琅岐环岛路三期塑料排水板施工工艺简析

摘 要：利用塑料排水板技术处理软地基，是一种行之有效的施工方法，它可以在软土层中形成竖向排水通道将地基中的水排除，以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降，达到提高地基承载力的目的。文章主要对塑料排水板施工工艺及施工过程中面临的问题进行了分析，同时提出了相应改进措施，针对性地解决了使用排水板处理此类软地基施工的难点。

关键词：软基处理；塑料排水板；沉降固结；措施

1 工程概况

1.1 工程简介

福州市琅岐环岛路东段（三期）道路工程位于福建省东部福州市马尾区，闽江下游，气候温暖湿润，夏季易受到台风影响，多暴雨。道路全长6106.995m，桩号K10+090.549～K16+197.544，道路标准宽度70米。本项目大部分地段广泛分布淤泥（细砂）层，厚度20-36米，对于一般软基路段经施工沉降及稳定计算后不能满足设计要求时，采用排水固结法，即用普通塑料排水板施工后，上部加盖土工格栅，后期再利用路基堆土方式预压处理。施工时，先清除路基表层土，厚约0.3米，然后级配碎石之后进行塑料排水板的施工，随后及时铺以上二层碎石砂垫层及双向土工格栅。

1.2 地质及施工条件

本项目道路沿线为海陆交互相冲淤积平原地貌单元，场地环境类型总体属Ⅱ类，地下水类型属A类。施工场地内的地下水对砼结构物具有一定的腐蚀性，在干湿交替地带也会对钢筋砼结构物中的钢筋具有中度腐蚀性，在长期浸水地带对钢筋砼结构中的钢筋具有一定的腐蚀性。该工程大部分地段为闽江口淤积平原，广泛分布淤泥层，因场地线路跨越较长，地质形态和地貌变化较大，道路沿线地貌主要分部为田地、林地、河道、池塘及水沟、山地、田埂等，其下淤泥（细砂）层厚度20～36米。该段软土具天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性差，力学性质差等特征，对路基及桥涵基础工程沉降、稳定有较大影响。

2 施工方法

琅岐岛环岛公路三期道路工程大量的采用了竖向塑料排水板施工方法对淤泥层和软土层地基进行处理，该施工方法是在排水板施工过程中将地表以下的多余的水分利用导板排出，这样可以使作用于基础土质的应力增大，同时可以加速基础固结沉降的施工，最终达到提高地基强度的作用。

排水板施工法只是诸多排水固结施工方法中一种简单的施工形式，该施工法是比较行之有效的软基施工处理方法之一，同时还可以有效解决下列两个施工问题：

（1）地基的稳定问题，该施工法可以使施工后期建筑物地基的抗剪切强度快速提升，不但可以达到提高地基整体的承载力，对地基的稳定性也有较大作用。

（2）基础的沉降问题。该施工法可以使堆载预压期间使地基基础的沉降量基本或大部分完成，使其建筑物在完工后投入使用、运行期间的沉降量大大降低，可以使后期不利于沉降的因素有效降低。

3 排水板施工法的现场施工要求

（1）施工之前先清除路基表层土，厚度约0.3米，然后摊铺级配碎石，之后进行塑料排水板的施工，随后及时铺设以上两层级配碎石砂垫层及双向土工格栅，塑料排水板施打必须穿透淤泥层及细砂②④（软土层），达到粉质粘土或持力层，排水板采用对称三角形布孔，插板孔距1.0米。为防止碎石砂垫层受雨水冲刷流失，应在路基边线坡脚上堆筑砂袋以防止砂流失并造成水流不畅，高度约0.7米。

（2）材料要求：级配垫层中碎石粒径为1.5-4厘米，含量为30%砂和70%碎石；双向土工格栅抗拉指标必须符合设计规范要求；普通排水板的断面尺寸为100*4毫米。

（3）塑料排水板施工时应准确定位，插板必须垂直，施打应达到设计深度，并采取相应的措施防止回带产生；排水板孔位间距偏差控制在15厘米以内，抽查量应部小于1.5%；垂直度偏差应小于1.5%，排水板需要接长时，接口处的搭接长度应在20厘米以上。

