海上排水板施工方法介绍及处理效果评估

海上排水板施工方法介绍及处理效果评估摘要：塑料排水板是高速公路、厂区围堤等地基处理常采用的方法，但在处理低标高海涂围堤（不能露滩）时，使用该方法就比较少。因为海上施工要受到风、潮、浪的影响及施工周期的限制，使我们对天气条件的选择余地相对较小。在风力达到6~7级时，插板船的晃动比较厉害，达1~2米，很难保证桩位间距及船位间距，但这并不表明就无法保证地基处理质量；如在镇海发电厂3#贮灰场围堤施工中就是因为采用了较好的施工工艺，从而获得了成功；原位观测成果也表明地基处理获得了很好的效果。本文在这里提出这个问题，就是要与大家一起探讨水深1.5~6.0米，风浪小于1.5米时，海上施工塑料排水板的方法，并利用原位观测成果对处理效果进行评估。不足之处恳请批评指教。关键字：海上排水板施工效果评估一、工程概况：：镇海发电厂厂3#贮灰场是省省电力公司及及镇海发电有有限责任公司司的重点技改改项目。设计计标准为二级级贮灰场，即即按20年一遇潮位位加20年一遇波浪浪组合设计，按按百年一遇潮潮位加20年一遇波浪浪组合校核。百百年一遇高潮潮位5.26米（吴淞高高程，余同），二二十年一遇高高潮位4.81米。贮灰场场工程位于宁宁波市镇海区区后海塘甬江江口西侧的滩滩涂上，布置置于镇海发电电厂1#及2#贮灰场第一一段外侧。围围堤东起镇海海港区围堤，西西至工农闸排排水渠附近。围围堤布置呈L型，主堤长4464米，折堤长811米，主折堤堤连接段长150米，主堤总总长5425m，施工交通通堤长1807米。灰场贮贮灰量9.98××106m3，灰场围涂涂面积2.95××106m2，使用年限限为15年。围堤堤堤顶高程7.50，防浪墙顶顶高程9.00，堤顶宽5m；堤底最宽宽处为103.881m，布置在吴吴淞高程0.5~--1.10的滩涂上，坝坝体为堆石坝坝，外坡采用用1.5吨C20砼空心方块块护面，内坡坡为干砌石护护坡，防浪墙墙为C20素砼。由于于地质条件较较差（见地质质条件介绍），围围堤地基采用用铺设土工编编织布、碎石石垫层及加打打塑料排水板板的方法进行行处理。海上上施工塑料排排水板达到221万延米。该该分项工程质质量监理评定定优良。二、工程地貌及及地质条件：：工程位于00.5~-11.1的滩涂上，平平均坡度为14%，因周边海海堤影响，该该区形成为回回水淤积区，属属淤涨型海涂涂。根据工程地地质资料，地地基土主要组组成如下：①层浮泥：：黄灰色、灰灰色，饱和，流流塑，呈流体体状，以淤泥泥为主，混少少量砂性土，土土质均匀性差差。属欠固结结土，具高灵灵敏度，高压压缩性。层厚厚0.8~33.2m,层底标高-3.5~~1.3m。②层淤泥质质粉质粘土：：灰色、饱和和，流塑，高高压缩性，层层厚3~8m，局部大于8m，层间夹粉粉土薄膜或微微薄层，局部部夹有0.2~00.5m厚的粘土层层，层厚0.9~~~8.6m，层底标高-11.226~-0..1m。③层粉土：：灰色，灰绿绿色，稍密~中密，中压压缩性，略具具层理，局部部为粉质粘土土，层厚1.3~110.6m，层底标高-10.996~-4..89m。④层淤泥质质粘土：灰色色，饱和，流流塑，高压缩缩性，微薄层层理状，层厚厚1~3m，局部大于4m，层间夹粉粉土薄膜，层层厚5.8~220.7m，层底标高-27.336~-122.18m。⑤层粉细砂砂：青灰色~灰色，饱和和，稍密~中密，局部部粉质粘土含含量较多，层层厚为15.8~~17.4mm，层底标高-37.009~-311.11m。⑥层淤泥质质粘土：灰色色，饱和，流流塑，高压缩缩性，薄层状状，层厚1~3m，少量大于4m，层间夹粉粉土薄膜，层层厚23.5mm,层底标高-49.002m。地震烈度为为VI度。三、水文、潮汐汐特征表：项目单位数值出现日期历年最高潮位m5.22历年最低潮位m-0.20多年平均高潮位位m2.95

