塑料排水板堆載預(yù)壓軟土地基處理施工工法

1、塑料排水板堆載預(yù)壓軟土地基處理施工工法RJGF(閩352008完成單位:福建建工集團(tuán)總公司主要完成人:林慶勝戴益華林武羅斌德1 前言我國(guó)東南沿海地區(qū)廣泛分布著軟弱粘性土層,其壓縮性高、透水性差,強(qiáng)度較低,地基承載力和穩(wěn)定性往往不能滿足工程要求,這種地基通常需要采取處理措施,塑料排水板堆載預(yù)壓排水固結(jié)法是處理軟土地基的有效方法之一。采用此預(yù)壓排水固結(jié)法可以使地基的固結(jié)、沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成,并加速地基土的抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng),從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。我公司在泉州市海峽體育中心運(yùn)動(dòng)場(chǎng)及室外停車場(chǎng)等工程均采用塑料排水板堆載預(yù)壓排水固結(jié)法進(jìn)行軟土地基處理,經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐,總結(jié)形成本工法。2

2、 工法特點(diǎn)2.0.1排水板質(zhì)量輕,強(qiáng)度高,單孔過(guò)水?dāng)嗝娲?排水暢通;耐久性好,成本較低。2.0.2堆載預(yù)壓材料可就地取材,成本較低。2.0.3 塑料排水板斷面小,對(duì)地基擾動(dòng)小;在施工過(guò)程中其排水溝槽截面不易因受土壓力作用而壓縮變形。2.0.4 采用機(jī)械埋設(shè),施工效率高,可縮短地基加固周期。3 適用范圍適用于工業(yè)與民用建筑、機(jī)場(chǎng)跑道、體育場(chǎng)地、冷藏庫(kù)、水池、道路、堤壩、碼頭堆場(chǎng)等軟弱地基土的處理。4 工藝原理塑料排水板的內(nèi)部為聚乙烯或聚丙烯加工而成的多孔道板帶,外包土工織物濾套,具有隔離土顆粒和滲透功能,通過(guò)在軟土地基中設(shè)置豎向塑料排水板,水平方向設(shè)置排水通道,然后在地面分級(jí)堆載預(yù)壓,將土體中的

3、孔隙水排出,從而使地基發(fā)生沉降,地基土逐漸固結(jié),達(dá)到提高地基承載力和穩(wěn)定性的目的。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程施工工藝流程見圖5.1 圖5.1 施工工藝流程圖5.2 操作要點(diǎn)5.2.1施工準(zhǔn)備1明確設(shè)計(jì)意圖,了解地質(zhì)勘察資料、施工場(chǎng)地的周圍環(huán)境及場(chǎng)地外排水設(shè)施;2根據(jù)設(shè)計(jì)要求編制施工組織設(shè)計(jì),對(duì)班組進(jìn)行技術(shù)交底;3平整場(chǎng)地,修筑臨時(shí)施工便道;4布設(shè)施工測(cè)量基線,并根據(jù)建設(shè)單位提供的測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行場(chǎng)地高程測(cè)量;5劃分施工區(qū)段,標(biāo)出分界線;編制安排打設(shè)順序;6確定插板機(jī)的形式、套管形狀和尺寸、管靴的形狀、尺寸及材料。5.2.2鋪設(shè)水平排水砂墊層1宜采用含泥量小于3%的中砂,滲

4、透系數(shù)不低于10-3cm/s;2排水砂墊層的厚度一般為300mm500mm;3排水砂墊層的施工宜采用機(jī)械分堆攤鋪法或人工攤鋪法,在施工過(guò)程中要避免對(duì)軟土表層的過(guò)大擾動(dòng),必要時(shí)鋪設(shè)土工布,以免造成砂土泥混合,影響排水效果。5.2.3排水板施工1測(cè)量定位:用全站儀或經(jīng)緯儀、鋼尺確定打設(shè)區(qū)域控制角點(diǎn)位置,放出每個(gè)塑料排水板的打設(shè)點(diǎn)位置,并做好標(biāo)記;2 插板機(jī)就位:根據(jù)打設(shè)板位標(biāo)記進(jìn)行插板機(jī)定位;3 安裝管靴:將塑料排水板穿過(guò)插板機(jī)的套管,從套管下端穿出,與專用管靴連接。排水板與管靴連接示意圖見圖5.2.3。 圖5.2.3 排水板與管靴連接示意圖1 排水板2 排水板彎折部分3 管靴4 套管4調(diào)整垂直度