（4）堆载预压：利用路堤填土方式堆载预压，堆载分三级（或二级）分层逐级加载，第一级堆土厚度为2米，第二级堆土至路基高度，第三级堆至设计路面标高（含超载），加载期间应严格按照规范要求进行沉降和稳定的跟踪观测并分层碾压达到路基压实标准。路基堆载填筑完成以后，应做到每半个月对超载预压部位进行沉降观测一次，本工程设计预压堆载期为6个月，并且应达到连续两个月沉降量在5毫米以内才能卸载挖除。

路基堆载预压期内，应保证填土荷载始终保持在设计要求的施工高度，如观测到有明显沉降，应当及时补充预压填土的高度；堆载预压达到后期和沉降值后卸载时，应将路堤开挖至路槽底以下的堤表层20厘米深度的土层压实，压实强度应大于90%，卸除的填料可用于后续工程。设计工后沉降为15-20厘米。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 定位

排水板施打时，插孔之间的间距应按要求严格布置施打孔位：插孔与插孔之间的间距允许偏差范围应控制在15厘米以内，垂直施打偏差角度应该小于1.5%。

4.2 插入塑料排水板

插板时，插板机就位后通过震动锤驱动套管对准插孔位下沉，排水板从套管内穿过与端头的锚靴相连接，套管顶住锚靴将排水板插到设计入土深度，拔起套管后，锚靴连同排水板一起留在土中，然后剪断连续的排水板，即完成了一个排水孔插板操作。这时插板机就可以移位到下一个排水孔继续施打。

4.3 剪断塑料排水板

在剪断排水板时，要留有露出原地面15-30厘米的“板头”；其后在“板头”旁边挖起砂土20厘米深成碗状的凹位，再将露出的“板头”切去，填平，插板施工即告完成。

4.4 施工过程中注意事项

4.4.1 施工前期，我们先对原始地貌表层进行覆盖层的清表工作，填筑完预拱土层后应按要求进行区域划分，并在两侧挖设排水沟，为了使水流畅通，中间堆土部分应比四周高出30厘米。

4.4.2 在预拱土上部铺设砂填筑层不小于20厘米，并将其碾压密实，提供较为平整的场地用于后续施工。为了保证在插板施工过程中砂填筑层对机械设备的支承性能和自身具备良好的透水性能，填筑的砂料应采用含泥量小于10%的中粗砂进行填筑层施工，并且砂中的有机杂质含量应小于1%，摊铺完后碾压密实度应达到中密度以上标准。

4.4.3 施工前采购进场并存放在施工现场的塑料排水板原材料堆放应复合相应的储存要求，避免破损与加速老化。

4.4.4 应派专人对新购入的排水板各项质量指标进行核查，在进入施工现场准备施打前也要对其进行再次检查，如发现排水板污染和破损，应将该部分剪除后再继续使用。

4.4.5 排水板施打前，应对设计图纸的入孔间距与孔位进行测量放样、确定好入孔位置，并用石灰粉作好点位标示，控制好插孔之间的间距，禁止野蛮施工、随意施打。

4.4.6 施工使用的套管与桩尖等配套机具应配套，避免套管施工时挤入淤泥，现场施工过程中一经发现，应该必须立即停止施工作业，及时清理，以防止施工过程中套管内壁与塑料板之间的摩擦力增大致使塑料板被带出。

4.4.7 施工时排水板施打要确保达到规定深度，在插板机塔架上的醒目部位应标明进尺刻度，这样可以让现场施工人员更准确的控制好施打的深度。

4.4.8 塑料排水板施打过程中，当塔架转盘上的排水板剩余长度不足，需要搭接排水板时，搭接的施工过程及工艺应当满足必须满足《施工规程》的各项规定，只有严格按照操作规程施工，才能确保施工完毕后的排水性能。

