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1、塑料排水板軟基處理施工工藝塑料排水板軟基處理是20世紀(jì)80年代初在我國發(fā)展起來的一項(xiàng)軟基處理加固新技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于公路、鐵路等工程，屬于軟基處理的排水固結(jié)范疇。1 工藝特點(diǎn)（1）塑料排水板濾水性好，能確保排水效果并有一定的強(qiáng)度和延伸率，具備適應(yīng)地基變形的能力。（2）排水板質(zhì)量容易控制，成本較低。（3）斷面小，插放時(shí)對地基擾動小，施工方便，在施工過程中沒有排水孔斷面不均勻和受堵塞的情況。（4）打設(shè)機(jī)械輕，可用于較軟的地基。2 適用范圍 適用于含水量高、壓縮性大、透水性差和強(qiáng)度低的軟弱飽和粘性土地基加固。特別適用于存在連續(xù)薄砂層的地基。3 工藝原理及設(shè)計(jì)要求3.1 加固原理塑料排水板法的加固2、原理是：利用插板機(jī)械在含水量大、孔隙比大、壓縮性高、深厚的軟土地基中插設(shè)具有良好透水性的塑料排水板，從而在軟土地基中形成豎向的排水通道，在其上鋪設(shè)砂墊層而形成水平排水通道，增加了土層的排水通道。在上部輔加荷載（如預(yù)壓堆載、砂墊層，或者真空預(yù)壓等）的作用下，在軟土地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力。軟土地基中的孔隙水應(yīng)力和附加應(yīng)力引起的超孔隙水應(yīng)力隨著孔隙水通過塑料排水板和砂墊層排出而降低，地基的孔隙水含水量也隨之降低，從而增加了土體密實(shí)度。根據(jù)太沙基的有效應(yīng)力原理（=-u；其中：表示有效應(yīng)力，表示總應(yīng)力，u表示孔隙水應(yīng)力）可知，由土顆粒間傳遞的有效應(yīng)力會隨著地基中孔隙水應(yīng)力降低（即孔隙水的消散）等量增加，進(jìn)而3、加速地基的固結(jié)和地基土的承載力的提高，使軟土地基在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的固結(jié)度。天然地基A點(diǎn)和設(shè)排水板后地基A點(diǎn)的排水路徑比較見圖1。圖1 地基中A點(diǎn)的排水路徑比較示意圖3.2 設(shè)計(jì)要求3.2.1 豎向排水板的平面布置由于建筑物基礎(chǔ)外一定范圍內(nèi)的地基中仍有建筑物荷載引起的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，塑料排水板的布置面積應(yīng)稍大于建筑基礎(chǔ)外圍面積，以利于基礎(chǔ)外地基土的固結(jié)，提高地基土的穩(wěn)定性。向外擴(kuò)大的范圍可為基礎(chǔ)的輪廓線以外24m。塑料排水板在平面上可布置成正方形或等邊三角形兩種排列形式。3.2.2 豎向排水板的深度塑料排水板的長度應(yīng)根據(jù)軟土層的厚薄綜合考慮。如軟土層較厚，則應(yīng)根據(jù)建筑物對地基的穩(wěn)定及沉降要求4、決定塑料排水板的長度。從穩(wěn)定方面考慮，塑料排水板應(yīng)穿越地基可能的滑動面2m以上；從沉降方面考慮，塑料排水板應(yīng)穿越主要的受壓層。如軟土層厚度不大且下臥有透水的砂或礫石層時(shí)，通常可把塑料排水板打至礫石層上；如軟土層很厚（如大于20m）時(shí)，由于徑向平均固結(jié)效應(yīng)很小，打穿軟土層的意義并不很大。3.2.3 橫向排水的布置 塑料排水板頂部應(yīng)鋪設(shè)排水砂墊層。在缺乏砂料的情況下，可采用砂溝代替墊層，以引出塑料排水板中滲流出來的孔隙水。砂墊層的厚度宜大于0.4m，水上施工宜加厚一些。砂墊層的寬度一般伸出塑料排水板區(qū)外邊線不小于2倍的塑料排水板直徑。