论如何利用塑料排水板对公路工程的施工工业论

　　论文摘要：塑料排水板法的加固原理是:利用插板机械在含水量大，孔隙比大，压缩性高，深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道。本文结合工程实际，对公路软基采用塑料排水板加土工格栅软基处理的施工质量控制谈一些看法。

　　关键词：塑料排水板,土工格栅,软基处理,质量控制

　　一、工程概况

　　某公路工程施工路段地势平坦，鱼塘遍布。软土是本路段的特殊性软土，分三层，第一层由淤泥、淤泥质亚粘土、淤泥质粉细砂组成;第二层也是由以上三种土性组成;第三层由淤泥质亚粘土和淤泥质粉细砂组成。因此必须对其进行加固处理。本工程软土处理采用了塑料排水板加土工格栅的施工技术。

　　二、加固原理

　　1、塑料排水板法的加固原理

　　塑料排水板法是排水固结法的一种形式.排水固结法或是先在地基中设置砂井或塑料排水板法等竖向排水体，然后利用建(构)筑物本身重量分级逐渐加载;或是在建(构)筑物建造以前，在场地先行加载预压(或者真空预压)，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度提高的方法.该方法是处理软土地基的有效方法之一，它可以解决以下两个问题:

　　(1)沉降问题。使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使构筑物在使用期间不致产生不利的沉降或沉降差。

　　(2)稳定问题。加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。

　　塑料排水板法的加固原理是:利用插板机械在含水量大，孔隙比大，压缩性高，深厚的软土地基中插设具有良好透水性的塑料排水板，从而在软土地基中形成竖向的排水通道，在其上铺设砂垫层而形成水平排水通道增加了土层的排水通道。在上部辅加荷载(如预压堆载，砂垫层，或者真空预压等)的作用下，在软土地基中产生附加应力。软土地基中的孔隙水应力和附加应力引起的超孔隙水应力随着孔隙水通过塑料排水板和砂垫层排出而降低，地基的孔隙水含水量也随之降低，从而增加了土体密实度。根据太沙基的有效应力原理(б/=б-u;其中:б/表示有效应力，б表示总应力，u表示孔隙水应力)可知，由土颗粒间传递的有效应力б/会随着地基中孔隙水应力降低(即孔隙水的消散)等量增加，进而加速地基的固结和地基土的承载力的提高。

　　2、土工格栅工作原理

　　格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，当作为土木工程使用时，称为土工格栅。

　　土工格栅主要是利用土工格栅与土的摩擦作用、土对土工格栅的被动阻抗作用、土工格栅孔眼对土体的锁固作用以及加筋补强作用，阻止土体的位移、下沉和滑坍，提高路堤的稳定性。

　　3、塑料排水板加土工格栅的作用

　　地基的沉降一般由垂直平面压缩变形和侧向水平位移组成，采用塑料排水板可起排水固结作用，土工格栅起控制侧向位移及减少不均匀沉降作用。

　　三、施工质量控制要点

　　本工程软土处理施工流程为：清表、整平原地面→填筑3%土拱，铺设下层砂垫层→稳压放样→机具安装、调试、就位→塑料排水板穿靴→插入套管→割断塑料排水板，预留0.5m于地面上→拔出套管→机具移位→摊铺上层砂垫层→铺设土工格栅。

　　1、塑料排水板施工

　　(1)施工要点：

　　①塑料排水板施工前，要对场地进行清表、整平和初步碾压，做好土拱坡，铺设好砂垫层，为了保持工作面的整洁，根据地形要挖好排水沟，以利排水。

　　②砂垫层施工：砂应选用具有良好的透水性，含泥量不得超过5%，不含有机质、无粘土块和其它有害物质的材料，压实方法根据地基情况选择振动法(平振、插振、夯实)、水撼法、碾压法。

　　③在压实的第一层砂垫层上放样，放样时要根据设计要求准确定位放点，制定插板分区点位图，并在每个孔位做好标记，点位标记采用石灰、油布、细条塑料板芯等作为标识，做到明显且不宜被损坏为宜。

　　④机具定位：插带机就位，调正导架垂直度，空心套管中穿入塑料排水板，对中桩位。

　　⑤穿靴：将塑料排水板端部穿过预制靴头固定架，对折带子长约10cm，固定连结。一般预制靴头可采用铁制或混凝土靴头等材料，将靴头套在空心套管端部，固定塑料排水板，并使其在下沉过程中能阻止泥砂进入套管。