多年平均低潮位位m1.18

历年最大潮差m3.67多年平均潮差m1.76

多年平均中潮位位m2.06

平均涨潮历时h6:18

平均滞潮历时h6:07

百年一遇高潮位位m5.26

五十年一遇高潮潮位m5.05

二十年一遇高潮潮位m4.81

十年一遇高潮位位m4.62

五年一遇高潮位位m4.44

四、塑料排水板板质量控制：：1、性能及及质量要求：：本工程塑料料排水板采用用槽型土工聚聚合物排水带带，塑料排水水板的型号为为C型。十字筋筋形芯板的原原料为以高压压聚乙烯为主主体的塑料，外外裹的无纺布布滤膜的包裹裹方式采用粘粘合型。由于于本工程地基基土的含水量量大、抗剪强强度低、工程程地质条件差差，并且工程程的施工条件件较差，因此此，为保证地地基排水固结结而增加地基基土的抗剪强强度，确保工工程的安全，采采用了杜邦滤滤膜。排水板板的主要性能能指标要求如如下（括号内内为普通滤膜膜排水板指标标要求）：宽度：1000±2.00mm厚度：≥44.5mm纵向通水量量：≥60cm3/s（50cmm3/s）复合体抗拉拉强度：≥1.5KNN/10cmm复合体延伸率：<10%复合体每米米质量：120g//m滤膜质量：：120g//m2（75g//m2）滤膜渗透系系数：≥5×10-44cm/s滤膜抗拉强强度：干态≥60N/ccm（≥30N/ccm）湿态≥633N/cm（≥25N/ccm）滤膜等效效孔径O98：<0.0075mm塑料排水板板芯槽齿应无无倒伏现象，板板芯材料必须须透明、无孔孔洞、无气泡泡且表面必须须平滑。塑料料排水板芯板板外包滤膜应应紧贴平整，无无皱折和松套套现象，粘合合缝必须连续续，缝宽为5±1mm。滤膜纤维维分布必须均均匀，无毛絮絮。2、排水板板到货验收：：必须加强现现场检查验收收，每批排水水板必须附有有厂方合格证证及性能自检检报告，每卷卷排水板应有有良好的包装装，卸装运输输中没有破损损，每批货到到现场后，必必须抽取5卷排水板进进行外观检验验，另抽取一一组进行性能能检验，检验验合格者方能能用于施工。塑塑料排水板的的其它质量及及检验要求应应严格按照交交通部JTJ/TT257-996《塑料排水水板质量检验验标准》执行行。五、海上排水板板施工：设计要求插插板须穿透第第④层，板端进进入下卧第⑤层或第⑥层，插板的的深度根据插插板沉管的阻阻力由现场严严格掌握。实实际施工中插插板的深度，要要求结合地质质勘测资料来来详细划分以以确定每一船船位的插打深深度。（一）海上上作业特点：：1、要求工工作平台有足足够的浮性和和稳定性，使使导管插入拔拔出对工作无无影响，导杆杆移边工作时时不造成平台台倾斜或颠覆覆，并要求水水下剪板。2、水深看看不到滩涂面面，看不准桩桩位，不能直直接放样决定定桩位，只能能依靠其他标标志船定船位位，由工作台台导杆移动来来控制桩位，要要求工作平台台尽量大，平平台一次定位位打设的排水水板根数尽量量多，以减少少间距误差。3、风多浪浪大要求整机机重心低、稳稳定性好，有有足够的抗风风抗浪性。风风浪大会造成成导杆倾斜，影影响排水板垂垂直度。露在在外面的排水水板随风漂动动，使滤膜破破损，甚至折折断，亦需保保护。4、潮涨潮潮落水位呈周周期性变化。导导杆按同一深深度贯入（水水深+入土深度）亦亦呈周期性变变化，深浅不不一，要求随随时观测水位位，调整导管管的贯入深度度，使排水板板入土深度不不变。退潮时时还可能使船船只搁浅，在在搁浅时虽可可继续打设排排水板，但移移动船位需待待潮水上涨，这这样造成了工工作的间隙性性。