4.4.9 塑料排水板的施打深度应当严格控制，其深度应该合理考虑上拔时的跟带长度，如果施打的深度不够或跟带长度在0.6米以上的排水板应该现场废弃，并在旁边及时补打一根，以确保整体排水效果。

5 问题处理

通过琅岐岛三期道路工程的现场施工实践，能够发现使用排水板施工方法在施工过程中仍然存在诸多质量控制的棘手问题，如跟带回带的过长的问题。鉴于以上问题，本项目参照以往施工经验对排水板回带情况提出以下解决方法：提高插管底端与桩靴连接处的密封性，防止土体挤入插管，最终产生回带现象频发问题。经过对本工程软基处理的实践检验证明，只要在振动式插板机上加装一套自动冲水系统、再将桩靴工艺和进料口做适当改造，就能将回带现象大幅度的降低。

（1）自动冲水系统：在插管施打下沉的过程中，给插管内连续注水，水的重量可以使插管向下的力适当增加，这种方法可以使回带现象得到有效解决。该冲水系统主要组成部分为耐高压的塑性水管和高压水泵，在顶端插管进料口处，先将塑性水管的一端绑扎牢固，再将机械驾驶室内安装高压水泵的控制开关。插管施打下沉的施工过程中，施工人员可先把水泵开关打开向管内注水，这时施工人员应当根据现场地层土质的实际变化情况控制向管内注水的高度。通过琅岐岛三期道路工程的实践证明，当塑料插管打入地表土层时，开始对其进行注水，待施打至规定深度后注水停止并提管，这样效果会有明显改善。加入施工过程中遇到土层中淤泥层较厚的情况时，可以将注水的时间适当延长，此方法可以有效避免土层中的淤泥进入到插管内，致使频繁发生带体回带现象，而且还大大提高了排水板施工的合格率。

（2）进料（带）口改造：对进料口部位的适当改造其目的主要是为了将施工过程中进料口与塑料排水板之间产生的摩擦力降低，其理想的办法是增加一套光滑的旋转滚轴在插管入料口的下方，在机械上提插管的时候，滚轴跟着旋转，以最终降低滚轴和水板之间的摩擦力。

（3）对插板机回带现象的处理办法：琅岐岛环岛公路三期道路工程的路基由于上部土层较软，而且土层以下淤泥层堆积较厚，该区域内排水板插设的设计深度应控制在20米以上，现场施工过程中的振动式插板机，其自身的震动较大，极易将土体扰动，因此在本项目我方采用了施工震动小、噪音污染小的液压式插板机在该工程区域内进行施工。

6 结束语

考虑到对资源的节约，本工程对大多数软基处理段采用了经济效益较高的塑料排水板软基加固法来施工，这样做不仅可以节约资源，还能加快桥台两侧引桥断软基处理的施工速度。该施工方法不但可以大大提高路基的承载力，还可以有效减少工后工程使用期间地基沉降的诸多问题，对缩短施工作业整体工期、地基承载力、地基稳定性都有良好效果。与此同时，还解决了现场开挖施工过程中所产生的大量土石方挖弃和外卸问题，对工地周边的生态环境污染起到了一定的保护作用。该施工方法绿色环保，在对经济效益指标考虑日益加剧的今天，采用塑料排水板对软基进行处理和加固施工对降低成本投入是一种行之有效的方法，在施工过程中对降低机械设备振动、机械施工噪声污染、机械及工程废料对周边环境污染都有较大缓解，而且施工方法也相对简单便捷，有较大的使用和社会推广价值。

参考文献

[1]吕西林.结构工程师[M].同济大学、华东建筑设计研究院，2016，2.

[2]孔令伟.岩土力学[M].中国科学院武汉岩石力学研究所，2016，7.

[3]娄炎，李宝强.垂直排水通道对真空排水预压加固效果的影响[A].全国塑料排水工程技术研讨会[C].2002.

作者简介：赵文，37岁，男，工程师，从事水利水电工程、市政工程项目管理。