經驗交流：用塑料插板加固軟土地基施工技術
發布時間：2010-01-14 共1頁
塑料插板加固軟土地基是指將特制的塑料板芯與濾膜形成滲水孔的塑料板，用機械插入不同深度的軟土層中，然后通過預壓荷載的作用，使軟土地基內水份沿塑料板向上滲入地面砂礫石層中，達到加固軟土地基，從而增地基整體承載力的一種新工藝、新技術。
由我局承建的四川省成都至重慶高等級公路D2合同段在施工中，對2個路段采用了塑料插板進行軟土地基加固，共加固軟土地基7980平方米，插板數2325根，插板平均深度7．5米。從加固軟土地基段的觀測和測試結果證實達到了預期的目的，符合設計的要求。
一、施工機械與主要材料選定和控制
1．插板機械。選用DZ60KS塔形滾筒平移式打拔樁機。該機械使用DZ60型振動錘與ZJ40樁架相結合，利用振動錘擊振力和鋼絲繩拉力共同沉管，采用13mm套管進行插板。錘重4．5噸，樁架主卷揚機功率11KW，采用4繩加壓，最靜壓力150KN，最拔力270打設樁。
2．塑料排水板。塑料排水板由板芯和濾膜組成，板芯由聚丙烯和聚乙烯塑料加工而成面有間溝槽的板體，土層中的固結滲流水通過濾膜滲入到溝槽內，并通過溝槽向上從排水墊層中析出。所以，選用塑料板要求濾膜滲透性要好，板芯排水溝槽斷面不因受土擠壓而變型，要著重于板芯、材料濾膜質量的控制，要通過檢驗，各項性能指標均符合規范要求。
3．砂礫石排水墊層。選用干燥的砂礫石料，其最粒徑50mm，通過5mm篩孔的粒徑于50％，小于0．315mm篩孔的細料不于8％，含泥量小于3％，且無雜物和有機質混入。
4．預壓、材料。選用一般土石方路基填料。其液限小于50及塑性指數小于26，實測含水量與標準試驗的最佳含水量差值在-3一+2％之內。每層填料松土厚度300至400mm，密實度于90％。
二、施工工藝的實施與技術標準的控制
塑料插板施工工藝主要有三個步驟，即：鋪設水平排水墊層、垂直設置塑料排水板、填筑預壓荷載并觀測沉降量。這三個步驟的工藝都有其特殊要求和技術標準，所以實施如何關系到加固軟土地基的成敗。
1．鋪設水平排水墊層。首先對加固的地段進行排水疏干、清除表層草皮和雜物。然后用人工鋪設第一層砂礫石墊層，厚30至40cm，壓路機靜壓4至6遍，鋪設后的砂礫石墊層要求表面平順，形成坡度為2--3％的路拱，以利塑料插板排出的水能迅速從該墊層中滲出。
2．垂直設置塑料排水板。(1)機械定位。機械進入加固地段不要損壞已鋪設并壓實的砂礫石層，防止局部塌陷。插板順序從低處往高處，定位時要保證樁錘中心與地面定位在同一點上，并用經緯儀或其它觀測方法控制樁錘或塔架的垂直。安設套管時，套管頂端有便于起吊的吊鉤或吊環，并在套管上劃出控制標高的刻度線。如套管接長時，在打設前要試接，要求連接口平順密閉。(2)塑料板與樁尖連接。在塔架卷筒上安置塑料板，然后將塑料板通過套管從管靴穿出，固定在樁尖上，并一起貼緊管靴對準板位。(3)沉管插板。DZ60KS打拔樁機利用振動錘的震動錘擊力和卷揚機的拉力沉管。剛開始時沉管要緩慢，防止套管突然出現偏斜，套管人土深度距設計標高約2m時，要減慢沉管速度，注意觀察，防止超深或碰上基巖時能及時采取應變措施。(4)拔管剪斷塑料板。沉管達到設計深度后即可拔管，拔管時要連續緩慢進行，中途不得放松吊繩，防止因套管下墜而損壞塑料板。套管拔出后，在砂礫石墊層上20-30cm處處剪斷塑料板。(5)塑料板接頭處理。如需將剩余塑料板與另一卷連接使用時，將塑料板兩頭濾膜翻剝開，先搭接板芯20cm，然后把濾膜翻卷蓋住接頭，并確認泥土不能進入板芯。
3．填筑預壓荷載。(1)填鋪第二層砂礫石墊層20-30cm，覆蓋塑料板甩頭，然后壓路機靜壓和振動碾壓各4遍，檢驗其密實度不小于90％。(2)加載。使用合格的路基土石方填料，結合路基施工分層填土壓實的工藝進行，其加載總量應控制在設計要求的標準內，不得超過地基允許承載力。(3)設置沉降觀測點。在預壓荷載前，應在路基坡腳外5米處設置水平位移觀測樁，縱向樁距50米，并在路基中線上設置垂直觀測標桿，標桿的下端焊接一塊30cm×30cm的鋼板，沉降觀測點沿中線每間隔50米設置一個。
