論如何利用塑料排水板對公路工程的施工工業(yè)論

　　論文摘要：塑料排水板法的加固原理是:利用插板機械在含水量大，孔隙比大，壓縮性高，深厚的軟土地基中插設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，在其上鋪設砂墊層而形成水平排水通道增加了土層的排水通道。本文結合工程實際，對公路軟基采用塑料排水板加土工格柵軟基處理的施工質(zhì)量控制談一些看法。

　　關鍵詞：塑料排水板,土工格柵,軟基處理,質(zhì)量控制

　　一、工程概況

　　某公路工程施工路段地勢平坦，魚塘遍布。軟土是本路段的特殊性軟土，分三層，第一層由淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土、淤泥質(zhì)粉細砂組成;第二層也是由以上三種土性組成;第三層由淤泥質(zhì)亞粘土和淤泥質(zhì)粉細砂組成。因此必須對其進行加固處理。本工程軟土處理采用了塑料排水板加土工格柵的施工技術。

　　二、加固原理

　　1、塑料排水板法的加固原理

　　塑料排水板法是排水固結法的一種形式.排水固結法或是先在地基中設置砂井或塑料排水板法等豎向排水體，然后利用建(構)筑物本身重量分級逐漸加載;或是在建(構)筑物建造以前，在場地先行加載預壓(或者真空預壓)，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發(fā)生沉降，同時強度提高的方法.該方法是處理軟土地基的有效方法之一，它可以解決以下兩個問題:

　　(1)沉降問題。使地基的沉降在加載預壓期間大部分或基本完成，使構筑物在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降或沉降差。

　　(2)穩(wěn)定問題。加速地基土的抗剪強度的增長，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。

　　塑料排水板法的加固原理是:利用插板機械在含水量大，孔隙比大，壓縮性高，深厚的軟土地基中插設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(如預壓堆載，砂墊層，或者真空預壓等)的作用下，在軟土地基中產(chǎn)生附加應力。軟土地基中的孔隙水應力和附加應力引起的超孔隙水應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度。根據(jù)太沙基的有效應力原理(б/=б-u;其中:б/表示有效應力，б表示總應力，u表示孔隙水應力)可知，由土顆粒間傳遞的有效應力б/會隨著地基中孔隙水應力降低(即孔隙水的消散)等量增加，進而加速地基的固結和地基土的承載力的提高。

　　2、土工格柵工作原理

　　格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵，當作為土木工程使用時，稱為土工格柵。

　　土工格柵主要是利用土工格柵與土的摩擦作用、土對土工格柵的被動阻抗作用、土工格柵孔眼對土體的鎖固作用以及加筋補強作用，阻止土體的位移、下沉和滑坍，提高路堤的穩(wěn)定性。

　　3、塑料排水板加土工格柵的作用

　　地基的沉降一般由垂直平面壓縮變形和側向水平位移組成，采用塑料排水板可起排水固結作用，土工格柵起控制側向位移及減少不均勻沉降作用。

　　三、施工質(zhì)量控制要點

　　本工程軟土處理施工流程為：清表、整平原地面→填筑3%土拱，鋪設下層砂墊層→穩(wěn)壓放樣→機具安裝、調(diào)試、就位→塑料排水板穿靴→插入套管→割斷塑料排水板，預留0.5m于地面上→拔出套管→機具移位→攤鋪上層砂墊層→鋪設土工格柵。

　　1、塑料排水板施工

　　(1)施工要點：

　　①塑料排水板施工前，要對場地進行清表、整平和初步碾壓，做好土拱坡，鋪設好砂墊層，為了保持工作面的整潔，根據(jù)地形要挖好排水溝，以利排水。

　　②砂墊層施工：砂應選用具有良好的透水性，含泥量不得超過5%，不含有機質(zhì)、無粘土塊和其它有害物質(zhì)的材料，壓實方法根據(jù)地基情況選擇振動法(平振、插振、夯實)、水撼法、碾壓法。

　　③在壓實的第一層砂墊層上放樣，放樣時要根據(jù)設計要求準確定位放點，制定插板分區(qū)點位圖，并在每個孔位做好標記，點位標記采用石灰、油布、細條塑料板芯等作為標識，做到明顯且不宜被損壞為宜。

　　④機具定位：插帶機就位，調(diào)正導架垂直度，空心套管中穿入塑料排水板，對中樁位。

　　⑤穿靴：將塑料排水板端部穿過預制靴頭固定架，對折帶子長約10cm，固定連結。一般預制靴頭可采用鐵制或混凝土靴頭等材料，將靴頭套在空心套管端部，固定塑料排水板，并使其在下沉過程中能阻止泥砂進入套管。

　　⑥下插排水扳：按照設計要求，插入淤泥下臥層50cm，為保證施工質(zhì)量，要求在正常插設過程中出現(xiàn)回機現(xiàn)象方可拔管。

　　⑦割帶：拔管后，人工割斷排水板，要求板頭留在砂墊層上的長度≥0.2米。

　　⑧在施工過程中記錄好每根插扳的長度和孔深。

　　(2)質(zhì)量保證措施：

　　①按設計分區(qū)放邊界線后，分別測量板位并作標記，板位偏差不宜大于50mm，且每區(qū)段的塑料排水板總量應與設計要求數(shù)量相同。

　　②必須按設計要求嚴格控制塑料排水板的打設標高，不得出現(xiàn)深度偏差，要求打設應穿過淤泥下臥層0.5m以上，當發(fā)生地質(zhì)情況變化、無法按設計要求打設時，應及時與現(xiàn)場監(jiān)理人員聯(lián)系，并取得書面認可后方可變更打設標高。

