塑料排水板在灘涂軟基處理施工中的應用分析

丁錦彥

（中國鐵建港航局集團有限公司海外分公司，廣東珠海 519000）

1 引言

“一帶一路”為國內水利工程等基礎工程項目的建設帶來了更大的挑戰，對濱海、淺灘等區域的灘涂軟基處理技術也有了更高的要求。在灘涂軟基上方開展水利工程建設時，往往會出現地基沉降、結構失穩等影響工程建筑物穩定性的問題。為此，工程單位需要利用施工技術對灘涂軟基進行處理，而塑料排水板則是加固軟基的重要技術手段，其具有施工簡單、排水固結效果良好、效率高、成本低、耐久性強等特點，在國內眾多于灘涂軟基上方開展的水利工程中得到廣泛應用。

2 塑料排水板施工方法概述

塑料排水板施工技術是對灘涂軟基進行排水固結處理的重要技術手段，主要通過操作插板機，結構如圖1 所示，對特制的排水板進行振沖，將其插設于孔隙比高、壓縮性高、土層深厚且含水量高的軟土地基內部，通過將砂墊層鋪設于上層完成水平方向的排水操作。通過對砂墊層上施加應力，進而產生超孔隙水壓力。超孔隙水壓力與地基中孔隙水壓力共同作用，將土壤孔隙中的水分從砂墊層和塑料排水板中排出，從而導致孔隙水應力降低。依據太沙基理論可以得出，軟土地基中的土顆粒之間持續的有效應力傳遞促使孔隙水應力降低并轉化為有效應力，提高了軟基的排水固結效率和地基的承載能力。

圖1 塑料排水板插板機示意圖

3 影響塑料排水板施工效果的關鍵因素

3.1 塑料排水板布置間距

灘涂軟基加固效率和固結程度與排水板的間距布置情況有關，在一定的土質條件下，間距越小，排水固結效果越明顯。相關研究表明，在一定范圍之內，塑料排水板間距縮短可以有效提高排水固結的效率。但是，間距降低到0.7 m 之內時，排水板布置間距這一因素難以發揮出明顯的效果。為此，現場施工人員需要綜合軟土地質、施工技術要求、工期等實際情況對布置間距進行合理選擇，有效提升塑料排水板這一技術的應用效果。

3.2 打設深度

在打設塑料排水板的過程中，施工人員需要結合附加應力、土層分布等對打設深度進行合理控制，有效提升排水固結效果。例如，廣珠準高速鐵路項目中，某項針對軟土路堤的測試發現，當軟土地基固結程度不高時，打設深度的影響效果不明顯，但在固結完畢之后，影響效果明顯。在工程建設期間，施工人員可以為排水板設置測量裝置，對打設深度進行有效控制，從而提升排水固結效果。

3.3 井阻及涂抹作用

在利用塑料排水板對灘涂軟基進行加固處理時，涂抹效應以及井阻效應會對土體滲流效率產生阻礙效果，影響排水固結效率。針對較長的塑料排水板，施工人員需要重點考慮井阻效應對排水板滲流效果的影響，在施工過程中對排水板濾膜以及截面類型進行合理控制，確保排水板通水效果符合施工要求。此外，涂抹效應與土體特性存在一定關聯，排水固結效果與涂抹比以及滲透系數存在較大關聯，而且相關參數越高，則涂抹效應產生的影響越大。同時，排水板間距也可以對涂抹效應產生一定影響，間距越小則涂抹效應影響越大。

4 塑料排水板施工材料及設備應用

建設單位需要在施工前對塑料排水板材料進行嚴格的質量檢查，確保排水板不存在扭結、濾膜臟污、濾膜破損以及芯板斷裂等問題，避免將質量不合格的材料應用到排水固結施工中。在存放排水板時，施工人員需要使用庫房存儲或覆蓋相應的防護材料，避免排水板長時間接觸空氣而出現老化等影響材料性能的問題。一般而言，在利用塑料排水板對灘涂軟基進行排水固結施工時，施工單位提出使用插板船以及插板機2 種類型的機具，分別用于水下和干地施工。當前，國內主要有龍門架式、履帶式、挖掘機改裝式以及軌道式等多種不同類型的插板機，施工人員需要結合軟基地質條件、施工區域大小、技術要求等合理選擇機械類型。插板機主要有圓形、扁形以及菱形3 種套管，斷面的尺寸和形狀需要符合排水板打設深度、剛度、豎直度等參數要求。插板機套管的打設端需要選擇細小類型的，避免拔管過程中出現回帶問題。在灘涂軟基處理施工中，施工人員通常需要選擇圓形或扁形套管的龍門架式插板機或者軌道式插板機。