5、:調(diào)整插板機(jī)套管的垂直度,滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求;5標(biāo)高控制:在打設(shè)套管或打設(shè)架上設(shè)置明顯的深度標(biāo)記,也可以配備打設(shè)深度自動(dòng)記錄儀器或選擇可測(cè)深的排水板產(chǎn)品;6打設(shè)、拔管:將插板機(jī)套管(連同管靴和塑料排水板插入地層,當(dāng)排水板插入到設(shè)計(jì)深度后,拔出插板機(jī)套管,則排水板被固定于孔底。7剪斷排水板:插打排水板完成后,拔出插板機(jī)套管,剪斷排水板,塑料排水板超過(guò)孔口的長(zhǎng)度應(yīng)能深入砂墊層不小于500mm,預(yù)留段應(yīng)及時(shí)彎折埋設(shè)于砂墊層中。8檢查排水板板位、垂直度、打設(shè)深度、外露長(zhǎng)度等,符合規(guī)范要求后方可移機(jī),否則須在鄰近板位處重打;9 插入塑料排水板后,在孔洞收縮之前,用中粗砂及時(shí)回填,防止泥土等雜物掉入孔

6、內(nèi)。10設(shè)置集水井和地面排水通道:施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)與監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)院溝通,根據(jù)地基處理后的排水量大小,設(shè)置集水井和地面排水通道,將排出的深層孔隙水排出施工場(chǎng)地。5.2.4堆載預(yù)壓1 堆載預(yù)壓的材料宜采用素填土、砂等散料;2 堆載要嚴(yán)格控制加荷速率,按設(shè)計(jì)要求分級(jí)加荷。根據(jù)堆載材料的密度,換算成相應(yīng)散料的每級(jí)堆載高度,保證在各級(jí)荷載下地基的穩(wěn)定性,同時(shí)要避免局部堆載過(guò)高而導(dǎo)致地基局部破壞。一般堆載控制指標(biāo)是:最大豎向變形量不應(yīng)超過(guò)10mm/d15mm/d;邊緣水平位移不應(yīng)大于5mm/d;孔隙水壓力不超過(guò)預(yù)壓荷載所產(chǎn)生應(yīng)力的50%60%;3堆載邊緣宜超出地基處理部位底邊緣并適當(dāng)超出插板地帶;4大

7、面積施工時(shí)可采用自卸車與推土機(jī)聯(lián)合作業(yè),但要注意不能損壞已插好的排水板,更不允許超鏟將塑料排水板拔出。5.2.5施工監(jiān)測(cè)與檢驗(yàn)驗(yàn)1地面沉降監(jiān)測(cè)1根據(jù)設(shè)計(jì)要求在軟土處理地段埋設(shè)沉降觀測(cè)標(biāo)志、設(shè)置沉降板,沉降板鋼板可采用600mm×60 mm×9mm的鋼板,直桿(沉降桿為一根50mm的鋼管,并由一根套管及四塊鋼肋板將其焊接在沉降板上。沉降板結(jié)構(gòu)示意圖見圖5.2.5; 圖5.2.5 沉降板及沉降桿結(jié)構(gòu)示意圖1 沉降桿2 套管3 肋板4 沉降板2沉降桿應(yīng)隨填土升高而逐漸接高,一般每段接管的長(zhǎng)度為500mm,兩端由螺紋接頭與空心管緊咬連接,隨著填土高度的增加接長(zhǎng)觀測(cè)桿及套管。沉降觀測(cè)

