闽江防洪堤软土地基塑料排水板加固施工技术

闽江防洪堤软土地基塑料排冰板加固施工技术周婉真【摘要】TheauthordiscussedtheengineeringgeologicalconditionsofFuzhousection(1st-stage)ofMinjiangRiverFloodProtectionProjectandtheworkingprincipleofsoftfoundationtreatmentwithplasticdrainageplates.Anintroductionwasmadeonthematerialofplasticdrainageplate,theconstructionmachine,technicalprogram,monitoringmethodandconstructionqualitycontrolmeasures.%论述了闽江防洪工程福州段(一期)工程的工程地质情况及塑料排水板处理软土地基的工作原理。介绍了塑料排水板的材料、施工机械、工艺流程、监测方法和施工质量控制措施。【期刊名称】《广西水利水电》【年(卷)，期】2015(000)003【总页数】4页(P44-47)【关键词】塑料排水板;软基处理;插板机;沉降【作者】周婉真【作者单位】福建省水利水电工程局有限公司，福建泉州362000【正文语种】中文【中图分类】TV531工程概况闽江防洪工程福州段(一期)堤段位于琅岐岛的西面，该段堤防桩号为LQ0+000.000~LQ7+733.797长7733.797m，由工程地质报告可知，该地段的场地上部土层主要为第四系人工堆积、海积、冲洪积及坡残积松散的堆积物，属于软土区域，具有高压缩性、低强度、易变性等不良地质特性，为解决可能存在的抗滑稳定、不均匀沉降等工程地质问题，本工程采用塑料排水板固结法进行软土地基的处理。设计在挡墙内侧堤基设排水板以加快排水，底部采用土工布、中粗砂及塑料排水板共同组成的褥垫。梅花形布置，插板间距为1.2m，插入涂面以下10~15m,本工程共有塑料排水板118.5万m°MH程加固软土地基段的观测结果显示符合设计要求，达到了预期的目的。2塑料排水板加固工作原理近年来，塑料排水板固结法是一种新兴的软基处理工艺，通过塑料排水板和砂垫层分别作为软土中孔隙水的纵向通道及横向通道，在预压荷载的作用下，使软土地基内水分沿塑料板向上渗入地面排水垫层中，加快孔隙水应力消散速度，使土体在较短的时间内排水固结，达到提高地基承载力的目的。3主要材料及施工机械选择3.1主要材料塑料排水板。本工程采用A型塑料排水板。(2)土工布。采用产品规格与代号SNG350-6短丝针刺无纺土工布。(3)砂垫层。采用中粗砂，砂层厚度约100cm，含泥量＜3%，渗透系数0.01~0.05cm/s，且无杂物和有机质介入。3.2机械设备选择挖掘机改装的静压式插板机、履带式插板机和门式插板机3种机型是目前常用的陆上塑料排水板插板机。本工程有如下几个特点：①基础面较高，又处于感潮区域，需侯潮作业，要求设备机动性好，移动方便；②线路长，全线7.734km，施工用电不便：③工程全线共有11处内河或沟渠与堤防交叉，考虑过水构筑物施工影响，排水板需要分段施工，设备需多次转场。根据本工程特点及考虑机械的基本性能和生产能力，拟采用由PC220型挖掘机进行改装的插板机设备进行施工，插设方式采用液压静力式。该机型可在现场组装，到场1d内即可完成组装，行走灵活、迅速，施工效率高，没有桩位死角，挖掘机履带板改用加宽型，加大触地面积，一般软基稍做处理后即可承受，插板机动力由挖掘机提供，不需要用电，可减少施工成本，且易于操作。4施工工艺流程及主要施工操作要点施工工艺流程见图1。（1） 测量定位。在施工区内根据地形及设计图纸对施工区域进行划分。放样用全站仪定出区域边线，中间区域用钢尺量出间距，洒白石灰标记，并编制坐标放样报告，报监理工程师审核验收。插板间距允许偏差±3cm，垂直偏差应小于1.5%，按设计规范要求进行布置。图1塑料排水板施工工艺流程（2） 插板机就位。由于改装的插板机自重偏大，本工程采用铺设枕木或钢板将插板机移入场内，并根据打设板位标记进行插板机定位。（3） 安装管靴。塑料排水板穿入插板机套管，并固定在专用管靴上。排水板与管靴连接示意图如图2。图2排水板固定示意图①水板②排水板弯折部分③管靴（中8钢筋）④套管（4） 调整垂直度。