軟土地基邊緣區域插打排水板施工方法

◎ 李宏權 保利長大工程有限公司

沿海大面積新近吹填軟土地基一般采用真空或堆載預壓法處理，即利用真空壓力或堆載壓力，使土體排水固結加固軟土地基的方法，垂直排水系統一般采用塑料排水板。在實際施工中，插打排水板方法的選用以軟土地基大部分區域適用性為依據，往往忽略了邊緣區域的適用性，從而導致邊緣區域的插打排水板難度大、質量不高，地基處理效果也不佳。

本文對新近吹填軟土地基邊緣區域進行了定義，從插板施工存在的問題出發，對軟土地基邊緣區域進行了分類，并從設備選用及插打工藝等方面探討最優的插打排水板方法。

1.軟土地基邊緣區域定義及存在問題

本文中新近吹填軟土地基邊緣區域是指離軟土地基邊界10m以內、吹填淤泥層厚5m以內、底面為原有岸線且呈斜坡走向的區域。軟土地基邊緣區域存在以下問題：

（1）對于邊界為原岸線、原養殖魚塘等邊緣區域，地形復雜，地層不規則，可能存在塊石、雜填土等，插打排水板困難。

（2）邊緣區域在吹填砂墊層時，吹填管線及出砂口無法均布，導致砂墊層厚度不均勻，局部墊層承載力不足，插板施工機械行走困難。

（3）高水位時，局部邊緣區域可能被淹。

表1 軟土地基邊緣區域分類表

表2 三種插板設備性能參數分析表

2.軟土地基邊緣區域分類

根據新近吹填軟土地基邊緣區域的定義及存在問題，劃分為插板容易、較難、困難及特別困難等四種區域類型，具體見表1。其中，邊界為原填石岸堤、新近吹填砂袋岸堤等邊緣區域，因岸堤斜坡作為岸堤基礎的一部分，可不破壞，插板至岸堤斜坡面即可，該邊緣區域看作無塊石雜填層。

3.插板設備適用性分析

插打排水板的設備主要有三種，為挖掘機改裝插板機、履帶式插板機及門式插板機。三種插板設備的適用性指標參數分析見表2。

從表2分析對比可知，對于新近吹填軟土地基邊緣區域，場地有限，而門式插板機軌道行走需占用較大面積，且工效低，所以適用性較差。挖掘機改裝插板機及履帶式插板機各有優缺點，挖掘機改裝插板機自重大，且插板需要振動，對地基承載力要求高，適用于砂墊層厚度足夠及承載力好的區域。履帶式插板機對地基承載力要求較低，且靜壓插板，適用于砂墊層厚度不均勻及承載力較差的區域。

4.插打排水板施工方法

4.1 插板容易區域施工方法

插板設備可選用挖掘機改裝插板機及履帶式插板機，采用常規的插板施工工藝施工。施工工藝為：施工準備→場地平整→測量放樣→插板機就位→安裝管靴→沉設套管至設計底標高→提升套管→剪斷塑料排水板→移機至下一板位。施工時可結合中心區域的施工設備及方法共同施工。

圖1 引孔裝置圖

4.2 插板較難區域施工方法

插板設備選用履帶式插板機，采用常規的插板施工工藝施工。因砂墊層吹填不均勻，局部厚度不足，承載力局部較差，而履帶式插板機重量較輕，且靜壓插板擾動少，對砂墊層的承載力要求不高，最適宜施工。施工過程中采用砂墊層局部墊板等措施防止設備履帶局部下陷，影響插板垂直度。

4.3 插板困難區域施工方法

對于塊石雜填層，層厚不大的區域采用挖掘機改裝插板機進行振動插板，通過振動使套管穿透塊石雜填層；層厚超過0.5m的區域，常規插板機已無法穿透，采用輔助引孔的插板施工方法，即在常規插板工藝前增加一道引孔工序。

引孔設備：在輕型履帶挖掘機的基礎上改造。引孔裝置采用挖掘機上的破碎錘及實心鋼棒改裝而成，把160mm實心鋼棒通過釬桿與破碎錘液壓振動系統連接，引孔裝置如圖1所示。

引孔方法：帶引孔裝置的履帶挖掘機在板位旁就位，引孔裝置跟據板位振動下沉引孔，穿透塊石雜填層，上拔完成。遇到大塊石打不下去時，適當調整引孔間距，在軸線方向移位再引孔。

采用振動引孔時，振動力會影響砂墊層的承載力，適宜采用重量較輕且擾動少的履帶式插板機共同施工。帶引孔裝置的履帶挖掘機與履帶式插板機在施工中前后緊跟，引孔完成后馬上進行插板，防止孔洞受下一引孔振動影響時回堵。

4.4 插板特別困難區域施工方法

根據高低潮位的情況，選擇低潮位且砂墊層上無水的時間段進行施工。

插板特別困難區域存在塊石雜填層，對于層厚超過0.5m的區域，也采用輔助引孔的插板施工方法，與插板困難區域施工方法基本一致。但是，引孔振動對含水砂墊層的承載力影響很大，機械履帶在振動作用下會陷入砂墊層中，且該區域的砂墊層局部厚度不足，甚至會陷入淤泥層中，對施工安全影響很大。因此，引孔插板須采取措施防止履帶下沉，可采用板位跳躍及砂墊層上墊鋼板的方法進行施工。

對插板特別困難區域的施工方法較復雜，施工工效低、成本高，可從源頭上進行改進分析、降低施工難度。對于存在塊石雜填層的原地貌無法改變，但在吹填淤泥及砂墊層時可適當提高回填高程，使砂墊層頂面處于高水位以上，這樣插板特別困難區域可降為插板困難區域，插板施工容易很多。

5.結語

從新近吹填軟土地基邊緣區域插板施工存在問題出發，把軟土地基邊緣區域劃分為四種類型，并對三種主要插板設備進行了適用性分析對比，最后根據區域類型特點從插板設備選用、常規插板工藝、引孔插板工藝及插板要點等闡述了新近吹填軟土地基不同邊緣區域的插打排水板方法，希望能為同類工程提供參考。

另外，新近吹填軟土地基邊緣區域根據每個項目的實際情況有所不同，復雜性也不一樣，插打排水板施工方法也不盡相同，需根據實際合理選擇。