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摘要:随着社会经济的不断发展,人类在软土地基上进行的工程建设越来越多,其地基处理技术也日益多样化,许多新型实用的技术被越来越多地应用到工程实践中。就市政工程而言,由于工期紧、施工场地狭窄,同时还要维持既有道路交通正常运营等原因,软基处理较市政公路具有更高的要求。目前,最常用的软基处理方法有隔离墙、桩网复合地基、塑料排水板、CFG桩复合地基等等。论文重点针对塑料排水板软基处理方法进行探讨。
关键词:软基处理;塑料排水板;施工
前言
塑料排水板法是排水固结法的一种形式,其原理是利用深插软基的排水板,当堤身填筑时,荷载作用于软基,地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内,由砂垫层向堤外排出,以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基沉降固结,从而提高基底承载能力。这种方法的优点是:排水板成本较低,在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况;断面小,对地基扰动小;打设机械轻,可用于较软的基地。
1.主要材料
1.1 塑料排水板
塑料排水板(带)是由不同截面形状的连续塑料芯板外面包裹非织造土工织物(滤膜)而成。芯板截面有多种形式,类似工程采用常见的城垛式
其它还有乳头式等。芯板起骨架作用,截面形成的纵向沟槽供通水之用,而滤膜多为涤纶无纺织物,作用是滤土、透水。排水带插入软基后,为排除水中的多余水量提供了捷径,多余水可水平向通过板(带)的滤膜进入芯板沟槽,再向上经地表的透水料垫层通过排水盲沟排走。塑料排水带的宽度一般为 100mm,厚度 3.5~4mm,每卷长 100~200m。排水板的平面分布间距可借理论计算确定,一般为 1- 2m。本工程采用宽100m、厚 4mm 的 SPDⅡ型塑料排水板,每卷长度为 200m。八里湖大堤塑料排水板平面分布间距为 1.5m 梅花形布置,排水板插入地层深度15m。
1.2 砂垫层
水平排水体砂垫层应用中粗砂,含泥量<3%,渗透系数 6×10- 3~6×10- 2cm/s,干密度>1.5t /m3。
2.机械设备
打设塑料排水板的设备有两种:一种为履带式打桩机,一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备。套管插入杆为扁平状或圆形,内径大于排水板的尺寸,长度大于排水板设计长度,在打设中保护排水板不被损坏。本工程采用门架振动式插板机(带导轨)。它适合于软基、超软基底层施工,质量轻,移动方便、灵活。
3.施工质量标准
3.1 塑料排水板
(1)打入深度:不小于设计值;
(2)拔管跟带长度:≤50cm;
(3)板距误差:≤5cm;
(4)垂直度:≤1.5%。
3.2 砂垫层
(1)压实度:≥90%;
(2)厚度:误差±2cm;
(3)宽度:不小于设计值。
4.施工工艺
塑料排水板软基处理施工工艺流程为:测量放样→基础清理与整平→砂垫层铺设→放出桩位→施打塑料排水板→灌砂封孔→观测仪器预埋
4.1 测量放样
(1)根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩,再每隔 10~20m放出堤轴线桩。
(2)按照打设的宽度放出边桩及护桩。
4.2 地面清理及整平
(1)将施工范围内的树木、杂物清理干净,并挖除树根。
(2)将施工场地大致整平,若设计有整平标高时,应按设计标高整平,并进行压实。
4.3 砂垫层铺设
砂垫层总厚度 50cm,分层填筑压实,并压实到要求的密实度(>9%),然后施打排水板。由于地表较软弱,运输车辆宜用轻型车辆,且尽量减少对地基的扰动,最好将砂堆于处理地段以外,然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整,同时注意避免泥土杂物混入砂层。压实应用静压式压路机进行,不得振碾。