5 塑料排水板的主要應用工藝

5.1 鋪設隔離層

在清理灘涂軟基上方的雜物垃圾外，施工人員還需要在軟基上鋪設土工布或編織布，形成砂墊層與灘涂軟土之間的有效隔離層，避免排水通道堵塞等問題。在鋪設隔離層期間，施工人員需要沿橫向鋪設土工布，并盡可能使用整片布料鋪設，避免搭接鋪設影響鋪設效率。在土工布搭接過程中，施工人員需要合理控制搭接量，避免搭接長度＜1 m。在鋪設完成后，施工人員需要對褶皺、扭曲、緊繃等問題快速處理，并將其固定牢靠，同時，還需要盡快覆蓋材料進行防護，避免隔離層暴露時長超過48 h。

5.2 攤鋪下層墊層

下層墊層的鋪設材料主要選擇碎石或卵石，按照設計要求對其厚度進行合理控制，起到透水、找平以及穩固插板機的效果。一旦墊層攤鋪不均勻，在使用插板機施工時，將會出現隔離層受力不均勻，土工布鼓出的情況。針對這一問題，施工人員需要將鼓出的軟土挖出并在2 倍鼓出面積的區域內依次鋪設土工布和碎石墊層。

5.3 排水板打設

施工人員需要在排水板打設之前確定打設深度，通過間隔10 m 選擇試點的方式打設3～5 塊塑料排水板，掌握排水板打設機械、技術在施工區域的應用情況，便于后續開展大范圍的施工操作。施工人員需要按照平面布置圖對排水板打設位置進行合理控制，對于板位偏移幅度不小于30 mm 的排水板，施工人員需要進行補打。塑料排水板及其施工現場如圖2 和圖3 所示。

圖2 塑料排水板圖

圖3 塑料排水板施工圖

施工人員需要對打設深度和排水板布置間距合理控制，通過抽樣檢測的方式確認間距誤差，避免間距超出150 mm 誤差范圍。打設深度需要結合回帶允許長度、打設長度、外露長度進行合理控制。其中，外露長度需要大于20 cm，回帶允許長度需要小于50 cm。在控制打設深度時，施工人員可以采取查刻度數值法、測深儀檢測法以及油漆標記法進行控制。

工程實踐經驗表明，在套管下插之前，施工人員將套管扶住并對準板位可以有效控制偏差問題。在拔出導管時，排水板容易被一同拔出，導致排水板處理深度與實際需求不符，影響灘涂軟基的排水固結效果。在導管拔出的過程中，施工人員需要對排水板回帶長度以及回帶處理進行嚴格控制，當回帶長度超出50 cm 或出現回帶現象的導管根數超過總導管數的5%時，需要補打排水板。一般而言，施工人員可以提升打設深度，使得排水板超出軟土區域進入硬殼層，確保回帶之后的排水板依然位于設計要求的位置。在施工區間，施工人員也需要做好排水板豎直度的控制工作，盡可能避免豎直度偏離完全垂直狀態1.5%以上的豎直度。針對豎直度控制期間缺乏控制標尺的情況，施工人員可以采取將垂球懸掛在導管架（插板機）的方式進行控制。一般而言，垂直度主要與下墊層平整度存在關聯，施工人員可以從這方面入手進行控制。

5.4 軟件加固期間的注意事項分析

排水板往上方排水期間，一些細土顆粒將會沿著包在排水板外部的濾膜侵入芯板，堵塞芯板，使得排水通道的功能受到影響。同時，濾膜中也會滯留一部分細小的土顆粒，降低排水板的滲透性能，減緩了排水板滲流土內水分的速率。為了確保后續的沉降控制效果不會受到排水板淤堵問題的干擾，施工人員需要在濾布和芯板選取的過程中做好控制，盡可能應用可降級的芯板以及防淤堵性能高的濾布，實現對上述問題的有效緩解。此外，施工人員也可以通過提高開孔率的方式強化濾布的性能，降低淤堵概率。

6 結語

塑料排水板技術可以有效提升灘涂軟基的排水固結效果。一般而言，在灘涂軟基處理施工時，施工人員應該選擇圓形或扁形套管的龍門架式插板機或者軌道式插板機，嚴格按照要求對隔離層和砂墊層進行鋪設，避免出現鼓包等問題。在具體應用過程中需要對打設深度、布置間距等合理控制，避免超出誤差允許范圍。