浅谈堤基加固中塑料排水系统的应用

摘 要：结合工程实例，提出塑料排水板在堤基加固中的的设计和施工。

关键词：堤围软基 质量标准 施工方法

1 前言

根据《中华人民共和国国家标准堤防工程设计规范》，软弱堤基采用铺垫透水垫层的很多，单独或综合使用铺垫透水材料、在堤脚外加压载、打排水井和控制填土加荷速率等是我国海堤和土石坝软基处理的常用方法，并普遍取得较好效果。单独使用一种措施的如：福建大官板围垦工程海堤用排水砂井，浙江湖陈港高13m的堆石坝用砂石排水垫层，浙江宁波大目涂围海工程海堤和北仑港电厂灰坝用土工织物排水垫层。本文就塑料排水板在堤基加固中的应用浅谈一二。

2 工程简介

某工程地区地层结构较简单，主要为第四系人工填土层（Q4s）、海陆交互相沉积层（Q4mc）、冲积层（Q3al）、残坡积层（Qel）和基岩。人工填土层（Q4s）为浅黄色和灰黄色可塑～硬塑状粉质粘性土组成，局部为砂和碎石土。海陆交互相沉积层（Q4mc）为深灰色、灰黑色淤泥质粘土、淤泥质砂壤土，上部一般为流塑状态，下部多为软塑状态；冲积层（Q3al）为褐黄色夹褐红及灰白色花斑状软塑～硬塑状粘土、粉质粘土，灰白色、灰黄色的粉细砂和中砂，深灰色淤泥质粘土、淤泥质砂壤土等，局部分布有砂卵石层；残坡积层（Qel）为白垩系沉积岩（砂岩和泥岩）和燕山期侵入岩（花岗岩）的风化残积土，由粉质粘土、粘土和砂质粘性土组成，可塑-硬塑状态。基岩为白垩系沉积岩（K）和燕山期侵入岩（λ）。白垩系沉积岩（K）为灰色、棕红色、褐黄色、灰绿色泥质粉砂岩或泥岩；燕山期侵入岩（λ）为灰绿色、褐黄色燕山三期花岗岩。

堤岸地基的淤泥质粘土、淤泥质砂壤土为海陆交互相沉积的软土层，为流塑-软塑状态，其天然孔隙比大于1.0，天然含水率大于液限，具有抗剪强度低、压缩性高以及触变性和流变性等特点，容易产生（不均匀）沉降和抗滑稳定问题，因此须进行地基处理。

3 塑料排水板施工设计

根据固结理论，粘性土固结所需的时间和排水距离的平方成正比，根据软土层的深度和排水面积大小，在软土层中按一定的间距和布置形式打设塑料排水板，使土层中的孔隙水通过塑料排水板产生毛细作用排出，从而达到固结作用。由于塑料排水板施工后对填土的预压期时间长，塑料排水板的施工会影响整个堤基的施工工期，故优先安排塑料插板施工。

图1 塑料排水板设计断面图

4 塑料排水板施工

4.1主要材料和设备

（1）塑料排水板。

采用广东盛州塑料排水板厂生产的SPB-A型塑料排水板，其性能指标见下表1。对进场的每批塑料排水板经广州市水科所的检验，且附有出厂合格证及试验、检验报告。在使用时应经常检查塑料排水板的外套薄膜是否完好无损。

注：施打深度

（2）土工布。

采用型号CEF2006的有纺土工布。

（3）砂垫层。

砂垫层应用中粗砂，含泥量≯3%。

（4）机械设备。

采用履带式插板机（由挖掘机改装）。套管插入杆为扁平状，内径大于排水板的尺寸，插入杆长度为13m，在打设中保护排水板不被损坏。

4.2施工质量标准

（1）塑料排水板。

打入深度：≥10m；拔管跟带长度：≤50cm；板距误差：≤15cm；垂直度：≤1.5%

（2）砂垫层。

厚度：≤2cm；宽度：不小于设计值。

4.3施工工艺

施工工艺见图2。

4.4主要施工步骤

4.4.1施工准备

4.4.1.1测量放样

（1）根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩，再每隔（10～20）m放出路线中心桩。

（2）按照打设的宽度放出边桩及护桩。

4.4.1.2地面清理及整平

（1）将施工范围内的树木、杂物清理干净，并挖除树根。

（2）将施工场地大致整平，做成＞1%的向外侧横坡，并进行压实。

4.4.1.3砂垫层铺设

砂垫层总厚度50cm（压实）分两层铺筑，第一层铺设30cm，然后施打排水板，最后再铺设20cm，并压实到要求的相对密度。由于地表较软弱，运输车辆宜用轻型车辆，且尽量减少对地基的扰动。最好将砂堆于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整，形成横坡。同时注意避免泥土、杂物混入砂层。压实应用静压式压路机进行，不得振碾。