4．觀測填土期與預壓期效果。(1)在每層填筑后要進行24小時沉降觀測，當垂直位移速度每日于1．5cm，水平位移速率每日干1．0cm時，應停止施工，待每日小于該值后再恢復填筑。填土期一般為180天，結束后沉降小于30cm，視加固后的地基穩定。(2)預壓期的效果觀測。預壓期一般為180---270天，結束后可測量到軟土地基段總的沉降量，然后根據設計的總沉降量可計算出其固結度。(3)效果檢驗。經鉆取加固后的地基土樣，進行土的各種物理力學性能分析，與加固前進行比較，可檢驗加固效果。2個路段各項物理力學性能指標比較，可看出D2合同段內軟土地基采用塑料插板加固技術效果十分明顯。
三、施工應注意的問題
1．嚴格對材料進行管理與檢查。加固軟土地基要嚴把材料關，材料的質量關系到工程質量，所以對加固軟土地基的塑料板要按規定進行檢驗，對排水墊層用料砂礫石不僅要進行料場選點和砂礫石檢驗，而且要嚴格控制不合格的材料進入現場。
2．要遵循施工設計，把握好工藝的銜接并嚴格按技術規范操作。在實施施工工藝時要注意不要破壞下一個工藝的實施條件，如在鋪填砂礫石時要注意不擾動軟土表層的硬殼時就要從兩邊倒退著向中間鋪填，使砂礫石有壓實條件。
3．嚴格按圖紙設置板位及保證插板深度。施工中隨時檢查套管成孔的位置、垂直度是否滿足設計要求，沉管時要有專人觀測套管的入土深度，打拔樁機是否出現傾斜或位移，發現問題應及時糾正，如遇拔管時塑料板被帶起，重新進行沉管插板時要保證合格率100％。
4．認真做好填土期和預壓期的觀測與檢驗工作。要認真記錄好原始數據，對填土要根據觀測的情況進行合理的調整，頂壓期均應符合設計要求的時間。
5．要搞好施工工期的合理安排。由于塑料插板施工填土期和預壓期時間長，故在整個路基土石方施工安排中，塑料插板屬于工期控制范圍，應優先安排插板施工，并可能在旱季作業以減少施工難度，要確保180天以上的路基沉降期以保證路基質量。
由我局承建的四川省成都至重慶高等級公路D2合同段在施工中，對2個路段采用了塑料插板進行軟土地基加固，共加固軟土地基7980平方米，插板數2325根，插板平均深度7．5米。從加固軟土地基段的觀測和測試結果證實達到了預期的目的，符合設計的要求。
一、施工機械與主要材料選定和控制
1．插板機械。選用DZ60KS塔形滾筒平移式打拔樁機。該機械使用DZ60型振動錘與ZJ40樁架相結合，利用振動錘擊振力和鋼絲繩拉力共同沉管，采用13mm套管進行插板。錘重4．5噸，樁架主卷揚機功率11KW，采用4繩加壓，最靜壓力150KN，最拔力270打設樁。
2．塑料排水板。塑料排水板由板芯和濾膜組成，板芯由聚丙烯和聚乙烯塑料加工而成面有間溝槽的板體，土層中的固結滲流水通過濾膜滲入到溝槽內，并通過溝槽向上從排水墊層中析出。所以，選用塑料板要求濾膜滲透性要好，板芯排水溝槽斷面不因受土擠壓而變型，要著重于板芯、材料濾膜質量的控制，要通過檢驗，各項性能指標均符合規范要求。
3．砂礫石排水墊層。選用干燥的砂礫石料，其最粒徑50mm，通過5mm篩孔的粒徑于50％，小于0．315mm篩孔的細料不于8％，含泥量小于3％，且無雜物和有機質混入。
4．預壓、材料。選用一般土石方路基填料。其液限小于50及塑性指數小于26，實測含水量與標準試驗的最佳含水量差值在-3一+2％之內。每層填料松土厚度300至400mm，密實度于90％。
二、施工工藝的實施與技術標準的控制
塑料插板施工工藝主要有三個步驟，即：鋪設水平排水墊層、垂直設置塑料排水板、填筑預壓荷載并觀測沉降量。這三個步驟的工藝都有其特殊要求和技術標準，所以實施如何關系到加固軟土地基的成敗。