3.2.4 地基的固結(jié)度計(jì)算塑料板總的平均固結(jié)度為：當(dāng)軟土層較厚5、，而塑料排水板長度能夠滿足或沉降要求時(shí)，塑料排水板可不穿透整個(gè)軟土層。建議塑料排水板的固結(jié)度可分為塑料排水板深度范圍內(nèi)地基和塑料排水板以下部分地基兩部分計(jì)算。塑料排水板深度范圍內(nèi)地基按準(zhǔn)三維固結(jié)理論計(jì)算，塑料排水板以下部分按一維固結(jié)理論計(jì)算。其計(jì)算式為：式中 長度比； 塑料排水板范圍土層厚度； 塑料排水板以下壓縮層范圍內(nèi)土層厚度； 塑料排水板穿過范圍內(nèi)土層的平均固結(jié)度； 塑料排水板以下部分土層平均固結(jié)度。當(dāng)軟土層很厚時(shí)（如H20m），豎向排水固結(jié)作用已很小，因而可忽略豎向固結(jié)的作用。4 工藝流程塑料排水板軟基處理工藝流程見圖2。5 操作要點(diǎn)5.1 施工準(zhǔn)備（1）對參與施工的人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)及施6、工前的技術(shù)交底。循環(huán)清理工作面填筑預(yù)拱土以行走機(jī)械鋪設(shè)砂墊層測放塑料排水板樁位移機(jī)就位插設(shè)塑料排水板塑料排水板樁頭處理鋪設(shè)土工格柵鋪設(shè)砂墊層堆載預(yù)壓或者真空預(yù)壓埋設(shè)觀測水杯和位移觀測樁。如果采用真空預(yù)壓還要布設(shè)閉氣設(shè)施圖2 塑料排水板軟基處理工藝流程（2）參照設(shè)計(jì)資料，對施工前土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，對軟基土層的地質(zhì)情況進(jìn)一步確認(rèn)，確保施工的連續(xù)性。（3）塑料排水板的選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,工程采用的塑料排水板應(yīng)具有耐腐蝕性和足夠的柔性,卷曲、回折時(shí)不脆裂。其技術(shù)指標(biāo)必須符合塑料排水板施工規(guī)程（JTJ/T256-96）及設(shè)計(jì)要求，經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后方可投入使用。 （4）根據(jù)工程數(shù)量及設(shè)計(jì)資7、料選擇適宜的機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行施工前的維修，并進(jìn)行塑料排水板試打。（5）插板作業(yè)前，應(yīng)先了解地下有無障礙物，然后清表除淤、平整場地，鏟除草根、雜草。（6）在塑料排水板插打之前對其進(jìn)行測量放樣，將每根塑料排水板的具體樁位測設(shè)出來并做好標(biāo)記，所用的標(biāo)記通常有石灰細(xì)條塑料板芯等，要求明顯且不易被損壞。5.2 施工工藝5.2.1 填筑工作墊層 為了進(jìn)一步保證插板機(jī)施工的部位的準(zhǔn)確性及施工過程的連續(xù)性，要再次對施工場地進(jìn)行平整。5.2.2 鋪設(shè)砂墊層排水墊層的作用是使在預(yù)壓過程中從土體進(jìn)入墊層的滲流水迅速排出，使土層的固結(jié)能正常進(jìn)行，防止土顆粒堵塞排水系統(tǒng)。因而墊層的質(zhì)量將直接關(guān)系到加固效果和預(yù)壓時(shí)間的長短8、。5.2.3 埋設(shè)沉降設(shè)備沉降板埋置于路中心、路肩和坡趾的基底。底板尺寸不小于50cm50cm3cm，測桿直徑以4cm為宜。隨著填土的增高，測桿和套管應(yīng)相應(yīng)接高，每節(jié)長度不宜超過50cm；接高后的測桿頂面應(yīng)略高于套管上口，套管上口應(yīng)加蓋封住管口，避免填料落入管內(nèi)而影響測桿下沉自由度。蓋頂高出碾壓面高度不宜大于50cm。