塑料排水板处理软土地基施工方法

胡玉宝

摘要：文章介绍了正在建设中的四川乐山至宜宾段高速公路第3合同段塑料排水板处治软弱地基的材料要求、机械设备、质量标准、施工工艺及布桩方法，作为现场技术人员指导施工需要。

关键词：塑料排水板；软土地基；砂砾垫层；履带式打桩机；门架式插板机

中图分类号：U691文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）05-0163-02

竖向塑料排水板处理软弱地基，是用塑料排水板将地基中的水排除，以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降，达到提高强度的目的。这种方法的优点是：排水板是正规厂家生产的，质量容易保证，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，可用于较软的地基处理中。

本段高速公路位于四川盆地西南边缘，地势南西高，北东低。本合同段冲沟较多，分布第四系坡洪积、冲洪积层，多为冬水田或水旱轮作耕地，大多为深层软弱地基，地基承载力低，含水量高，抗剪强度小，填方路堤稳定性差，沉降不能满足要求。所以设计采用竖向塑料排水板与砂砾石垫层组合进行地基处理。设计工程量为144112m，根据现场实际情况和现场钻探资料，还要变更增加12116m，主要工序为排水板施打、砂砾垫层铺设土工布铺设。现根据现场施工情况对施工工艺作如下阐述：

一、主要材料

1．塑料排水板。采用SPB-1型或SVD-1型塑料排水板。每一批塑料排水板应经指定的检验部门的检验，且附有出厂合格证及试验、检验报告。在使用的过程中应经常检查塑料排水板外套薄膜是否完好无损。

2．砂砾垫层。砂砾垫层采用天然砂砾，具有良好的透水性，不含有机质、粘块土和其它有害物质。砾石最大粒径为50mm。通过5mm筛孔的粒料应大于5%。

二、机械设备

打设塑料排水板的设备有两种形式：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，不可用锤击式或水冲式。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。

三、施工质量控制标准

1．塑料排水板

2．砂砾石垫层

四、施工工艺流程

测量放样 → 地面清理及调平层铺筑 → 铺垫泥质岩找平层 → 铺设下层砂砾石垫层 → 放出桩位 → 打塑料排水板 → 灌砂砾及填坑 →铺设上层砂砾石垫层 → 铺土工布 → 埋设沉降观测板。

五、施工工艺

1．测量放样。（1）根据设计图纸提供的起讫桩号打出控制桩，每隔10～20m放出路线中心桩；（2）按照打设的宽度放出边桩及护桩。

2．地面清理及调平层铺筑。（1）施工前应先平整场地，清除地表耕植土，并开挖纵横排水沟，将农田排水疏干，以便施工；（2）砂砾垫层铺筑前，先在地表铺垫一层泥质岩，需留一定“预拱度”，即中间厚，两边薄，以利地基盆形沉降后排水。泥质岩垫层其厚度一般不大于100cm，且最大粒径不大于10cm，以不影响塑料插板插没为宜。

3．砂砾垫层铺设。砂砾垫层总厚度50cm（压实）分两层铺筑各25cm，第一层铺设25cm，然后施打排水板，最后再铺设其余的25cm，并压实到要求的密实度（≥90%）。由于地表较软弱，运输车辆应该用轻型车辆，且尽量减少对地基的扰动，最好将砂砾石堆放于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整、形成双向横坡。同时注意避免泥土、杂物混入砂砾石层。压实机具应采用自重60～100kN的压路机进行，不得振动碾压。

4．桩位放样。（1）首先根据设计图纸给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。由于布设的原则按等

边三角形（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。每排桩的轴线应垂直于路线中心线，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。由于有些处理段落位于斜交结构物两侧，应注意两个三角形地带的布桩，不要超布桩或遗漏；（3）根据布桩图在铺设好的第一层砂砾石垫层上放出具体的桩位，做出鲜明的标志。一般可用15cm长的φ8钢筋插在桩位上，桩顶部最好用红油漆抹红（打设时用来卡住排水板端部，插入后将排水板锚固于孔底防止拔管时带上排水板）。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。施工中应经常注意检查和保护，丢失的及时补上。

5．塑料排水板施工，本工程选用的机械设备为门架式插板机。

（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，主要是做好门架的拼装，机件的安设调试，可以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。

