塑板在软土地基工程中的应用

马良宏

摘 要:软土公路路基工程面积较大,特别是高等级道路对路基沉降有严格的要求,软基处理工程量也是很大的。在路基工程中推广应用塑板桩,产生的经济效益是相当大的。本文首先介绍了塑板对提高地基稳定性的作用,然后对塑料排水板施工方法及常见的施工问题进行了讨论。

关键词:塑料排水板软土地基公路

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0135-01

塑料排水板(简称塑板)是土工合成材料的一种。它是用聚乙烯做成方齿形或其他形式的排水管、芯,外面包有透水材料无纺布。在软基处理工程中,塑板作为竖向排水的一种形式,已经很广泛的应用到各个领域。

1 塑板对提高地基稳定性的作用

塑板在软基处理中一般只作为竖向排水通道,加速地基固结沉降,在设计中只用于沉降分析,而在稳定验算时,则不加考虑,其原因是由于塑板是柔性体,加之塑板与地基土之间的摩擦力极小,在地基内侧向受力时,则随地基土一起变形,所以不能产生抵抗力矩。采用塑板(或砂井)的方法处理,对提高地基施工期稳定性是不可估测的。

塑料排水板,由于具有性能好、质量可靠、施工方便、功效高、费用低、对土扰动小等诸多技术、经济优势而被广泛应用于软土地基处理中。尤其是施工简单,省时省工,成本也不高。假如能用高强度塑板,采用加密间距的方法提高路基稳定性,取代砂桩或反压护道,则经济效益是很乐观的。在公路软基处理中塑料排水扳的应用主要包括以下方面:(1)塑料排水板结合—般预压,用于沉降量较大,地质条件较差的一般路段。(2)塑料排水板结合超载(等载)预压,用于填土高度较高,软土层较厚的桥头段。(3)塑料排水管结合真空预压, 用于软土较厚,填土高度较大,水泥搅拌难以处理,其他处理方法造价又高的桥头路段。由于该方法施工速度快、造价低,所以目前这种方法得到推广。

2 塑料排水板施工

2.1 材料要求

塑料排水带是由塑料芯板与无纺布滤膜两部分组成的。目前常用的无纺布滤膜一般是采用短纤维,通过胶粘而成。芯板应具有足够的抗拉强度和垂直排水能力,其抗拉强度不应小于130N/cm。当周围土体压力在15m深度范围内不大于250kN/m2或在大于15m范围内不大于350kN/m2条件下,其排水能力应不低于30cm3/m。芯板应具有耐腐性和足够的柔性,从而保证塑料板在地下的耐久性,并在土体固结变形时不会被折断或破裂。

2.2 施工机械

插板机主要是塑料排水板法的施工机具,也可与袋装砂井打设机具共用,但应将圆形套管换成矩形套管。应根据工程实际情况,从机械的结构特点、工效、适用程度等方面来确定,选择排水板施工机械。

2.3 施工工艺

塑料排水板施工前要对软基处进行预先处理,塑料排水板的施工工艺如下:①移动插板机就位,调正套管垂直度,对准桩位;②以振动加压的方式将套管沉入土层,要达到设计要求的深度;③拨出空心套管;④留出塑板埋入砂垫层的长度(约30cm),将塑板剪断,移动导管至下一校位,继续下一桩的施工。

关键工序控制如下:在塑料排水板施工前,要对场地进行清表、整平和初步碾压,做好土拱坡,铺设好砂垫层(砂垫层的质量要求同袋装砂井法),为了保持工作面的整洁,根据地形要挖好排水沟,以利排水。放样时要根据设计情况准确定位,并在每个孔位都插好标记,所用的标记通常有石灰、油布、细条塑料板芯等,做到明显且不易被损坏为宜。定位要准确。穿靴,将塑料排水板端部穿过预制靴头固定架,对折带子长约10cm,固定联结。一般预制靴头可采用铁质或混凝土靴头。将靴头套在空心套管端部,固定塑料排水板,并使其在下沉过程中能阻止泥砂进入套管。

注意打设塑料排水板不得采用锤击法或水冲法施工。板头应露出地面井深入砂垫层不小于0.3m。塑料排水板的技术指标应符合产品的设计质量标准。在排水带打入深度范围内存在一个有效打设深度的问题。有效打设深度与填土的作用面积和高度、地基土层的结构、软土的强度等因素有关。在确定塑料排水带打入深度时,应该综合考虑这些因素,不然不仅会造成浪费,而且会产生过大的工后沉降。对于填土很高、软基很厚且强度很低的路段,仅仅采用塑料排水带处理往往不能满足工后沉降的要求,造成不少采用塑料排水带处理软基的高速公路开通后的沉降远远大于预计的工后沉降。因此,当填土高度超过6m,淤泥厚度大于15～20m时,原则上不采用塑料排水带处理,而考虑采用其他处理方法。

3 施工中常出现的问题与质量控制

塑料板排水法加固软土地基在我国虽然得到了广泛的应用,取得了很大的发展,但许多问题仍需进一步研究。施工中常出现的问题包括:插板施工中,套管为圆形时,距井口一定范围内插孔不宜缩孔;提拔导管时发生“跟带”现象;桩管进入泥水污染排水板;遇到较干硬的粘土层时,则进度就会减慢。然而在解决这些问题时,插孔不宜缩孔。一是采用尽可能细的套管或采用扁状套管;二是用中粗砂填灌插孔,这样就在塑料排水板的上端形成了砂井与塑料排水板的复合体。塑料板排水法处理软土地基的工程质量控制主要有两个方面:一是排水板本身的质量;另一方面是施工质量。排水板本身的质量可根据相关规定,通过现场采取样品和室内试验来保证,其检测工作均已规范化,只要检测样本能代表实际使用的产品,就能确保排水板本身的质量。由于塑料排水板施工是一项隐蔽性工程,排水板的施工质量主要从打设垂直度、平面位置的偏差和打设深度这三个方面来控制,垂直度与平面位置的控制在目前的施工中能较好地监控。打设深度是排水板施工质量最重要的控制指标,也是最难控制的指标。目前国内施工控制很多采用的方法是在插管外做一定标记,用目测进行记录与控制,但这也只能保证插管是否到位,对于提管回带及土中排水板的实际长度无法确定,因而很难保证施工质量,且人为的因素较多;另一方面,目前工程的竞标压价的现象较为普遍,有些建设单位过于追求报价,而不顾工程实施的可行性,且转包层次过多,致使直接施工者根本无利可得,无心改进施工质量,甚至依靠偷工减料来维持,因此,完善监理制度和采用科学有效的打设深度检测方法是确保施工质量的可靠保证。

参考文献

[1] 杨俊鹏.浅析高速公路软土地基处理方法[J].今日科苑,2007(8).

[2] 田建强.塑料排水板加固软土地基施工工艺改进的工程实践[J].西南科技大学学报(自然科学版),2002(3).