5.2.4 插板機(jī)就位 插板機(jī)進(jìn)場進(jìn)行機(jī)具組裝完成后，將其移至測量標(biāo)記位置，并使其套管對準(zhǔn)標(biāo)記。5.2.5 排水板裝入導(dǎo)管、安裝靴頭 將塑料排水板端部穿過預(yù)制靴頭固定架，對折帶子長約10cm，固定聯(lián)結(jié)。一般預(yù)制靴頭可采用鐵質(zhì)或混凝土靴頭。將靴頭套在空心套管端部，固定塑料排水板，使9、其在下沉過程中能阻止泥沙進(jìn)入套管，并避免提管時(shí)脫開將塑料板帶出。5.2.6 導(dǎo)管下沉插板插板機(jī)就位后，通過振動錘驅(qū)動套管對準(zhǔn)孔位下沉，排水板從套管內(nèi)穿過，與端頭管靴相連并頂住排水板插到設(shè)計(jì)深度。5.2.7 拔導(dǎo)管插板機(jī)提升過程中，普遍存在不同程度的跟帶，嚴(yán)重時(shí)會影響加固效果。因此施工規(guī)范規(guī)定，跟帶長度不得超過40cm，跟帶的根數(shù)不宜超過設(shè)計(jì)總根數(shù)的5%。在打設(shè)過程中，應(yīng)保證垂直度符合要求，以滿足加固地基在深度方向上的均勻性。5.2.8 剪斷板頭排水板外露長度不小于25cm，并埋入砂墊層中并做出標(biāo)記，以防止塑料板隨地基沉降而降至砂墊層以下，形成排水系統(tǒng)的脫節(jié)，同時(shí)也便于檢查打設(shè)的數(shù)量和間距。5.10、2.9 插板隙回填砂（1）打設(shè)形成的孔洞應(yīng)用砂回填，不得用土塊堵塞。 （2）將施工中形成的坑凹填平，填坑時(shí)應(yīng)將排水板扶正。 （3）將排水板端頭向路線外側(cè)壓倒平貼于砂墊層上并用砂覆蓋。由于此項(xiàng)工作稍滯后排水板施工，又需待全部排水板施打完后才鋪設(shè)上層砂墊層，因此可先做成小砂堆。6 主要機(jī)具設(shè)備塑料排水板法的施工機(jī)具主要是插板機(jī)，也可與袋裝砂井打設(shè)機(jī)械共用，只是將圓形套管改為矩形套管。目前我國應(yīng)用的兩用打設(shè)機(jī)械，可根據(jù)每次打設(shè)根數(shù)、套管斷面大小、入土長度及地基均勻程度具體決定其振動打設(shè)工藝、垂擊振力大小。一般對均勻軟粘土地基，振動錘擊振力可參照表1選用。表1 振動錘擊振力參考值長度（m）導(dǎo)管直徑（c11、m）振動錘擊振力（kN）單管雙管10130146408010201301468012016020130146120160220選擇排水板施工機(jī)械應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，從機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工效、適用程度等方面來確定，包括地基的壓力、穩(wěn)定性、打設(shè)能力、機(jī)動性及打設(shè)速度等。7 勞動力組織塑料排水板施工勞動組織根據(jù)設(shè)備的臺班生產(chǎn)能力大小確定，每個(gè)施工工班通常68人，見表2。工班人員以圍繞打樁機(jī)為中心建立各自崗位責(zé)任制，在工班長統(tǒng)一指揮下進(jìn)行工作。表2 勞動力組織表序號工種人數(shù)工作內(nèi)容1工班長1負(fù)責(zé)指揮及協(xié)調(diào)工作2機(jī)械司機(jī)1機(jī)械操作、維修、養(yǎng)護(hù)3電工1操作及維修發(fā)電機(jī)，保證工地用電安全4操作工24機(jī)械就位、12、塑料板與樁間連接等5合計(jì)688質(zhì)量要求及質(zhì)量控制要點(diǎn)8.1 質(zhì)量要求8.1.1 基本要求（1）進(jìn)場的塑料排水板必須符合設(shè)計(jì)要求，且經(jīng)試驗(yàn)合格后方能使用。（2）塑料排水板在打插過程中，平面偏位及垂直度應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。