塑料排水板在公路软土地基中的应用

曹成富

(安徽省巢湖市公路局庐江分局,安徽庐江 231500)

塑料排水板在公路软土地基中的应用

曹成富

(安徽省巢湖市公路局庐江分局,安徽庐江 231500)

塑料排水板在公路软土地基加固中的施工和路基沉降与稳定观测方法,使软土地基内的水分沿塑料板向上渗入砂砾层,加快地基固结,从而提高地基承载力。

塑料排水板;软土地基;施工;沉降与稳定

我国软土分布广泛,主要分布在沿海地带、内陆湖盆、洼地及河流两岸,其基本性质为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载能力和抗剪强度低。在软土地区修建公路,会给公路的安全带来一定的影响,随着国家交通基本建设投资规模的不断扩大和公路等级的提高,如何对软土地基进行处理成为公路建设者共同关心的问题。塑料排水板是带有孔道的板状物体,因其具有单孔过水断面大、排水畅通、质量轻、强度高、耐久性好等特点,以及施工快、成本低、排水固结好、质量稳定等优点,目前在国内公路软土地基处理中得到了广泛应用。用塑料排水板加固软土地基是将塑料板用插板机械插入不同深度的软土层中,然后通过预压荷载作用,使软土地基内的水分沿塑料板向上渗人砂砾层,加快地基固结,从而提高地基承载力。

安徽省省道319公路巢湖庐江段改建工程,第9、11两合同段路基施工中,对几段软土地基采用塑料排水板进行了处理,其中K92+600—K94+700段插板深度达9m,间距1.5m。通过对用塑料板加固的软土地基路段的沉降与稳定观测,路基稳定,符合设计要求,达到了预期目的。

1 施工材料的选择

1.1 塑料排水板

塑料排水板是由芯板和滤膜组成的复合体,芯板是由聚乙烯或聚丙烯加工而成的多孔道或其他形式的板带。选用塑料排水板时,要着重考虑芯板、滤膜的质量控制,芯板要具有足够的强度和垂直排水能力,滤膜具有一定的隔离土颗粒和渗透能力。第9、11两合同段采用江苏射阳县软基加固器材厂生产的塑料排水板,经安徽省高速公路试验检测中心检测,其纵向透水量、抗拉强度等指标均达到规范要求。

1.2 砂砾排水垫层

排水垫层的主要作用是使预压过程中从土体进入垫层的渗透水迅速排出,使土层的固结能正常进行。因此排水垫层的质量将直接关系到加固效果和预压时间的长短。所以,排水垫层的材料一般采用透水性好的材料,第9、11合同段的施工中采用级配良好的砂砾作排水垫层,取得了良好效果。经检验,其含泥量小于3%,且无杂质和有机质混入,最大粒径小于50mm,均符合规范要求。

2 施工工艺与质量控制

塑料排水板的施工工艺为:整平原地面→摊铺第→层砂垫层→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺第二层砂垫层。

2.1 水平排水垫层的施工

首先对加固地段进行排水疏干、清除草皮和杂物,然后在清理好的基底上人工铺设第一层砂垫层,厚度25cm,用压路机碾压使其压实度达到90%以上。

2.2 垂直设置塑料排水板

在铺筑好的25cm砂垫层上严格按照设计图纸指示的位置、深度、间距由低处往高处布设排水板。

2.2.1 机械定位

本合同段采用振动式SPD型门架打桩机进行插板作业,该机就位后,调整导架的垂直度,空心套管中穿人塑料排水板,并使桩锤中心对准地面定位点。

2.2.2 穿靴

将塑料排水板端部穿过靴头固定架,对折带子长约10cm,固定联结。将靴头套在空心套管端部,固定排水板,使其在下沉的过程中能阻泥沙进入套管。

2.2.3 沉管插板

用SPD型打桩机的振动锤的震动锤击力和卷扬机的拉力沉管,套管打入深度应考虑上拔时的跟带长度,跟带长度不得超过50cm。在打设的过程中要防止套管出现突然偏斜,注意不要使排水板扭曲,滤膜不被撕破和污染,同时防止泥土等杂物进入套管内,堵塞输水通道,影响塑料排水板的排水效果,一旦发现应及时进行处理。