4.4 桩位放样
(1)首先根据设计给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。由于布设的原则按正三角形(梅花形)故:排数 = 处理长度÷设计板距×sin60°+1;列数 = 处理宽度÷设计板距 +1
(2)根据计算结果画出布桩图,标明排列的编号。每排桩的中心线应垂直于大堤轴线,曲线上应为法线方向。同时应绘制一张较大的布桩图交施工人员打设时使用,每施打一根在图上相应位置标出,以免遗漏。
(3)根据布桩图在铺设砂垫层上放出具体的桩位,做出鲜明的标志。可用竹签插在桩位上,桩顶部最好用红油漆抹红,放桩位时一般一次不宜过多,可先在半幅内布设,以免施工时丢失。施工中经常注意检查和保护,丢失的及时补上。
4.5 塑料排水板施工
塑料排水板(带)的施工是利用插带机将其埋设在土层中的预定位置。塑料排水板前端与锚靴,插入土层中,达到预定深度后拔出导杆,但排水板(带)仍留土层中,插带机的插入深度可达约 25m,入土速率可达 10m/min。在一些工程中塑料排水板(带)前端采用长 20cm的短钢筋组合顶板机固定锚固排水板(代替锚靴),本工程进一步改进,采用较为先进的插销式扦口器,扦口器用以链锁与导管相连(见图 1),当导管提起时,扦口器同时被带出,重复使用,节约了成本,方便了施工。
4.5.1 施工准备
在进行施工放样等工序的同时,应做好施工准备。主要是门架的拼装,机件的安设调试,可在待处理地段端部的场地上进行。然后试打 2~5 根,检验机器的性能、地质情况及工艺。
4.5.2 施打排水板
(1)铺设枕木、轨道、将机器移入场内。
(2)将排水板装入卷筒,并通过门架上的滑轮将排水板引入插杆(套管)中。
(3)将排水板从插入杆端头引出、折回,穿上插销,必要时用钉板机钉好。
(4)拉紧排水板,将插入杆对准桩位。
(5)开启振动将插入杆压入地基。
(6)到达设计深度(预先在插入杆用红漆划上标志)后将插入杆拔出。开始提起时加振动,以便排水板被牢固锚固于孔底。
(7)在砂垫层以上 30cm处将排水板剪断埋入砂中。
(8)移至下一个桩位。
4.5.3 施工注意事项
(1)轨道顺堤轴线方向铺设,铺设轨道时应使同一断面保持水平,以保证施打时垂直度 <1.5%。
(2)上拔插入杆时带出的淤泥,不得弃于砂垫层上,以免堵塞排水通道。
(3)排水板一般不允许接长。如果要接长时应剥开滤膜使芯板接平(搭接长度 > 20cm 然后包好滤膜),再用钉板机钉牢。接长的根数不宜超过打设根数的 5%,一般最多只允许接长一次。接长的板宜调整到护坡道位置打设。
(4)施工时应加强检查,保证板距、垂直度、板长、跟带长度等符合规范要求,否则应予重打,重打的桩位与原桩位位置不大于板距的15%。
(5)塑料排水板剪断预留砂垫层面以上长度不小于 20cm。
(6)当插杆提起后所留杆孔,不能用粘土块或其他材料堵塞,必须用砂灌满,以防堵塞排水通道使处理失败。
(7)施工时逐桩做好施工记录。
4.6 沉降观测板埋设及观测
根据设计要求应在软土处理地段埋设沉降观测标志。在堤中心底部设沉降板,随着填土高度的增加接长观测杆。沉降板应埋入砂垫层内,离堤基底部 5~10cm,观测杆上套 25cm 的聚乙烯塑料管。沉降观测标志应认真保护,做出明显的标志,防止施工中碰撞。
结束语
总之,塑料板排水法具有效提高软土路基承载力,减少地基过量沉降和不均匀沉降,施工工期短,工沉降量小、稳定性好。避免软土地基大量挖弃,对环境无污染,对周围土体无扰动。该工法绿色环保经济有效具有良好的社会和经济效益。
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论文作者:刘宇锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/7
标签:排水板论文; 塑料论文; 滤膜论文; 地基论文; 长度论文; 工程论文; 口器论文; 《基层建设》2017年第13期论文;