通过安装在插板机桩桩架上的锤球控制，调整架垂直度，确保垂直度偏差控制在1.5%范围内。（5） 标高控制。在打桩架上设置明显的深度标记。（6） 沉、拔管。本工程塑料排水板实际打入深度不得小于设计入土深度的10.0-15.0m，。通过液压装置将套管整体插入地层，达到设计深度以后，提升套管，排水板在管靴的作用下被固定于孔底。（7）剪断排水板。插打排水板完成以后，当套管底部离地面50cm左右时，剪断排水板，排水板外露长度不小于30cm，夕卜露部分须及时弯折埋设于砂垫层，且及时回填打设时留下的空洞。（8）塑料排水板施工完毕后，应做好后期监测工作，上层继续堆载时须严格控制加荷速率，按设计规范的要求分级加荷，避免局部堆载过高导致地基破坏。5施工监测软土处理地段根据设计规范要求应分别进行地面沉降监测；深层土体水平位移监测（测斜管）；孔隙水压力监测。5.1地面沉降监测在软土处理间隔500m，设置地表沉降观测断面，每个断面于外江侧、堤轴线处、内坡平台分别设置1个沉降观测板。埋设完当天测量两次，在预压期应继续进行观测，每级加载完成后应至少每天观测1次，若沉降已趋于稳定（日沉降v3mm/d），观测间隔可加大至每周、每旬。每月1次。一般堆载控制指标是：竖向最大变形量应小于10mm/d~15mm/d;边缘水平位移应小于5mm/d;孔隙水压力应小于预压荷载所产生应力的50%~60%。经过近1年的施工和跟踪监测：我单位施工的该工程沉降稳定，各项参数均符合设计及规范要求。本处选取LQ7+400轴线点的沉降观测过程线，详见图3:图3LQ7+400轴线点ET3测点沉降过程线5.2深层土体水平位移监测（测斜管）本工程分别于LQ2+500、LQ7+400处设置深层水平位移观测断面，测斜仪的工作原理是通过测量测斜管轴线和铅垂线之间的夹角变化量，在土层各点计算出水平位移的大小。测斜仪的工作原理见图4。图4测斜仪工作原理示意图深层土体水平位移监测频次和地面沉降一致，监测结果显示深层土体水平位移符合设计和规范要求，本处选取LQ7+400处外江侧CL1测点为示例（见表1）：深层水平位移缓慢增长，最大水平位移为88mm，发生在距离CL1测斜管口2m的位置（见图5）。图5CL1测点测斜图表1LQ7+400CL1测点最大水平位移观测结果表编号最大位移/mm最大位移深度/m最大速率/（mm/d）CL1外海侧8820.5备注测斜管位于LQ7+400堤轴线外海侧5.5m5.3超静孔隙水压力监测孔隙水压力检测断面布置位置同深层水平位移断面，孔隙水压力计采用钢弦式传感器钻孔埋设，采用一个孔埋设多个孔隙水压力计，孔隙水压力计测试方法相对比较简单，用专用仪器记录孔隙水压力计频率即可。孔隙水压力监测数据表明堆载施工时，孔隙水压力开始快速增长，堆载完成后，超静孔隙水压力开始消散，并且软基上部土层超静孔隙水压力消散相对较快，一般在7-10d以后，消散速率开始下降，软基上部土层超静孔隙水压力消散相对较快。这说明塑料排水板排水路径良好，排水固结效果良好。本处选取LQ7+400轴线点的超静孔隙水压力变化曲线见图6。6质量控制（1） 加固软土地基要严把材料关，施工现场堆放的塑料排水板盘带应避免强力牵引和烈日暴晒，保管在干燥、通风环境中，产品不应重压。（2） 插入过程中钢套管不得弯曲，排水板滤膜应无破损、污迹，严格控制其垂直度；严格控制插设的深度，若产生回带现象（＞50cm）,则在该桩位15cm范围内补打一根。（3） 塑料排水板在施工中如无法避免搭接时须采用滤套内搭接方法，芯板对扣，凹凸对齐，搭接长度须大于20cm；滤套包裹，用大号订书钉固定好。图6LQ7+400超静孔隙水压力变化曲线图塑料排水板施工允许偏差应符合表2规定：表2排水板施工允许偏差表项次12345项目板距板长竖直度板管回带长度外露长度单位cmcm%cmcm允许偏差<+3不小设计值<1.5<50>20施打过程中应逐根进行检查，特别是在拐弯交接处，防止出现漏打的现象。如果发现地质情况与设计不同时，应及时与现场监理联系并经设计人员同意后方可变更。7结语本工程采用塑料排水板进行软土地基加固的施工准备完善，施工过程技术措施控制严谨，固结排水方法比其他软基处理方法施工效率较高，经济效益较好，施工质量较有保证。用塑料排水板具有改善了地下的排水条件，提高地基固结速度，加快施工速度，从而提高了