4.4.1.4桩位放样

（1）首先根据设计给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。由于布设的原则按矩形故：排数=处理长度÷设计板距（1.2m）+1；列数=处理宽度÷设计板距（1.2m）+1。

（2）根据计算结果画出布桩图，标明排列的编号。每排桩的轴线应垂直于堤基中心线，曲线上应为法线方向。同时应绘制一张较大的布桩图交施工人员打设时使用，每施打一根在图上相应位置标出，以免遗漏。

（3）根据布桩图在铺设好的第一层砂垫层上放出具体的桩位，做出鲜明的标志。一般可用15cm长的胶带插在桩位上。放桩位时一般一次不宜过多，以免施工时丢失。施工中应经常注意检查和保护，丢失的及时补上。

4.4.2施工方法

在进行施工放样等工序的同时，应做好施工准备。主要是设备检修与调试，可在待处理地段端部的场地上进行。然后试打2～5根检验机器的性能、地质情况及工艺。

4.4.2.1施打排水板

（1）将插板机移入场内。

（2）将排水板装入导筒，并通过导架上的滑轮将排水板引入插杆中。

（3）将排水板从插入杆端头引出、折回，用两片20cm长排水板卡住排水板端部（插入后将排水板锚固于孔底防止拔管时带上排水板），用订板机订好。

（4）拉紧排水板，将插入杆对准桩位。

（5）开启插板机将插入杆压入地基。

（6）到达设计深度（预先在插入杆用红漆划上标志）后将插入杆拔出。则排水板被横向排水板锚固于孔底。

（7）在砂垫层以上30cm处将排水板剪断埋入砂中。

（8）移至下一个桩位。

4.4.2.2灌砂及填坑

（1）打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞。

（2）将施工中形成的坑凹填平，填坑时应将排水板扶正。

（3）将排水板端头向堤基线外侧压倒平贴于砂垫层上并用砂覆盖。由于此项工作稍滞后排水板施工，又需待全部排水板施打完后才铺设上层砂垫层，因此可先做成小砂堆。

4.4.2.3铺设土工布

在砂垫层铺设碾压完毕经验收合格后，再铺设土工布。土工布沿堤岸横向铺设，纵向每幅之间采用拼接方式，搭接长度不小于40cm，横向采用现场缝接方式拼接，可不必绷紧，但也不要折皱、扭曲。不准直接在土工布上卸放混凝土护坡块体，不准用带尖头的钢筋作撬动工具，禁止施工车辆在土工布上行驶，严禁在土工布上敲打石料和一切可能引起土工布损坏的施工作业。

4.4.2.4沉降观测板埋设及观测

应认真做好沉降观测，埋设完应测量一次，以后每填一层土，再观测一次，并及时做好记录。在预压期应继续进行观测。第1个月每周1次，第2、3月每半月1次，第4个月开始，每月1次。

4.5施工注意事项

（1）顺堤基方向铺设，移动设备时使同一断面保持水平，以保证施打时垂直度＜1.5%。

（2）施打从外侧向堤基中心推进，每排根据设计断面可打设3～8根，打完一排再向前移动设备，直至处理长度方向讫点。

（3）上拔插入杆时带出的淤泥，不得弃于砂垫层上，以免堵塞排水通道。

（4）排水板一般不允许接长。如果要接长时应剥开滤膜使芯板接平（搭接长度≮20cm）然后包好滤膜，再用订板机订牢。接长的根数不宜超过打设根数的5%，一般最多只允许接长一次。接长的板宜调整到堤基最外侧位置打设。

（5）施工时应加强检查，保证板距、垂直度、板长、跟带长度等符合规范要求，否则应予重打，重打的桩位与原桩位置不大于板距的15%。

（6）对于施工段地表的硬壳（一般约在0.5m～1.0m）当插入杆起后所留杆孔，不能用粘土块或其他材料堵塞，必须用砂灌满，以防堵塞排水通道使处理失败。

（7）施工时逐桩做好施工记录。

（8）由于设备在软基上行走，施工时要特别注意设备安全，要指定专人指挥施工。

5 结语

堤基加固是个老生常谈的问题，针对不同问题采取的方法也不一样。塑料排水是一种经济有效的措施，但在施工过程中的问题仍不容小觑，针对问题的出现我们仍需不断的改进施工方法。

参考文献：

[1]毛晨阳，焦冬梅.用塑料排水板处理软基的施工技术[J].铁道建筑，2002.

[2]《中华人民共和国国家标准堤防工程设计规范》GB50286－98.

[3]李成强，韩鹏飞，高兴超如何应用塑料排水板处理软土地基的方法[J].科技资讯，2010.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文