围堤软基加固中的塑料排水板施工技术

摘要：塑料插板加固围堤软土地基是指将特制的塑料板芯与滤膜形成渗水孔的塑料排水板，用机械插入不同深度的软土层中，然后通过围堤分级填料荷载的作用，排出地基土体的孔隙水，达到加速堤基土体固结，从而增加淤质土体地基强度、增大地基整体承载力的一种新工艺、新技术。本文就塑料插板加固围堤软土地基的施工技术进行了分析。

关键词：围堤；塑料排水板；围堤软土地基；施工技术

目前，随着应用塑料排水板加固软基的工程数量和规模的扩大，越来越多的水利工程和港口码头兴建在软弱土地基上。塑料插板加固围堤软土地基是指将特制的塑料板芯与滤膜形成渗水孔的塑料排水板，用机械插入不同深度的软土层中，然后通过围堤分级填料荷载的作用，排出地基土体的孔隙水，达到加速堤基土体固结，从而增加淤质土体地基强度、增大地基整体承载力和抗滑稳定性的一种新工艺、新技术。本文结合江苏新通海沙南通开发区上段岸线综合整治工程Ⅲ标合同段，在施工中采用了塑料插板进行软土地基加固，共加固软土地基22785m2，插板11540根，插板平均深度12.0m。通过对加固软土地基段的观测和测试，结果证实达到了预期的目的，符合设计的要求。

1施工机械与主要材料选定和控制

1.1插板机械。选用履带式及轨道式塔形平移式打拔桩机。该机械使用DZ60型振动锤与ZJ40桩架相结合，利用击振锤击振沉管，采用130 mm套管进行插板。击振锤电机功率30 kW，锤重4.5 t，桩架卷扬机功率30 kW，行走部分动力由两台7.5 kW电机提供。

1.2塑料排水板。选用塑料排水板要求滤膜渗透性要好，板芯排水沟槽断面不因受土挤压而变形，要着重于板芯、材料滤膜质量的控制，要通过检验，保证各项性能指标均符合规范要求。

1.3排水垫层。本工程在堤身填筑前先铺设砂肋软体排和砂被，然后吹填填筑一级袋装砂棱体和靠背砂，形成塑料排水板施工平台。砂袋采用150g/m2编织布缝制，充填厚度约0.5 m，充填砂料的渗透系数不低于i×10-3cm/s（1≤i＜10），粒径d＞0.075 mm的颗粒含量不小于75%，含泥量不大于5%，且无杂物和有机质混入。

1.4压载材料。选用堤身充填砂料。其堤身充填砂料渗透系数不低于i×10－3m/s（1≤i＜10），粒径大于0.05 mm以上的颗粒含量大于90%，含泥量不超过5%，无杂物和有机质混入，砂袋充填厚度500～600mm。

2施工工艺的实施与技术标准的控制

该工程塑料插板施工工艺主要有三个步骤：铺设水平排水垫层、垂直设置塑料排水板、填筑预压荷载并观测沉降量。这三个步骤的工艺都有其特殊要求和技术标准，因此实施效果直接关系到加固软土地基的成败。

2.1铺设水平排水垫层

首先对加固的地段清基，清除表层石块和杂物等，然后采用专业铺排船铺设水下砂肋软体排和水下砂被袋，砂被厚约50~60cm。砂被充灌符合要求后，分层充填一级堤身外侧袋装砂棱体及堤身至一级袋装砂棱体设计高程1.05m（高出一般潮位），在袋装砂棱体及堤身砂吹填的同时采用人工踩排进行吹填砂初期排水，塑料插板插打前采用挖掘机进行场地整平及震撼密实排水，整平后的插打场地要求表面平顺，形成坡度为2～3％的倒坡，达到预拱坡面和砂垫层的效果，以利塑料插板排出的水能迅速排出。

2.2垂直设置塑料排水板

（1）机械定位。插板机就位，调正导架垂直度，空心套管中穿入塑料排水板，对中桩位。插板顺序从低处往高处，定位时要保证桩锤中心与地面定位在同一点上，并用经纬仪或其它观测方法控制桩锤或塔架的垂直度。安设套管时，套管顶端要有便于起吊的吊钩或吊环，并在套管上划出控制标高的刻度线。如套管接长时，在打设前要试接，要求连接口平顺密闭。