　　③打設塑料排水板時嚴禁出現(xiàn)扭曲、、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。

　　④打設時回帶長度不得超過50mm，且回帶的根數(shù)不應超過打設總根數(shù)的5%，剪斷塑料排水板時，砂墊層以上的外露長度應大于200mm。

　　⑤及時檢查每根板的情況，當驗收合格時方可移機，打設下一根，否則需在鄰近板位處補打。打設過程中應逐根進行自檢，并按要求作好施工記錄。

　　⑥灌砂及填坑：打設形成的孔洞應用砂回填，不得用土塊堵塞。將施工中形成的坑凹填平，填坑時應將排水板扶正。

　　⑦插入導管長度必須保證處理深度(插入深度=處理深度+回帶長度+砂粒厚度)。拔管帶出的泥土及時清理，頂部預留段及時彎折埋設于砂粒層中，使之與砂粒排水層連為一體。

　　⑧塑料排水板插好后及時將露在墊層的多余部分切斷，要求露出砂面≥20cm，并予以保護，以防因插板機移動、車輛的進出或下雨時受到損壞而降低排水效果。塑料排水板采用濾水膜內(nèi)平搭接的方法連接，搭接

　　(3)施工中常出現(xiàn)的問題及解決方法：

　　①插孔時出現(xiàn)縮孔。一是盡量采用可能細的套管或采用扁狀套管;二是用中粗砂填灌插孔，這樣就在塑料板的上端形成了砂井與塑料排水板的復合體。 　　②提拔導管時發(fā)生“跟帶”現(xiàn)象。這是經(jīng)常發(fā)生的問題，這與套管端頭結構、施工工藝和土層土質(zhì)有關，其中套管端頭結構占主要因素。導管頂部在保證剛度的前提下，盡可能細小，使得拔管時土層盡可能將排水板夾住。

　　③泥水進入套管。泥水進入套管除增加了上拔時的“跟帶”現(xiàn)象外，還造成了排水板的污染，因此應經(jīng)常使用清水清洗導管。

　　④遇到干硬的粘土層。遇到干硬的粘土層進度緩慢時，可以選用功率較大的液壓振動打樁機進行打設，也可以在導管中加入少量的清水，增加潤滑，減少摩擦。

　　⑤定位不準、、垂直度偏大。在放線點位過程中，標識應明顯，在插板時，應適當多移動機具，做到垂直偏差≤1.5%。

　　2、土工格柵施工

　　(1)施工要點：

　　①場地平整：對準備鋪設地段的路基進行整平，有局部不平或松散路段，要經(jīng)處理達到要求，并將大塊顆粒去除，以保證路基整潔。

　　②測量放樣：按設計樁號和寬度放出大樣，并用白灰線劃出界線。

　　③平鋪土工格柵：按撒好的灰線開始鋪設，并鋪出灰線以外200cm。然后用φ8鋼筋加工成的U型卡，將兩邊固定，鋪到路基對面，寬度按邊線鋪好，每隔1.5m用U型卡固定。順序鋪土工格柵，橫向搭接寬度20cm，縱向搭接寬度為15cm，并每隔3～4個格柵肋用鉛絲綁扎。

　　④填料的攤鋪和壓實：當格柵鋪設定位后，應及時填土覆蓋，裸露時間不得超48小時，亦可采取邊鋪設邊回填的流水作業(yè)法。

　　(2)質(zhì)量保證措施：

　　①鋪設土工格柵應按圖紙施工，在平整的下承層上全斷面鋪設。鋪設時，不允許有褶皺，應用人工拉緊，可采用插釘?shù)却胧┕潭ㄍ凉ず铣刹牧嫌谙鲁袑颖砻妗Ｍ凉ず铣刹牧系膬蓚然卣坶L度應不小于2m。

　　②土工格柵在鋪設時，應將強度高的方向置于路堤軸線方向。

　　③土工格柵攤鋪后應及時填筑填料，以避免其受到陽光過長時間的直接暴曬。一般情況下，間隔時間不應超過兩天。

　　④土工格柵上的第一層填土攤鋪宜采用輕型推土機。填料卸在土工合成材料上面，必須卸在已攤鋪完的土面上。卸土后應立即攤鋪，以免出現(xiàn)局部下陷。

　　四、結束語

　　塑料排水板加土工格柵處理是公路軟土地基是當前比較常用的方法，在施工中一定要加強管理，緊抓施工環(huán)節(jié)，加強監(jiān)測，每道工序均要給予密切關注，只有在施工過程中嚴格控制才能確保施工質(zhì)量。

　　參考文獻：

　　[1]鄭俊杰.地基處理技術[M].武漢華中科技大學出版社，2004

　　[2]地基處理手冊編寫委員會，地基處理手冊[M]，北京中國建筑工業(yè)出版社，2000

　　[3]劉松玉，《公路地基處理》，東南大學出版社，2001年