浅谈不同工况下机打排水板软基工作面的处理方式

陈真宇

摘 要：软基处理中，工作面处理是其中一个难点，也是保证工程后续施工能否顺利进行的基础。本文主要介绍了奉化滨海新区围垦区软基处理中常见的两种工作面处理方式，并对其合理性及经济性进行了比较分析，为类似工程提供借鉴。

关键词：土工织物；砂垫层；土质；含水率；处理

1 工程概况

吹填土处理的方法大概分为两类，一类是物理的方法，通过对土体进行冲击或者使土体内出现压差，以此排出孔隙水，比较典型的是强夯法、堆载预压法、真空预压法等，另一类是化学的方法，该方法就是在吹填土中添加外加剂，外加剂与土体中的物质成分发生反应，使土体固结。奉化滨海新区以南地块根据自身土质特点，经过各种地基处理方式的实践比较分析，现在主要采用浅层真空预压+石渣填筑的处理方式。

奉化滨海新区沿海中线以南地块围垦区2014年采用航道疏浚土吹填而成，疏浚土以淤泥质粘土为主，此类土的性质具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、渗透系数小的特点，导致地基承载力差。2018年该地块规划明确并开始实施，由于规划时间过长，地块在吹填后没有第一时间进行软基处理，吹填土沉积多年，芦苇丛生，地块表面形成20-50cm硬壳层，造成人工插板困难，拟采用小型插板机进行排水板插打。因此工作面处理的好坏，为小型插板机提供良好的工作平台是关系到工程能否顺利进行的关键。

本工程采用浅层真空预压法，排水板深度在4.5-6m，膜下真空度达到85kPa后抽持续真空90天，达到设计地基承载力5T。设计工作面拟采用一层编织布（200g/㎡）、一层无纺土工布（230g/㎡）、两层土工格栅及60cm砂垫层的方式处理。但实际施工过程发现由于工程区域2014年吹填完成，经过5年沉积，造成区块分为两种情况：1）、滩地高程较高，常年无积水区，表面已形成较厚硬壳层，芦苇遍布，作业人员能在工作面正常行走；2）、滩地低，常年积水，表面硬壳层不具备作业人员行走的条件。如全部采用设计处理工作面执行，不仅浪费土工织物，经济不合理，而且造成施工工序复杂，工期长。

针对不同地质条件，对工作面的不同处理是机打排水板中一项最基础的工作，该工作包括各土工织物垫层的铺设选择及水平砂垫层的施工等。通过以往施工经验，发现工作面施工的合理性，直接影响工程的施工进度以及成本，因此针对不同工程的地质情况，应采取不同的处理方式，这样既能保证工程施工进度，又能够降低工作面材料（如竹排架、土工布、土工格栅、砂垫层等）的损耗率，从而大大节省施工成本。

2 工作面处理的方式

正常行走区域：表面已存在较厚硬壳层，芦苇丛生，对芦苇进行切割处理，不仅工程量大，费用高，而且残留根部在抽真空阶段极易破坏真空密封性，宜对芦苇进行压倒处理，既不破坏后期的真空膜，又利用芦苇形成的人工作业面，方便在滩面铺设一层编织布（200g/㎡），机打塑料排水板，间距0.9m，深度4.5米，正方形布置，铺设水平滤管，并将排水板与滤管连接，在滤管上面铺设一层无纺布（230g/㎡）和两层真空膜，然后浅层抽真空。

主要工序施工图如下：

低洼区（不能正常行走）：采用直接铺设工作垫层及吹砂的方式形成工作面。在淤泥面上铺设工作垫层，包括一层编织布（200g/㎡）、两层土工格栅（>15Kn），一层无纺布，最后直接在其上吹设砂垫层（0.6米）以形成工作面，满足桩机等机械设备能在其上爬行。

3 工作面处理方式的合理性分析

两种不同工作面处理方式的合理性分析：

正常行走区域：由于地势较高，沉积多年，施工区域表层形成一个天然的硬壳层，利用芦苇及硬壳层，具备人工铺设土工织物的条件。

铺设编织布的主要作用在于一方面作为持力层，增加地表的承载力，确保小型插板机可以顺利进行機械插板施工，另外一方面还可以有效减少插完排水板后流泥状的淤泥顺着排水板往上“翻浆”；铺设230g无纺布的作用是保护密封膜被异物刺破；以上编织布、无纺布之间均使用便携式缝纫机双线多道现场缝制，搭接长度不小于10cm。本工程浅层抽真空期间的沉降在0.7～1.1m，使施工区域表层4.5米范围内的土体承载力大大提升。

低洼区：由于地势低，常年积水，表层硬壳层薄，铺设编织布和格栅的主要作用是均匀传力，形成有效的持力层，防止施工过程发生人员泥陷事故；吹砂前铺设的无纺布可以增加工作面承载力，最主要是防止砂流失。以上编织布、无纺布之间均使用便携式缝纫机双线多道现场缝制，搭接长度不小于10cm。

吹设砂垫层期间，由于低洼区基本处理各地块中心位置，再加上土料的物理力学性质很差，并且施工时还在进行吹填施工，导致该区域表层淤积大量的浮泥，吹设砂垫层时伴随着大量的水涌入工作面，对吹填区域表层浮泥造成推挤，在编织布或无纺布的薄弱处出现了撕裂，造成工作面局部区域塌陷、鼓包、翻浆等，导致砂流失，增加土工织物材料的使用。

两种不同工作面处理方式的经济性分析：

4 结束语

4.1 根据对以上两个工程工作面处理方式的对比分析可以看出，选择哪种工作面处理方式，主要取决于施工区域的地质情况。根据施工经验，如施工区域可以满足人员在其上自由行走，主要包括施工区域的含水率在50%以下，并且吹填区域经过较长时间的晾晒，其表面有30～60cm的硬壳层，可以采用直接铺设工作垫层的方式形成工作面，减少不必要的施工工序，降低施工成本，加快施工进度；如施工区域的含水率超过60%，且无法满足人员在其上自由行走的要求，可以采用砂垫层的方式形成工作面（对于塑性指数大于25且含水率大于85%的流泥，应通过现场试验确定真空预压施工工艺的适用性）。特殊区域可采用两种处理方式结合的方法，确保小型插板机具备工作平台。

4.2 对于一个工程，设计单位往往提出的工作面处理方式只有一种，但在实际施工过程中发现，一个工程在同一片区域范围内的土质非常不均匀，土体性质差别很大，对于所有施工区域均采用同一种工作面处理方式难免造成局部区域的“不适应”，而且不同的处理方式对工程造价的差异很大。因此在施工过程中，施工技术人员必须提前对施工区域做一个详细了解，针对不同的地质情况采用不同的工作面处理方式，从而有效提高土工织物的利用率，降低工程成本。

参考文献

[1]龚晓楠.地基处理技术发展与展望.北京，中国水利水电出版社，知识产权出版社，2004年10月第一版

[2]刘兵，蔡南树，艾英钵. 广州港南沙工程办公室，大面积吹填软土地基真空预压施工工艺. 河海大学岩土工程研究所，2006

[3]徐剑.奉化区滨海新区沿海中线以南地块软基处理工程设计报告. 2018