5、海底面面不平整，海海抛的碎石垫垫层通常也不不平整。在退退潮后有时会会搁浅，造成成平台倾斜，要要求事先对碎碎石垫层进行行粗平，并配配备导杆垂直直度调较装置置。6、离岸距距离远，要求求配备发电机机及一些生活活设施。7、海水具具有腐蚀性，对对平台设备要要有防腐蚀措措施。（二）机械械设备选择：：本工程采用用的机械型号号为HZ25//250型，该机械械主要性能：：1、插设深深度可达到25m以上。2、导架可可调整桩架垂垂直度，保证证排水板入土土垂直度。3、配有塑塑料排水板施施工质量检验验自动记录及及监控系统，该该系统能自动动记录塑料排排水板施工过过程中的以下下数据：施工工日期、时间间、桩号，每每根桩的插入入深度，涂面面水深，回带带长度和实际际插入深度，每每天施工完成成可累计桩数数，总工程量量所有数据存存入储存器；；本系统数据据的自动记录录及数据记录录采用先进的的FVASHHPZROMM非易损性记记忆体，保证证记录数据的的安全、可靠靠性，该系统统克服了以前前由人工在机机架上目测，记记号的记录方方法，这就可可以避免在施施工过程中，由由于施工管理理人员质量意意识不强造成成长度不足或或严重回带，甚甚至有意识的的偷工减料行行为。塑料排排水板的插入入深度和回带带长度是无法法进行事后检检测的，所以以在施工过程程中，采用可可靠的质量保保证是非常重重要的，也是是十分关键的的，该系统当当排水板插入入深度达不到到设计要求或或回带长度大大于设计值时时，监控系统统能及时报警警，以便操作作人员迅速、及及时处理、保保证施工质量量。主要技术系系数型号适用范围HZ25/2550型插板船、可可浮水定位浮浮水插设，也也可露滩插设设，适用于高高潮位时，水水深大于船只只吃水深度打设方法振动锤法套管型式及直径径O型133m每次打设根数1根最大打设深度≥25米打设速度180s/根施工能力600m/h台班产量240根（三）施工工方案：1、插打部部署：插板机械：：插板要有专专门的水上插插板船进行施施工，插板船船必须具有导导杆纵横移位位及垂直度调调整装置、定定位瞄准装置置、打设深度度指示装置、回回带指示装置置，导管的断断面应尽可能能与排水板形形状相适应。采采用圆形导管管插板，100mm排水板的导导管外径不大大于133mm，以减少插插板时对周围围上体的扰动动及涂抹作用用，保证排水水效果。导管管的驱动应采采用静压振动动，切忌采用用冲击及水冲冲法。船头方方向垂直主坝坝轴线定位作作业，每一船船位宽（11.2m）的断面需需要施工2～3个船位。2、船只定定位放样：①、根据设设计图纸，定定出插板船定定位控制桩，控控制桩距坝内内侧的第一排排水板55m，每桩间距18.2m。②、根据定定位控制桩在在滩涂上插定定每船位的纵纵、横移动桩桩位，并打设设引桩，随时时校对舱位边边线桩。③、在插板板船上标定二二个定位点，利利用测绳及定定位控制桩确确定插板船的的位置。（四）施工工工艺：本次使用回回收桩靴法施施工，沉管底底部由桩靴密密封，桩靴由由铁链固定，此工艺已试试验成功，如如台亚公司已已施工了近300万延米塑料料插板，因此此可在此基础础上进行吸收收、总结，取取长补短，并并进一步制订订出施工质量量控制标准，在在推广的同时时进一步促进进施工工艺的的成熟。施工方法及及各道工序的的质量控制：：①、施工工工艺流程：复复核定位标志志桩―――＞船体定位―――＞桩机就位―――＞装带及桩桩靴―――＞沉管下沉沉至设计底标标高―――＞沉管上提提到碎石面层层上约1m―――＞自动割带带系统操作―――＞提沉管至至水面，重新新装带―――＞检查并记记录打设情况况―――＞桩机移位位，重复定桩桩位。