1．鋪設水平排水墊層。首先對加固的地段進行排水疏干、清除表層草皮和雜物。然后用人工鋪設第一層砂礫石墊層，厚30至40cm，壓路機靜壓4至6遍，鋪設后的砂礫石墊層要求表面平順，形成坡度為2--3％的路拱，以利塑料插板排出的水能迅速從該墊層中滲出。
2．垂直設置塑料排水板。(1)機械定位。機械進入加固地段不要損壞已鋪設并壓實的砂礫石層，防止局部塌陷。插板順序從低處往高處，定位時要保證樁錘中心與地面定位在同一點上，并用經緯儀或其它觀測方法控制樁錘或塔架的垂直。安設套管時，套管頂端有便于起吊的吊鉤或吊環，并在套管上劃出控制標高的刻度線。如套管接長時，在打設前要試接，要求連接口平順密閉。(2)塑料板與樁尖連接。在塔架卷筒上安置塑料板，然后將塑料板通過套管從管靴穿出，固定在樁尖上，并一起貼緊管靴對準板位。(3)沉管插板。DZ60KS打拔樁機利用振動錘的震動錘擊力和卷揚機的拉力沉管。剛開始時沉管要緩慢，防止套管突然出現偏斜，套管人土深度距設計標高約2m時，要減慢沉管速度，注意觀察，防止超深或碰上基巖時能及時采取應變措施。(4)拔管剪斷塑料板。沉管達到設計深度后即可拔管，拔管時要連續緩慢進行，中途不得放松吊繩，防止因套管下墜而損壞塑料板。套管拔出后，在砂礫石墊層上20-30cm處處剪斷塑料板。(5)塑料板接頭處理。如需將剩余塑料板與另一卷連接使用時，將塑料板兩頭濾膜翻剝開，先搭接板芯20cm，然后把濾膜翻卷蓋住接頭，并確認泥土不能進入板芯。
3．填筑預壓荷載。(1)填鋪第二層砂礫石墊層20-30cm，覆蓋塑料板甩頭，然后壓路機靜壓和振動碾壓各4遍，檢驗其密實度不小于90％。(2)加載。使用合格的路基土石方填料，結合路基施工分層填土壓實的工藝進行，其加載總量應控制在設計要求的標準內，不得超過地基允許承載力。(3)設置沉降觀測點。在預壓荷載前，應在路基坡腳外5米處設置水平位移觀測樁，縱向樁距50米，并在路基中線上設置垂直觀測標桿，標桿的下端焊接一塊30cm×30cm的鋼板，沉降觀測點沿中線每間隔50米設置一個。
4．觀測填土期與預壓期效果。(1)在每層填筑后要進行24小時沉降觀測，當垂直位移速度每日于1．5cm，水平位移速率每日干1．0cm時，應停止施工，待每日小于該值后再恢復填筑。填土期一般為180天，結束后沉降小于30cm，視加固后的地基穩定。(2)預壓期的效果觀測。預壓期一般為180---270天，結束后可測量到軟土地基段總的沉降量，然后根據設計的總沉降量可計算出其固結度。(3)效果檢驗。經鉆取加固后的地基土樣，進行土的各種物理力學性能分析，與加固前進行比較，可檢驗加固效果。2個路段各項物理力學性能指標比較，可看出D2合同段內軟土地基采用塑料插板加固技術效果十分明顯。
三、施工應注意的問題
1．嚴格對材料進行管理與檢查。加固軟土地基要嚴把材料關，材料的質量關系到工程質量，所以對加固軟土地基的塑料板要按規定進行檢驗，對排水墊層用料砂礫石不僅要進行料場選點和砂礫石檢驗，而且要嚴格控制不合格的材料進入現場。
2．要遵循施工設計，把握好工藝的銜接并嚴格按技術規范操作。在實施施工工藝時要注意不要破壞下一個工藝的實施條件，如在鋪填砂礫石時要注意不擾動軟土表層的硬殼時就要從兩邊倒退著向中間鋪填，使砂礫石有壓實條件。
3．嚴格按圖紙設置板位及保證插板深度。施工中隨時檢查套管成孔的位置、垂直度是否滿足設計要求，沉管時要有專人觀測套管的入土深度，打拔樁機是否出現傾斜或位移，發現問題應及時糾正，如遇拔管時塑料板被帶起，重新進行沉管插板時要保證合格率100％。
4．認真做好填土期和預壓期的觀測與檢驗工作。要認真記錄好原始數據，對填土要根據觀測的情況進行合理的調整，頂壓期均應符合設計要求的時間。
5．要搞好施工工期的合理安排。由于塑料插板施工填土期和預壓期時間長，故在整個路基土石方施工安排中，塑料插板屬于工期控制范圍，應優先安排插板施工，并可能在旱季作業以減少施工難度，要確保180天以上的路基沉降期以保證路基質量。