（2）塑料排水板与桩尖连接。在塔架卷筒上安置塑料排水板，然后将塑料排水板通过套管从管靴穿出，固定在桩尖上，并一起贴紧管靴对准板位。

（3）沉管插板。刚开始时沉管要缓慢，防止套管突然出现偏斜，套管入土深度距设计标高约2 m时，要减慢沉管速度，注意观察，防止超深或在碰上硬质地基时能及时采取应变措施。

（4）拔管剪断塑料排水板。沉管达到设计深度后即可拔管，拔管时要连续缓慢进行，中途不得放松吊绳，以防止因套管下坠而损坏塑料排水板。套管拔出后，当下口露出地面20～30cm时剪断塑料排水板并移位。

（5）塑料排水板接头处理。如需将剩余塑料排水板与另一卷连接使用时，将塑料排水板两头滤膜翻剥开，先搭接板芯20cm，然后把滤膜翻卷盖住接头，然后用细铁丝或塑料绳将其绑扎牢靠，并确认泥土不能进入板芯。

2.3填筑预压荷载

（1）分段塑料排水板验收合格后应及时用吹填砂料仔细填满在板周围形成的孔洞，覆盖塑料排水板甩头。

（2）加载。使用合格的围堤填料，结合围堤分级堤身施工的工艺进行，其加载速率应控制在设计要求的标准内，不得超过地基允许承载力。

（3）设置沉降观测点。在堤身填筑加载前，在堤基坡脚外5m处设置水平位移观测桩，纵向桩距100m，并在堤基中线上设置垂直观测标杆，标杆的下端焊接一块30×30cm的钢板，沉降观测点沿中线每间隔100m设置一个。

（4）施工加载速率。由于围堤是在淤泥质软土地基上填筑，因此需要严格控制施工加载速率：Ⅰ期袋装砂棱体施工控制时间不小于30d，加载间歇时间30d；Ⅱ期袋装砂棱体施工控制时间不小于30d，加载间歇时间30d；Ⅲ期袋装砂棱体施工控制时间不小于20d。施工期加载速率不超过4～10kPa/d，即每天填筑不超过0.7m，施工时应分层均匀缓填。

3塑料排水板性能及质量

塑料排水板本身的性能指标及质量按设计要求应得到保证。每一批次或一定数量的产品均应取样试验，确认其质量合乎要求后方能使用。施工过程中注意检查，排水板芯板的外包滤膜应紧贴平整，无皱折和松套现象，缝口应牢固，滤膜纤维应分布均匀，无毛絮。禁止使用滤膜破损的排水板。塑料排水板缝接时应剥开滤膜，使芯板槽口吻合，并保证缝合搭接长度大于20cm。

4施工中应注意的问题

4.1严格对材料进行管理与检查。加固软土堤基要严把材料关，对堤身填筑料不仅要进行料场选点和砂料检验，而且要严禁不合格的材料进入现场。

4.2要遵循施工设计，把握好工艺的衔接，并严格按技术规范操作。在施工工艺实施过程中，要注意不要破坏下一个工艺的实施条件，如在袋装砂棱体上打设插板应采用轨道式插板机打设，尽量减少因打设插板对土工模袋的破坏，以免造成高潮位期间围堤填筑砂料的流失。

4.3严格按图纸设置板位及保证插板深度。施工中随时检查套管成孔的位置、垂直度是否满足设计要求，沉管时要有专人观测套管的入土深度及打拔桩机是否出现倾斜或位移。发现问题应及时纠正，如遇拔管时塑料排水板被带起，需重新进行沉管插板，保证合格率100%。

4.4认真做好施工期和加载期的观测与检验工作。要认真记录好原始数据，对围堤分级填筑要根据观测的情况进行合理的调整，加载期均应符合设计要求的时间。

4.5合理安排施工工期。由于塑料插板施工期和加载期时间长，因此，在整个围堤填筑施工安排中，塑料插板属于工期控制范围，应优先安排插板施工，并尽可能在低水位作业，以减少施工难度。

5结束语

总之，采用塑料排水板排水法加固地基是沿江和沿海地区常见的对软粘土地基处理的行之有效的方法，不仅提高施工期地基稳定性，还减少工程的后期沉降，设计合理能减小堤坝断面，加快工程进度，节省工程投资。塑料排水板在施工机械、排水效果及质量控制等方面，较砂井均有较大的优越性，有很强的生命力。