②、复核定定位桩：在定定位桩与船体体之间系上测测绳，并计算算每船与定位位桩之间的距距离，使船体体定位准确。船船体平行堤轴轴线布置。船船头、船尾各各抛二头八字字锚，锚缆绳绳长度为100m，采用绞锚锚机进行调整整船体位置。设设计塑料排水水板为正方形形布置，间距距为1.4m，插板船净净空间为长29.9m宽12.2m，每船定位位后可插打排排水板189根。并且，每每10分钟根据潮潮的涨落调整整锚缆，确保保施工时塑料料插板的平面面位置准确。移移船定位偏差差不宜超过±50mm，并在船上上标出桩位，即即在插板船的的船体横梁上上按桩位尺寸寸标好刻度，而而插板桩机可可在船体平台台上前后左右右移动。③、为确保保打设长度用用垂球随时检检测水深，以以便控制打设设深度，每插插完一排塑料料排水板，测测量一次水深深，调整一次次沉管的入水水深度。回带带长度的控制制主要有二方方面：一方面面要做好桩靴靴与沉管出口口的密封，防防止淤泥等进进入沉管引起起回带；另一一方面观测沉沉管上口与排排水板有没有有相对位移。施施工时必须严严格控制回带带长度，回带带长度不得大大于300mm，且回带的的根数不得大大于总根数的的5%，如果超过过标准，一般般在邻近45cm处补打一根根。④、排水板板上拔后，水水下剪带系统统操作，水下下剪带采用软软轴锯片法。排排水板一卷用用完后，采用用钉书钉搭接接，要求搭接接长度≥20cm并做到表面面平整，且接接头的质量应应符合《塑料料排水板施工工规程》（JTJ／T256－96）的规定。⑤、定位后后必须调整导导管的垂直度度后进行插板板施工。施工工过程中，随随时调整桩机机垂直度，要要求垂直度误误差≤1.5%。导杆沿平平台边作业时时，应随时调调整垂直度，达达不到要求时时应减少边沿沿打设根数。搁搁滩作业时，亦亦应及时调整整垂直度，达达不到要求时时不能施工。导导管的倾斜度度与打设的深深度有关，一一般10~200m时不大于1.0%。⑥、为防止止排水板打设设过程中出现现扭结现象，在在沉管下沉时时，用人工拉拉紧排水板。为为减少海水中中的泥土堵塞塞排水板头的的排水，在剪剪带时外露长长度应长于40cm，使排水板板的外露部分分能自然下垂垂。⑦．打设过过程中逐根做做好施工原始始记录。（可可与自动记录录互较）⑧、局部地地段塑料排水水板设计长度度为28m，施工时由由于接长加高高了机架高度度，在海上施施工降低了安安全程度，因因此当风力大大于6级应停止施施工，且桩机机与插板平台台周边保持一一定距离，以以免平台倾斜斜过大。（五）施工工质量控制问问题：1、排水板板打设：穿板板时不能碰伤伤，划破滤膜膜，不合要求求的不能使用用。打设速度度与间距按设设计要求调整整好。塑料板板需要接长时时，应剥开滤滤膜使芯板顺顺槽搭接，搭搭接长度不小小于300mm。然后包好好滤膜再用钉钉板机钉牢。保保持搭接处不不进淤泥，芯芯子搭接不堵堵塞通道。插插完后排水板板露出碎石垫垫层面不能小小于400mm。因此应时时深测水深，根根据水深调整整割刀长度。2、间距误误差及控制：：间距误差不不大于+50～-200mmm，随潮位的的涨落随时调调整锚链，使使船只停留原原位，由导杆杆的移位保证证插板间距、船船位桩位定设设准确，确保保桩位平面尺尺寸误差+50～-200mmm。3、回带误误差及控制：：回带误差不不大于300mm，回带率小小于5%，如若超过过，除检查桩桩靴是否磨损损需更换外，应应在旁边补打打一根。