8、應(yīng)有明顯的標(biāo)志,防止施工碰撞;3根據(jù)設(shè)計(jì)要求做好沉降觀測(cè),埋設(shè)完應(yīng)至少測(cè)量?jī)纱?以后每增加一級(jí)荷載,至少觀測(cè)兩次,并及時(shí)做好記錄。在預(yù)壓期應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行觀測(cè)。2 深層土體水平位移監(jiān)測(cè)(測(cè)斜管采用鉆機(jī)導(dǎo)孔埋設(shè),達(dá)到要求的深度后,埋置70mm 雙向測(cè)斜管,測(cè)斜管底部應(yīng)封死。管壁孔隙可采用注水泥漿或灌砂固定。監(jiān)測(cè)時(shí),采用測(cè)斜儀測(cè)試,每500mm測(cè)讀一次數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)頻次按設(shè)計(jì)要求。3孔隙水壓力監(jiān)測(cè)在埋設(shè)地點(diǎn)采用鉆機(jī)鉆孔,達(dá)到要求的深度后,將孔隙水壓力計(jì)先后放入,相鄰孔隙水壓力計(jì)間應(yīng)有隔斷措施,防止水壓連通,每個(gè)孔隙水壓力計(jì)間距應(yīng)不小于1000mm,采用頻率接收儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。4 深層沉降監(jiān)測(cè)采用鉆機(jī)導(dǎo)孔埋設(shè),達(dá)

9、到要求的深度后,先埋置波紋管,第一節(jié)波紋管底部必須封死,至一定深度后,插入導(dǎo)管與波紋管一并壓至孔底。波紋管露出地面150mm200mm,并用砼固定,導(dǎo)管外露300mm500mm,并隨填土增高,接出導(dǎo)管并外加保護(hù)管。采用水準(zhǔn)儀測(cè)讀。5 原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)地基加固前和預(yù)壓穩(wěn)定后,分別進(jìn)行土體的物理力學(xué)性能試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)及十字板剪切試驗(yàn)。試驗(yàn)斷面視工程和地質(zhì)變化情況而定。5.2.6卸載地基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的預(yù)壓時(shí)間或沉降量的要求后,按設(shè)計(jì)要求方可分期分級(jí)卸載,并應(yīng)繼續(xù)觀測(cè)地基沉降和回彈情況。5.3 勞動(dòng)力組織根據(jù)各施工階段的需要,及時(shí)配備相關(guān)的勞動(dòng)力。插板機(jī)每臺(tái)設(shè)備每工作班配備機(jī)械操作手1人,記

10、錄1人,輔助工2人。堆載、卸載時(shí)應(yīng)增加駕車及修平人員若干。6 材料與設(shè)備6.1 材料6.1.1常用的塑料排水板型號(hào)有A型、B型、C型,其技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。6.1.2排水墊層材料宜采用中砂,其技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。6.2 機(jī)具設(shè)備6.2.1塑料排水板施工所用插板機(jī)一般分為振動(dòng)式和液壓(靜壓式。其行進(jìn)方式宜采用履帶式、步履式或軌道式。6.2.2插板機(jī)的套管應(yīng)與插板機(jī)的型號(hào)相匹配,其斷面形狀和尺寸應(yīng)滿足打設(shè)垂直度、深度對(duì)套管強(qiáng)度及剛度的要求,并應(yīng)減少對(duì)地基產(chǎn)生擾動(dòng)。6.2.3 管靴可選用鋼板、鋼筋、混凝土或硬質(zhì)塑料等材料，根據(jù)不同的地質(zhì)情況與打設(shè)條件自行設(shè) 計(jì)、制作。 6.2.4

11、 堆載預(yù)壓機(jī)械可選用挖掘機(jī)、推土機(jī)并配合自卸汽車進(jìn)行組合。 6.2.5 其他輔助機(jī)具包括小貨車、全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等。 7 質(zhì)量控制 7.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 7.1 7.1.1 塑料排水板施工質(zhì)量應(yīng)符合下表 7.1.1 的規(guī)定。 表 7.1.1 塑料排水板施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)次 1 2 3 檢查項(xiàng)目 板距（mm） 板長(zhǎng) 豎直度（%） 規(guī)定值或允許偏差 ±150 不小于設(shè)計(jì)值 1.5 檢查方法和頻率 抽查 3% 抽查 3% 查施工記錄 7.1.2 塑料排水板的型號(hào)、規(guī)格及材質(zhì)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和塑料排水板質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JTJ/T256 7.1 及公路路基施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。 7.1 7.