　　⑥下插排水扳：按照设计要求，插入淤泥下卧层50cm，为保证施工质量，要求在正常插设过程中出现回机现象方可拔管。

　　⑦割带：拔管后，人工割断排水板，要求板头留在砂垫层上的长度≥0.2米。

　　⑧在施工过程中记录好每根插扳的长度和孔深。

　　(2)质量保证措施：

　　①按设计分区放边界线后，分别测量板位并作标记，板位偏差不宜大于50mm，且每区段的塑料排水板总量应与设计要求数量相同。

　　②必须按设计要求严格控制塑料排水板的打设标高，不得出现深度偏差，要求打设应穿过淤泥下卧层0.5m以上，当发生地质情况变化、无法按设计要求打设时，应及时与现场监理人员联系，并取得书面认可后方可变更打设标高。

　　③打设塑料排水板时严禁出现扭曲、、断裂和撕破滤膜等现象。

　　④打设时回带长度不得超过50mm，且回带的根数不应超过打设总根数的5%，剪断塑料排水板时，砂垫层以上的外露长度应大于200mm。

　　⑤及时检查每根板的情况，当验收合格时方可移机，打设下一根，否则需在邻近板位处补打。打设过程中应逐根进行自检，并按要求作好施工记录。

　　⑥灌砂及填坑：打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞。将施工中形成的坑凹填平，填坑时应将排水板扶正。

　　⑦插入导管长度必须保证处理深度(插入深度=处理深度+回带长度+砂粒厚度)。拔管带出的泥土及时清理，顶部预留段及时弯折埋设于砂粒层中，使之与砂粒排水层连为一体。

　　⑧塑料排水板插好后及时将露在垫层的多余部分切断，要求露出砂面≥20cm，并予以保护，以防因插板机移动、车辆的进出或下雨时受到损坏而降低排水效果。塑料排水板采用滤水膜内平搭接的方法连接，搭接

　　(3)施工中常出现的问题及解决方法：

　　①插孔时出现缩孔。一是尽量采用可能细的套管或采用扁状套管;二是用中粗砂填灌插孔，这样就在塑料板的上端形成了砂井与塑料排水板的复合体。 　　②提拔导管时发生“跟带”现象。这是经常发生的问题，这与套管端头结构、施工工艺和土层土质有关，其中套管端头结构占主要因素。导管顶部在保证刚度的前提下，尽可能细小，使得拔管时土层尽可能将排水板夹住。

　　③泥水进入套管。泥水进入套管除增加了上拔时的“跟带”现象外，还造成了排水板的污染，因此应经常使用清水清洗导管。

　　④遇到干硬的粘土层。遇到干硬的粘土层进度缓慢时，可以选用功率较大的液压振动打桩机进行打设，也可以在导管中加入少量的清水，增加润滑，减少摩擦。

　　⑤定位不准、、垂直度偏大。在放线点位过程中，标识应明显，在插板时，应适当多移动机具，做到垂直偏差≤1.5%。

　　2、土工格栅施工

　　(1)施工要点：

　　①场地平整：对准备铺设地段的路基进行整平，有局部不平或松散路段，要经处理达到要求，并将大块颗粒去除，以保证路基整洁。

　　②测量放样：按设计桩号和宽度放出大样，并用白灰线划出界线。

　　③平铺土工格栅：按撒好的灰线开始铺设，并铺出灰线以外200cm。然后用φ8钢筋加工成的U型卡，将两边固定，铺到路基对面，宽度按边线铺好，每隔1.5m用U型卡固定。顺序铺土工格栅，横向搭接宽度20cm，纵向搭接宽度为15cm，并每隔3～4个格栅肋用铅丝绑扎。

　　④填料的摊铺和压实：当格栅铺设定位后，应及时填土覆盖，裸露时间不得超48小时，亦可采取边铺设边回填的流水作业法。

　　(2)质量保证措施：

　　①铺设土工格栅应按图纸施工，在平整的下承层上全断面铺设。铺设时，不允许有褶皱，应用人工拉紧，可采用插钉等措施固定土工合成材料于下承层表面。土工合成材料的两侧回折长度应不小于2m。

　　②土工格栅在铺设时，应将强度高的方向置于路堤轴线方向。

　　③土工格栅摊铺后应及时填筑填料，以避免其受到阳光过长时间的直接暴晒。一般情况下，间隔时间不应超过两天。

　　④土工格栅上的第一层填土摊铺宜采用轻型推土机。填料卸在土工合成材料上面，必须卸在已摊铺完的土面上。卸土后应立即摊铺，以免出现局部下陷。

　　四、结束语

　　塑料排水板加土工格栅处理是公路软土地基是当前比较常用的方法，在施工中一定要加强管理，紧抓施工环节，加强监测，每道工序均要给予密切关注，只有在施工过程中严格控制才能确保施工质量。

　　参考文献：

　　[1]郑俊杰.地基处理技术[M].武汉华中科技大学出版社，2004

　　[2]地基处理手册编写委员会，地基处理手册[M]，北京中国建筑工业出版社，2000

　　[3]刘松玉，《公路地基处理》，东南大学出版社，2001年