4、排水板板回带控制办办法：施工凭凭振动头插到到底后向上提提拔沉管时，如如果回带，则则排水板带在在沉管口不移移动，等到排排水板带移动动，量一下沉沉管上提高度度，此高度也也就是回带长长度；如果回回带超过300mm，则应在旁旁补打一根。5、随时调调整桩机沉管管垂直度，控控制垂直度偏偏差≤1.5%。6、深度控控制：海上作作业一般要求求10min观察潮位标标，调整一次次导管入水深深度，涨潮时时逐一加长导导管入水深度度，退潮时逐逐一减少导管管入水深度，始始终保持导管管入土浓度不不变。7、随时检检测水深，调调整沉管入水水深度，在桩桩机主杆上准准确画上刻度度线，使桩长长控制一目了了然。8、塑料排排水板海上施施工的基本要要求：可归纳为六六个字，即插插板（垂直排排水通道）要要“准”、“匀”、“深”、“直”、“通”、“快”，分别简释释如下：①“准”：：即插板船的的定位要准，误误差不大于+50～-100mmm，套管定位位误差0～-100mmm。②“匀”：：桩与桩之间间的间距要匀匀，误差不超超过+50～-200mmm。③“深”：：要达到设计计深度，回带带不能超过300mm，回带率不不得超过5%。④“直”：：即导杆要调调整好垂直度度，打设深度度在10～20m时，倾斜不不能超过1.0%。⑤“通”：：即排水板与与碎石垫层之之间及整个排排水系统要连连通，排水系系统的滤膜不不能有破损，沟沟槽不能堵死死，否则起不不到排水作用用。⑥“快”：：在保证质量量的前提下，尽尽量提高打设设速度，以缩缩短施工工期期，提高经济济性。（六）主要要安全技术措措施：1、工人上上船作业前进进行三级安全全教育，主要要工种应持证证上岗。2、严禁未未穿救生衣上上船作业，机机上操作人员员必须戴好安安全帽，高空空作业须系好好安全带。3、不得酒酒后上岗，不不得穿拖鞋及及易滑的鞋在在铁板平台上上行走。4、保持船船体稳定，四四角锚应牢固固，船体漏水水应随时补修修。5、台风来来临时，施工工船只在风力力达到7级，浪高达达到1m时，应停止止作业，进行行就地抛锚固固定；当预报报风力达到8级，浪高达达到1.7～2.5m时，应做好好随时撤退准准备工作；当当气象预报为为风力达到九九级或九级以以上，风浪高高达到2.5m以上时，船船员应预先将将船只驶进避避风港湾内，并并抛好锚，安安全固定船只只后，所有人人员撤退到基基地待命或岸岸上其他安全全地方。6、桩机行行走及插板深深度等应有限限位装置。7、丝绳磨磨损情况应做做到心中有数数，该更换的的就更换，轧轧头固定情况况应符合规范范要求。8、保证柴柴油机正常动动作，随时检检查柴油机机机油、电缆线线的完好程度度。六、原位观测成成果分析：根据《镇海海发电厂3#贮灰场围堤堤工程原位测测试实施细则则》，对围堤堤工程在施工工期分阶段进进行了十字板板强度试验，以以了解地基在在使用排水板板进行处理后后强度固结增增长的情况。水水科院在整个个围堤施工过过程中共进行行了三次十字字板强度试验验，分别为：：第一次，2000年4月原位观测测设备埋设期期间，围堤工工程块石荷载载尚未堆筑时时，分别在二二个测试断面面内海侧进行行了天然地基基状态的十字字板强度试验验；第二次，2001年2月在围堤工工程二个测试试段块石荷载载分别堆筑至至▽4.5m和▽5.7m时再次进行行十字板强度度试验；第三三次（本次），2002年5月在围堤工程二个测试断面已施工完工时（除3+900测试段还有最后15cm砼路面未浇筑），再次进行了十字板强度试验；3+900测试段与2+100测试段各完成三孔十字板试验，共试验孔编号及位置见图1、2。现主要将第三次试验结果简单单整理分析如如下：1、6孔十十字板试验资资料分别点绘