2.2.4 套管拔起

当沉管达到设计深度后即可拔出套管,拔管时要连续缓慢进行,当下口露出地面时即可移位,同时将带子剪断。剪断排水板时,砂砾垫层以上的外露长度至少20cm,以保证排水畅通。打设后外露的排水板不得遭受污染,要及时清除排水板孔周围带出的泥土,并用砂砾填实,将排水板弯贴于已铺筑的下层砂砾垫层表面,以防机械车辆进出时受损,影响排水效果。

2.3 铺筑第二层砂砾垫层

在打设好塑料板的地段要尽快铺筑第二层砂砾垫层20—30cm,覆盖塑料板甩头,用压路机碾压。使其密实度达到90%以上。

2.4 塑料板接长

塑料板需接长时应采用滤膜内平接的方法,芯板对扣,凹凸对齐,搭接长度大于20cm,并用滤套包裹接头,使其输水畅通并有足够的搭接强度。

2.5 施工中应严格按设计图纸放样施工

随时对塑料排水板的间距、深度和竖直度进行检查,做好施工记录,塑料排水板的施工允许偏差如下表:

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3 沉降与稳定观测

3.1 沉降与稳定观测的目的

软土地基路堤的施工中应注意做好观测填筑过程或以后的沉降与稳定观测,沉降与稳定观测的一般观测项目、仪器及目的如下表:

观测项目 仪器名称 观测目的地表沉降量 地表沉降计(沉降:板)用于沉降管理。根据测定数据调整填土速率,预测沉降趋势,确定预压卸载时间和结构物及路面施工时间.提供施工期间沉降土方量的计算依据。地表水平位移量及隆起量地表水平位移桩及隆起量监测地表水平位移及隆起情况,以确保路基施工安全和稳定。

3.2 在填筑预压荷载前,按设计或规范埋设沉降观测板

一般路段沿纵向每隔100～200m设置一个断面,在路基坡脚至以外10m的范围内埋设位移观测桩,在路中心设置沉降观测点,埋设沉降板,沉降板的底板尺寸不小于50cm×50cm×3cm,桥头引道段至少设置3个观测断面,沉降板每隔50m设置一个,在距桥台背10m处设置第一块沉降板。

3.3 填筑预压荷载

使用合格的路基填料,按照《公路路基施工技术规范》的要求分层填筑、碾压。施工期间,每填筑一层要观测一次,认真做好观测原始数据记录,并根据观测情况对填土进行合理调整,确保工程工期与路基稳定。施工时要严格控制加荷速率,其加载总量应根据设计要求进行控制,不得超出地基容许承载力。填筑时要求路堤中心线地面沉降速率不大于10mm/d,坡脚水平位移速率不大于5mm/d,当水平位移速率率大于5mm/d时立即停止填筑,待每日沉降小于该值后再恢复填筑。

4 施工中应注意的问题

(1)严把材料质量关。没有合格的材料就生产不出合格的产品,所以应对购进的排水板要有出厂检验合格证,并在现场每10万m至少抽检一个样品进行检验,合格后方可使用。现场堆放的塑料排水板,应采取有效措施进行保护,以防暴露在空气中老化。对排水垫层和路基填料要严格按规范进行检验,不合格的材料决不能进场。

(2)在水平排水垫层的施工中,应尽量避免对软土表层的过大扰动,以免造成砂和淤泥混合,影响垫层排水效果。

(3)导管与桩尖要衔接适当,避免错缝,防止淤泥进入,增大塑料板与导管壁的摩擦力,造成塑料板带出。塑料板带出2m时应补插,并使其合格率达到100%。

(4)软土地段路基应安排是提前施工,以便地基有充分时间固结,路堤完工后沉降期一般应不少于6个月,并尽可能安排在有利季节如旱季少雨季节作业。沉降期内不应在路堤上进行任何后续工程,确保路基工程质量和工期。

(5)施工人员要加强工程施工过程中的质量监控,严格执行“三检”制度和“三工”制度,把质量隐患消灭在萌芽状态。

[1] J TJ017-96.公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,1997.

[2] 田明怀.高等级公路施工技术与管理[M].北京:人民交通出版社,1999.

责任编辑:钱让清

U416.1

A

1671-8275(2010)01-0014-02

2009-10-21

曹成富(1960-),男,安徽庐江人,巢湖市公路局庐江分局工程师。