12、1.3 塑料排水板埋設(shè)的數(shù)量、排列間距、形式、深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。 7.2 質(zhì)量保證措施 7.2 7.2.1 塑料排水板自生產(chǎn)至打設(shè)的儲(chǔ)存期應(yīng)控制在 36 個(gè)月，不宜超過(guò) 1 年，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)碼放 整齊、避免雨淋、防止日曬。 7.2.2 現(xiàn)場(chǎng)堆放的塑料排水板，應(yīng)采取措施防止損壞濾膜。 7.2 7.2.3 要保持排水板入土的連續(xù)性，發(fā)現(xiàn)斷裂應(yīng)重新施插。 7.2.4 塑料排水板打設(shè)時(shí)應(yīng)防止排水板打設(shè)過(guò)程中發(fā)生扭結(jié)、斷裂和濾膜撕破等現(xiàn)象，防止淤泥進(jìn) 入板芯堵塞輸水孔，影響塑料板的排水效果。 7.2 7.2.5 管靴應(yīng)經(jīng)多次試驗(yàn)后確定，以保證排水板的回帶長(zhǎng)度不超過(guò) 500mm，且回帶的根數(shù)不超過(guò)打 設(shè)

13、總數(shù)的 5。 7.2.6 塑料排水板不得搭接。 7.2.7 7.2.7 塑料板與管靴連接要牢固，避免提管時(shí)脫開將塑料板帶出。 8 安全措施 8.0.1 應(yīng)對(duì)施工操作人員進(jìn)行安全教育和安全技術(shù)交底。 8.0.2 施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電應(yīng)遵守施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。 6 8.0.3 進(jìn)場(chǎng)的施工機(jī)械設(shè)備應(yīng)完好、整潔，保證具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，滿足建筑機(jī)械使用安全技 術(shù)規(guī)程的有關(guān)安全規(guī)定。機(jī)械操作手必須持證上崗。 8.0.4 堆載時(shí)設(shè)專人指揮卸車，保證安全。 9 環(huán)保措施 9.0.1 9.0.1 對(duì)于有六個(gè)月以上排水要求的排水板，芯板不能使用塑料再生料。 9.0.2 施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)

14、剩余材料及建筑垃圾,做到文明施工。 9.0.3 運(yùn)輸堆載材料時(shí)應(yīng)防止砂土在路上撒落。采取措施防止運(yùn)輸車輪將泥土帶出工地。 效益分析 10 效益分析 10.0.1 用塑料排水板具有效率高，運(yùn)輸量小，對(duì)土的擾動(dòng)小和施工質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)。 10.0.2 由于塑料板及插板機(jī)械輕便，更適用于大面積超軟弱地基土上進(jìn)行機(jī)械化施工。 10.0.3 加固效果好，承載力可提高 70%100%，經(jīng) 6 個(gè)月，固結(jié)度可達(dá)到 80%，加固費(fèi)用比袋裝砂 井節(jié)省。 11 應(yīng)用實(shí)例 11.0.1 工程概況 泉州市海峽體育中心總占地面積 34 萬(wàn) m ，場(chǎng)地地基處理總面積約 23 萬(wàn) m 。本工法用于體育中 心的熱身訓(xùn)練場(chǎng)、室

15、外停車場(chǎng)、市民廣場(chǎng)、道路及綠地等工程，場(chǎng)地土層主要為素填土、淤泥、粉 質(zhì)粘土(局部和中粗砂(局部，其中素填土厚度約為 3.8m4.5m，淤泥層厚度約為 4.50m12.60m； 中粗砂分布不均，位于淤泥或粉質(zhì)粘土層下,中粗砂的地下水屬孔隙型承壓水。豎向塑料排水板埋設(shè) 采用梅花型布置，板間距 1.2m1.8m，總處理長(zhǎng)度約 133 萬(wàn)米。 11.0.2 11.0.2 施工情況、應(yīng)用效果 本工程于 2006 年 11 月開工，2008 年 6 月 2 日竣工。施工中采用 B 型塑料排水板、液壓式插板 機(jī)，打設(shè)深度為 10m19m，打設(shè)根數(shù) 92000 根，插板機(jī)套管選用扁型，寬度為 130mm，管靴采用鋼 筋，打設(shè)過(guò)程中嚴(yán)