合格及時補打。規范要求排水板垂直度不超過1.5%，因插板機無垂直控制標尺，通常在導管架懸掛垂球控制，垂直度取決于工作墊層平整性，做好墊層平整性，不會出現大的傾斜。施工拔起導管時，外側出現許多淤泥，不及時清理會與砂墊層混合，必須安排專人清除導管帶出淤泥。插板機可與袋裝砂井打設機械共用，機械垂直振動據導管斷面確定。塑料排水板與樁尖相連，與樁尖連接方式以楔形固定簡單。排水板與樁尖連接不好，插入淤泥將通過樁尖與導管空隙進入導管，提升導管脫開與樁尖連接，不能固定會出現跟帶現象，施工中應重點控制。

2 塑料排水板插板機常用機型

選擇陸上塑料排水板插板機，需考慮機械性能，常用的陸上塑料排水板分為挖掘機改裝、門式插板機。挖掘機改裝插板機機型使用靈活，但軟基難以承受。履帶式插板機行走方便，可在組裝底盤后進入施工場地組裝其他部件。履帶式插板機落地面積為4m2，軟基處理后，可承受機械機型重量。插板機受履帶控制垂直度，打插時平面位置到位，插入深度在10m 以上，插入必須移動機械位置，結構對墊層局部不平整，導致排水板局部垂直問題，由于無垂直度檢查設備，導致排水板地基深度排列不均，使得沉降不均。履帶式插板機機型插管扁平，交通部頒布規定，打設時回帶長度不超50cm，插板機滿足規定實施。沿海地區使用插板機需考慮海水腐蝕性，施工來潮提前將電動機拆除，插板機底盤部位被海潮浸泡，軸承活動關節部位保護弱，對軸承等腐蝕性較大。履帶式插板機由于基梁低，遇到障礙必須打插排水板，施工難度大。履帶式插板機運作位移靈活，排水板平面位置控制良好，施工中需補打時，履帶式插板機可快速補打完畢。履帶式插板機打設動力為電動機帶動，基礎不穩定時，會導致地基產生過大振動失穩。門式軌道插板機使用方便，3d 內可組裝完畢投產，在軟基處理中使用效果更好。門式插板機由于軌道落地面積小，需鋪墊枕木減小壓強。移動軌道施工煩瑣。通過調節軌道水平度，保證良好的垂直度，使軟基均勻排水。機管為φ114mm 無縫鋼管，拔管振動大，打10m 回帶30cm，插入深度應考慮回帶問題。門式軌道插板機主要部件可提高避潮，笨重鐵件抗海水腐蝕性強。門式軌道插板機受軌道控制行動，對墊層寬度要求較高，需要加寬墊層，需要補打時，移動機械麻煩，為工期產生較大影響，插板機打設為振動式，會為特殊地基產生失穩影響。插板機不存在基梁低造成施工不便問題。門式軌道插板機所需馬力較小，在動力方面較為經濟，打插14m/根長排水板，根據地基松軟度，每小時可打設40 ～50 根。

3 塑料排水板插板機施工要點

塑料排水板打設時排水板扭結，淤泥進入帶芯堵塞疏水孔，影響排水帶排水，CFG 樁拔管過快造成局部縮頸，拔管過慢導致樁頂浮漿增厚，地層淤泥層地下水過多，掛不住樁靴，遇到淤泥地質，需要控制提管速度。塑料排水板堆載預壓力施工質量執行《塑料排水板施工規程》《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》。在飽和軟土中成樁，樁機振動力小，新打樁對已打樁作用表現為擠壓，使得已打樁擠成橢圓形，嚴重產生樁斷。相鄰樁施工應隔樁跳打。滿堂布樁不宜從四周轉圈向內施工，可采用中心向外推進方案。由于板帶施工板頭位置有淤泥隨板機帶泥，要求施工后鏟除，將板頭超排水通透方向彎折，保證砂墊層通透系數，反濾土工布位置邊溝根據沉降情況清溝，沉管中必須勻速，重車碾壓未完成區域回填土，后期反挖施工保證設備行走勻速。施工安全風險包括施工現場用電安全、高空墜落等方面。電工上崗值班必須兩人同崗，必須堅持定期安檢制度，插樁作業遇到雷雨天需停止作業。施工用打設機架高10 ～25m，材質必須符合要求，在機架檢修施工中使用安全帶。機械作業插板機卷揚機鋼絲繩需經常檢查，振動錘緊固件必須有防震自鎖裝置。插班作業必須專人指揮，嚴防人身傷害。施工前規劃好土方堆放，施工中，嚴格控制建筑垃圾對周圍環境污染。做好安全文明施工，注意對周圍建筑物、人行道的清潔衛生。挖掘機械進出施工場地，對出場道路及時清理污染泥土，施工現場做到工完場清。

4 塑料排水板插拔機施工技術改造

在黏土地基條件下進行插板，通過振動錘對準插孔位下沉，套管頂住錨靴將排水板插入設計深度，錨靴同排水板留在土中，由于套管內外壓力差使深層黏土擠入套管，排水板不能留在土中，使插板機無法正常工作。插拔機無法工作原因是錨靴離開套管口，打設中要求套管內外壓力差相同，利用水壓補壓裝置抵消套管內外壓力差。對插板機改造，在套管安裝補壓裝置，排水板插入口設連接接頭，連接柔性管，附近設置穩定水源，安裝水位傳感器，連接水泵控制器，打設時，套管穿入排水板，將積水抽入插板機套管，振動錘將套管打入地底，水位上升至傳感器高度停止注水，套管內水位下降，進行下一根水板搭設。

黃驊港河口港區v 區物流項目工程為軟基處理工程，處理面積近50 萬平米，施工工藝，覆水抽氣真空預壓及土方堆載預壓。施工區域東南側附近積水較多，采用塑料排水板插板機搭設遇到困難，打設前套管無異物，完成施工后出現堵管，不及時清理堵管嚴重，打設至深度后排水板不夾帶。現場對施工區域泥層鉆孔取樣，采樣土體液性質指數達1.5，中心區域土層液性指數大于1.75，平均含水率達56%，打設至設計標高提起套管，套管內外存在較大壓力導致導管淤泥擠入套管。沿海區域工程，套管外部塑料排水板易被風吹飛扭結，增設塑料排水板套箍，使排水板保持拉直狀態。應按設計要求對平面布置測量放樣，目前，施工主要依據操作人員控制，造成平面位移偏大問題問題，可利用GPS 系統劃分施工區，精確排水板施打位置，實現信息化監測，為塑料排版信息化施工提供思路。插板機每日插板數量不足100 根，頻繁出現堵管不夾帶影響施工質量，技術人員對插板機進行改進，改造后平均打設數量達400 根以上，減輕了工人勞動強度。

5 結語

本文采用施工區易取得水源為補壓裝置，避免淤泥堵塞套管，通過水位監測裝置控制套管水位，可為同類工程提供借鑒。對陸上排水插板機進行對比分析，選用根據是否適合工程情況，履帶式插板機具有插設速度快等優點，可在井架上設置垂直度檢查裝置，使軟基深度均勻分布，保證工程質量。塑料排水板施工為隱蔽工程必須有施工人員在場跟蹤，使塑料排水板打入深度符合要求，覆蓋上砂墊層使其豎直方向形成暢通排水通道。