（3）塑料排水板在插設(shè)過程中，應(yīng)盡量避免跟帶（排水板被導(dǎo)管往上帶），跟帶40cm以上時(shí)應(yīng)廢棄，并在距廢棄排水板45cm處補(bǔ)打。（4）塑料排水板質(zhì)量和板底標(biāo)高必須符合設(shè)計(jì)要求，排水板下沉?xí)r不得出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂等現(xiàn)象，其頂端必須按規(guī)范要求伸入砂墊層，避免被粘土污染。8.1.2 實(shí)測項(xiàng)目實(shí)測項(xiàng)目見表2。表2 塑料排水板施工允許偏差項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1板間距（mm13、）150抽查2%2板長度（m）不小于設(shè)計(jì)查施工記錄3豎直度1.5%查施工記錄8.2 質(zhì)量控制措施8.2.1 排水板性能控制塑料排水板的的芯板應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度和垂直排水能力，其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于130N/cm。當(dāng)周圍土體壓力在15m深度范圍內(nèi)不大于250kN/m2或在大于15m范圍內(nèi)不大于350kN/m2時(shí)，其排水能力不低于30cm3/m。芯板應(yīng)具有耐腐性和足夠的柔性，保證塑料板在地下的耐久性，并在土體固結(jié)變形時(shí)不會被折斷或破裂。濾膜一般由無紡織物制成，應(yīng)具有一定的隔離土顆粒和滲透功能，應(yīng)等效于0.025mm孔隙，其最小自由透水表面積宜為1500cm2/m，滲透系數(shù)應(yīng)不小于510-3cm/s。14、8.2.2 土拱坡、砂墊層層厚、密實(shí)度控制（1）墊層材料應(yīng)采用透水性好的砂料，其滲透系數(shù)一般不低于10-3cm/s，同時(shí)應(yīng)能起到一定的反濾作用。通常采用級配良好的中粗砂，含泥量不大于3%，并應(yīng)除盡其中雜土、植物等。一般不宜采用粉、細(xì)砂，也可采用連通塑料排水板的砂溝來代替整片砂墊層。（2）一般情況下陸上排水墊層厚度為0.5m左右，水下墊層為1.0m左右。對新填不久的或無硬殼層的粘土及水下施工時(shí)，應(yīng)采用厚的或混合粒排水墊層。排水砂墊層寬度應(yīng)寬出路基邊腳0.51.0m，兩側(cè)端以片石護(hù)砌或采用其他方法防護(hù)，以免砂料流失。砂料不足時(shí)，可用砂溝代替砂墊層。砂溝的寬度為23倍塑料排水板寬度，一般深度為40615、0cm。8.2.3 伸入砂墊層長度、打入過程排水板狀況控制（1）塑料排水板留出孔口長度應(yīng)保證伸入砂墊層不少于50cm，使其與砂墊層貫通；并將其保護(hù)好，以防機(jī)械、車輛進(jìn)出時(shí)受損，影響排水效果。（2）插入過程中導(dǎo)軌應(yīng)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(yīng)有可靠的錨固措施，以免拔出套管時(shí)將芯板帶出；下料時(shí)應(yīng)考慮上拔時(shí)的“跟帶”長度，“跟帶”不得超出40cm，否則報(bào)廢重插，簡單的檢查方法是將塑料板帶按打設(shè)深度作好記號，完成后根據(jù)剩余板帶的長度測出“跟帶”長度。8.2.4 排水板儲存要求施工現(xiàn)場堆放的塑料排水板盤帶要加以覆蓋，放置于潔凈干燥處，防止污染和暴露在空氣中老化。8.3 質(zhì)16、量通病的處理8.3.1 施工中常見問題（1）提拔導(dǎo)管時(shí)發(fā)生“跟帶”現(xiàn)象。（2）樁管進(jìn)入泥水，污染排水板。（3）遇到較干硬的粘土層時(shí)，進(jìn)度緩慢。