塑料排水板在胶州湾产业基地围海工程中的应用

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摘要：胶州湾产业基地围海工程防潮堤总长9.65km，而软土地基处理的设计与施工是其中的关键。力层具有含水量高、透水性差、压缩性高、强度低、固结慢、工程地质条件差、为控制沉降及堤防本身的稳定必须对地基软土层加固处理，本文阐述了塑料板排水固结法在胶州湾产业基地围海工程中的应用。

关键词：软土地基; 塑料排水板; 排水固结

Abstract: the jiaozhou bay industry base around the sea engineering FangChaoDi presidents 9.65 km, and soft soil foundation treatment of design and construction is the key. Force layer has very high water content, high poor permeability, high and low strength, compressibility consolidation slow, engineering geological conditions of the poor, to control the settlement and the stability of the levee itself must be soft soil foundation reinforcement, this paper expounds the plastic drainage consolidation method in jiaozhou bay industry base around the sea application in engineering.

Keywords: soft soil foundation; Plastic drainage board; Drainage consolidation

中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况和工程地质条件

胶州湾产业基地围海工程防潮堤总长9.65km，海堤工程的级别为Ⅱ级，按50年一遇挡潮标准、允许部分越浪设计。胶州湾是个几乎全封闭的内海，只有东南方向凤凰岛和团岛之间的狭窄水道与黄海相连，涌浪很难传入湾内，特别是胶州湾顶部，受涌浪影响更小。上覆土层主要由第四系淤泥质土、粘性土、沙土组成。

2、设计原理

塑料排水板与土工布综合法对软土地基进行处理的原理是：利用插设在软土地基中的塑料排水板建立起竖向排水系统，再在塑料排水板的上部铺设一层碎石垫层，建立起横向排水系统； 通过其上的开山石和预压系统建立起加压系统；使软土中的孔隙水产生压差而渗出，进而达到固结软土，提高地基土强度的目的。在土层中设置土工布，主要是利用其良好的延性和整体抗剪性，纵、横向的均匀抗拉性，提高抗疲劳性和耐腐蚀性的特点，增加路基的稳定力矩，提高软基抗滑的整体稳定性，加快路基的填筑速度。

3、施工工艺及注意事项

根据本工程的实际情况，确定其施工工艺流程如下：

施工准备（清理杂物，平整施工场地）测量放样铺设土工布摊铺碎石垫层插设

塑料排水板真空预压敷设上土工格栅与开山石填筑路堤等。

3．1施工准备

施工时，首先将场地上的耕植土挖除，将不利于施工的大石块和树根等障碍物清除，并对场地进行整平。为了保证路基的横向排水及在路基发生较大沉降后，其砂沟不低于原地面，并呈双向横坡布置，其横坡度为3%。

3.2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至 20m放出堤轴线桩，

(2)、按照打设的宽度放出边桩及护桩。

3,3铺设土工布

土工布应紧贴下承层敷设，敷设宽度为路堤的断面宽。进行土工布敷设时，应将其拉直，避免出现扭曲、折皱、重叠等现象，同时在路堤的海外侧应预留1～2 m，并将其回折裹覆在压实的填料之上，防止海水冲刷石料。为了保证土工布的整体性，搭接时应将其重叠50～ 100 cm ，且上、下2层接缝之间应错开至少100 cm。

3.4碎石垫层铺设

碎石垫层总厚度50cm，分层填筑压实，然后施打排水板，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，最好将碎石堆于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段或用长臂挖机、摊铺碎石做到均匀、平整，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、插设塑料排水板

4.1塑料排水板

塑料排水板带是由不同截面形状的连续塑料芯板外面包裹非织造土工织物(滤膜)而成芯板截面有多种形式，本工程采用常见的城垛式，截面形成的纵向沟槽供通水之用，而滤膜多为涤纶无纺织物，作用是滤土、透水、排水带插入软基后，为排除水中的多余水量提供了捷径，多余水可水平向通过板带的滤膜进入芯板沟槽，再向上经地表的透水料垫层通过排水盲沟排走。本工程采用宽100mm、厚4mm的SPDⅡ型塑料排水板，每卷长度为200m平面分布间距为 1.2m正方形布置， 排水板插入地层深度15m。