（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中；3）将排水板从插入杆端头引出、折回，夹上短钢筋（桩位放样时插在桩位上），用订板机订好（固定方法见图1）；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（预先在插入杆用红油漆划上标志）后将插入杆拔出，则排水板被短钢筋锚固于孔底；7）在砂砾垫层以上50cm处将排水板剪断埋入砂砾石中；8）移到下一个桩位。

（3）施工注意事项：1）轨道顺路方向铺设，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）施打从护坡道向路中心推进，每排可打设5～9根，打完一排再向前移动门架，直至处理长度方向讫点。然后横移门架，返回施打下一幅；3）上拔插入杆时带出的淤泥，不得弃于砂砾垫层上，以免堵塞排水通道；4）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（搭接长度应≮20cm）然后包好滤膜，再用订板机订牢。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；5）结构物两侧的沉降过渡段必须严格按照长度、间距、过渡段的起讫范围进行打设。桥台前锥坡2/3H（填筑高度）范围内也同样处理；6）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置不大于板距的15%；7）对于施工段地表的硬壳（一般约在0.5～1.0m），当插入杆起后所留的杆孔，不能用粘土块或其他材料堵塞，必须用砂砾石灌满，以防堵塞排水通道使处理失败；8）施工时逐桩做好施工记录。

6．灌注砂砾石及填坑：（1）打设形成的孔洞应用砂砾石回填，不得用土块堵塞；（2）将施工中形成的坑凹填平，填坑时应将排水板扶正；（3）将排水板端头向路线外侧压倒平贴于砂砾石垫层上并用砂砾石覆盖。由于此项工作稍滞后排水板施工，又需待全部排水板施打完成才铺设上层砂砾石垫层，因此可先做成小砂砾石堆。

7．铺设土工布。在砂砾石铺设碾压完毕经验收合格后，再铺设土工布。土工布横向铺设，可不必绷紧，但也不要折皱、扭曲。土工布沿路线方向的铺设方法视铺筑第一层填料的推进方向而定。比如填料由西向东铺筑，则土工布就由东向西搭接，即后一层土工布压在前一层土工布之上，相邻土工布的搭接长度不应小于30cm。为避免已铺好的土工布长期暴晒，土工布铺设好应尽快填筑第一层填料，间隔时间不宜过长。如必须延长时间时，土工布上应铺30cm土保护，禁止施工车辆在土工布上行驶。

8．沉降观测板、桩埋设及位移观测。对软基地段进行沉降和位移观测，按设计和规范要求进行埋设沉降观测和位移观测桩，鉴于本标段软基地段较多，专门组织一支观测小组，根据观测结果结合规范要求，对路基填筑速率进行控制。

（1）软基路段在进行路堤填筑和竣工后应进行变形监测，主要为地表竖向位移和水平位移监测：1）竖向位移监测采用沉降板，在路中心和左右路肩对应的地面设置沉降板；2）水平位移采用设置侧向变位桩进行监测，侧向变位桩埋设深度1.2米，露出地面高度0.1米。

（2）软基位移监测的一般原则如下：1）每处软基的路段100～200米者，设一个观测横断面，桥头部位设置2～3个；2）一个观测横断面上的观测点不少于11个。其中沉降观测点3个，位置在路中线，两侧路肩，水平位移观测点8个，分别在两侧边沟外缘及边沟外距离边沟5m和10m处；3）在施工期间沉降及位移观测应每填筑一层土观测一次；如果两次填筑时间隔较长，每3天至少观测一次。路堤填筑完成后，一般半月或每月观测一次。

（3）地表水平位移采用视准线法或单三角前方交会法观测：采用相对坐标系统，地表竖向位移采用水准测量的方法监测，与公路测设的BM点相连，采用国家85黄海高程系统。

（4）资料整理与报送：每次观测按一定的格式作记录，并完整保存，及时整理，汇总观测结果（将填土高度，时间与沉降量或侧位移量做成曲线图），并将所有资料在月报或监理工地会议资历料中报送监理部门，并根据业主或监理单位要求及时提供观测情况。

（5）异常情况的处理：当出现异常情况而有可能失稳时（沉降或位移结果超过控制标准时或路堤出现明显的异常征兆）应立即停止加载并采取果断措施，而且马上通知监理部门、设计部门和业主单位。对有破坏趋势的软基处理段落，应每天进行软基观测直到段落稳定为止。

（6）仪器的保护与接长：所埋设的沉降桩与位移桩将设专人保护，每个桩上均设保护标记（沉降桩上插红旗，边桩上插花杆）。沉降桩的接长采用焊接的方式。