8.3.2 解決方法（1）提拔導(dǎo)管時(shí)經(jīng)常發(fā)生“跟帶”現(xiàn)象，這與套管端頭結(jié)構(gòu)、施工工藝和土層土質(zhì)有關(guān)，其中套管端頭結(jié)構(gòu)是主要因素。導(dǎo)管頂部在保證剛度的前提下，應(yīng)盡可能細(xì)小，使得拔管時(shí)土層能盡快將排水板夾住。（2）泥水進(jìn)入套管除增加上拔時(shí)的“跟帶”現(xiàn)象外，還會造成排水板的污染，因此應(yīng)經(jīng)常用清水清洗導(dǎo)管。（3）遇到干硬的粘土層進(jìn)度緩慢時(shí)，可以選用功率較大的液壓振動打樁機(jī)進(jìn)行打設(shè)，也可以在導(dǎo)管中加入少量清水，增加潤滑，減少摩擦。8.4施工注意事項(xiàng)（1）塑料排水板17、插入過程中防止淤泥進(jìn)入板芯，堵塞輸入通道而影響排水效果。（2）塑料板與樁尖連接一定要牢固，避免提管時(shí)脫落，將塑料板帶出。凡帶出2.0m以上的，均應(yīng)作廢補(bǔ)打。（3）嚴(yán)格控制間距與深度，樁尖與套管配合要適當(dāng)，避免錯(cuò)縫，以防淤泥進(jìn)入，增大塑料板與套管壁的摩擦力，易使塑料板帶出。（4）排水板一般不允許接長。如果必需接長時(shí)應(yīng)剝開濾膜使芯板接平( 搭接長度 20cm) 然后包好濾膜，再用訂板機(jī)訂牢。接長的根數(shù)不宜超過打設(shè)根數(shù)的5%，一般最多只允許接長一次。接長的板宜調(diào)整到護(hù)坡道位置打設(shè)。（5）對于施工段地表的硬殼 ( 一般約在0.51.0m)當(dāng)插入桿起后所留桿孔，不能用粘土塊或其他材料堵塞，必須用砂灌滿，18、以防堵塞排水通道使處理失敗。9 安全及環(huán)保措施9.1 施工安全（1）禁止非操作人員上機(jī)操作，安排專業(yè)檢查排水板機(jī)械，安拆插塑板機(jī)將無關(guān)人員清理出場并平整場地，防止因支架倒塌造成人員傷亡。（2）堅(jiān)持工前檢、工中督察和工后復(fù)查，在危險(xiǎn)區(qū)設(shè)立安全標(biāo)志和防護(hù)措施。（3）電線不得已放置地面時(shí)，要挖槽覆蓋以免損壞漏電。（3）操作人員要佩戴安全帽，高處作業(yè)時(shí)要系好安全帶，遇有六級以上大風(fēng)時(shí)，禁止高處作業(yè)。（4）施工場地的臨時(shí)便道，設(shè)專人維修養(yǎng)護(hù)，保持暢通。9.2 環(huán)境保護(hù)（1）施工過程中對周圍建筑物（包括文物）的保護(hù)及對工程棄渣、污水排放、機(jī)械噪聲控制和生活垃圾處理，均應(yīng)按國家環(huán)保部門的環(huán)保要求執(zhí)行，各項(xiàng)控19、制指標(biāo)均不超過規(guī)定的允許值。（2）裝卸有粉塵的材料時(shí)，應(yīng)灑水濕潤或在倉庫內(nèi)進(jìn)行，拆除臨時(shí)設(shè)施時(shí)，及時(shí)灑水處理，降低、揚(yáng)塵污染。（3）對插塑板樁頭進(jìn)行清理（樁頭過長的要將其剪斷）時(shí)，多余的小段插塑板材料不能亂放，并禁止在施工現(xiàn)場焚燒廢棄的塑料板，一定要統(tǒng)一堆放及處理，以免造成環(huán)境污染。10 工程實(shí)例廣州市南沙開發(fā)區(qū)京珠大道北二標(biāo)土建工程，地質(zhì)情況比較復(fù)雜。標(biāo)段所在路基全部屬于軟土地基。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，本工程需打設(shè)塑料排水板109231根，總計(jì)長達(dá)1638477m，其間距和打設(shè)深度，由鉆探地質(zhì)資料而定。間距有1.5m和2m兩種。呈梅花形布置，深度由8.0m20.0m不等。對材料技術(shù)指標(biāo)，在塑料排水板進(jìn)入施工現(xiàn)場后，都要取樣并委托作試驗(yàn)檢測，各項(xiàng)指均應(yīng)符合要求，從而保證了處理軟基的效果。