4.2机械设备

塑料排水板打桩机械主要有履带式插板机DJG6020，门架式改装插板机和挖掘机改装插板机三种。

挖掘机改装的静压式机型打设深度较低，施工效果较差，如遇到稍硬一些的土层，机械会在反力的作用下发生倾斜，导致施工无法正常进行，要求能打入设计深度的静力式或振动式设备，套筒插入杆为扁平状或圆形，内径大于排水板的尺寸，长度大于排水板设计长度，在打设中保护水板不被损坏。

履带式插板机、门架式改装插板机打设深度较大，它适合于软基、超软基底层施工，质轻、移动方便、灵活。

4.3插设塑料排水板的施工工艺流程为: 机具定位塑料排水板穿靴插设塑料排水板拔出套管割断塑料排水板机具移位

定位：板机就位后, 调整导架的垂直度, 使其呈铅垂状, 再将塑料排水板穿入空心套管中, 对中桩位。

穿靴：将塑料排水板端部穿过预制靴头(铁制或混凝土)固定架, 对折带子长约10 cm 后固定联结。再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。

插设：松开卷扬机, 将套管和塑料排水板通过激振, 插入地下至设计深度后关机。

套管拔起；启动卷扬机，拔出套管；当套管下口露出地面时即可移位；同时将带子剪断。

4.4施工注意事项

(1) 塑料排水板从出厂到使用的时间间隔不宜超过30天，阳光照射的时间不得超过5天，施工现场堆放的塑料排水板盘带应加以覆盖，以防暴露在空气中老化。

(2)塑料排水板的插设深度应达到软土层的底层，当软土层较厚时，至少应穿过土体稳定计算的弧形滑动面以下2 m，留出孔口长度应保证伸入砂垫层不小于50 cm，使其与砂垫层贯通，同时应防止其在施工中受损。

(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)，再用钉板机钉牢，接长的根数不宜超过打设根数的5%，一般一根只允许接长一次， 接长的板宜调整到护坡道位置打设。

(5)施工时应加强检查，保证板距、垂直度、板长、回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位置不大于板距的15% 。

(6)塑料排水板剪断预留砂垫层面以上长度不小于20cm。

(7)当插杆提起后所留杆孔,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。

(8)施工时逐桩做好施工记录。

塑料排水板法加固原理及优点

根据固结理论，淤泥质土固结所需时间与排水距离的平方成正比，为了加快地基的固结，最有效的方法就是增加土层的排水途径 塑料排水等竖向排水体就是为此目的而设置的。

塑料排水板法的加固原理：在含水量大，孔隙比大，压缩性高，软土深厚的软土地基中插设塑料排水作为排水通道，增加土层的排水途径，缩短排水的距离 在上部荷载的作用下，产生附加应力，使土颗粒的孔隙水通过插在土层中排水排出地层外，以致达到土颗粒间位移密

实，从而加速了地基的固结与沉降，减少压缩性，降低孔隙比和含水量，增加土体密实度，在较短时间内达到较高的固结度，以提高地基土的承载力的抗剪能力，以保证路堤的地基和稳定 这种方法的优点是：排水板是工厂生产的，质量容易控制，成本较低，在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况；断面小，对地基扰动小；打设机械轻，可用于较软的基地；塑板法施工速度快，特别是有对环境影响小，无污染等优点

结语

软土地基, 特别是深软土高填筑路基, 其处理方式的正确与否, 对工程的施工质量和工程造价有着直接的影响。 实践证明, 用塑料排水板与土工格栅综合法对深软土地基进行处理, 不仅切实可行, 而且质量可靠、 施工方便、 工程造价也低。但由于塑料排水板的插设间距和深度与软土地基的固结速度有关,因此在确定有关参数时, 应充分做好理论计算与实地试验的前期工作。

参考文献：

［1］ 塑料排水板质量检验标准JTJ/T257-96，中华人民共和国交通部，人民交通出版社出版。96.6

［2］ 吴良金，《塑料排水板质量检验标准》若干问题的讨论，第四届塑料排水板加固软基技术研讨会论文集，1999.11

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