塑料排水板在高速公路软基处理中的施工应用

来源:用户上传      作者: 杜小妮

　　摘要:岳阳至常德高速公路TJ-11标段由中铁七局集团有限公司承建，本工程地处洞庭湖区，地质软弱。设计采用塑料排水板对路基基底进行软基处理，本文结合工程实例从材料要求、机械设备、质量标准、施工工艺等环节阐述了塑料排水板在高速公路软基处理中的施工应用。
　　关键词：高速公路软基处理塑料排水板施工应用
　　1 工程概况
　　地质为粘土，土天然含水量＞40%，天然空隙比0.8～0.9，不排水抗剪强度小于20kPa，设计参数：长度5m，板间距1.5m，布设宽度45.1m。
　　2 塑料排水板作用机理
　　塑料排水板加固软基，其原理是排水固结理论。随着土体内的水被排出，孔隙水压力逐渐消散，有效应力(σ＇)增加，土的抗剪强度(τ)也随之增大。在软土地基中设置塑料排水板作为竖向排水体，板顶设置砂垫层，作为水平排水体，加载预压，土中的空隙水因为渗透压力差，通过塑料排水板再经砂垫层排至路基外侧，从而达到固结排水，提高软土强度的目的。
　　3 材料及机械设备选择
　　本工程采用电阻丝可探深度C型塑料排水板，性能指标如下：芯板为聚乙烯材料，外层滤膜为粘合型无纺土工布，复合体宽100mm，厚4.5mm，纵向通水量≥40cm3/s，抗拉强度≥1.3kN/10cm，延伸率＜10%，滤膜渗透系数≥5×10-4cm/s，隔土性＜75μm，抗拉强度：干态≥30N/cm，湿态≥25N/cm。
　　所用机械见下表：
　　4 施工工艺流程
　　测量放样→场地清理、平整→铺设下层砂垫层→放样桩位→插板→孔洞灌砂→铺设上层砂垫层。
　　5 施工工艺
　　5.1 按设计放样起止里程，每隔20m根据宽度打出左中右三个桩位。
　　5.2 清除地表土及草根杂物，并进行碾压，压实度不低于90%。顶面做好4%的路拱，挖好纵横排水沟。
　　5.3 砂砾垫层厚度50cm，材料选用含泥量≤5%的洁净中粗砂，分两层填筑，铺第一层30cm后，打塑料排水板，再铺筑第二层砂垫层20cm并整平，压路机静压4～6遍，压实度不小于90%。为减少对地层的扰动，砂垫层施工采用轻型车辆、机具。
　　5.4 放样桩位。①根据设计宽度、长度和板间距计算出排水板布设的列数和行数。设计原则为等边三角形，故布行数=段落长度÷板间距×sin60°+1，布设列数=设计宽度÷板间距+1。②画布桩图，并给每个桩位进行编号。在斜交结构物两侧的段落，注意两个三角形的布设，以免漏打或者超打。③根据布桩图在底层砂垫层顶面布设桩位，用15cm长φ6钢筋做为标记。
　　5.5 插板施工。
　　5.5.1 本工程选用履带电动振锤式插板机，在施工前先做好机械的拼装，拼装完毕后，进行调试，先试打3～5根，检验机械的性能和地质情况。
　　5.5.2 具体步骤：①将排水板装入卷筒内，通过的滑轮将排水板引入插杆中，再将排水板从插杆中引出、折回，夹上标记桩位的短钢筋，用钉板机钉牢。②将插杆对准桩位，通过振动锤将插杆和排水板打入土内，注意插杆竖直度和地质条件变化，至设计深度后将插杆拔出，排水板被短钢筋锚固于孔底。③板体露出砂垫层以上50cm处，将排水板剪断，将排水板端头向路线外侧压倒，平帖于砂垫层顶面，用砂掩埋。
　　5.6 孔洞灌砂。①插杆拔出后形成的孔洞，用砂填塞。②随插杆带出的泥土及时清理干净，不得污染砂垫层。
　　5.7 排水板埋好后将底层砂垫层整平，铺设上层砂并碾压整平。
　　6 技术措施
　　6.1 保持板体入土的连续性，严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象，否则重新施插。
　　6.2 上根符合验收标准方可移机打设下一根，否则在临近板位处补打。
　　6.3 碰到地下障碍物而不能继续打进或令孔体倾斜超过容许偏差时，弃置该孔而拔管移位（相距45cm左右），重新施打排水板。
　　6.4 做好施工记录。注意是否送入硬土层50cm，拔杆时，是否有回带现象。
　　6.5 严格控制塑料排水板的打设高程，杜绝浅向偏差；当发现地质情况变化，无法按设计高程打设时，与现场监理人员联系，征得同意后方可变更打设高程。
　　7 质量控制
　　7.1 插打和上拨时间控制在1min左右，发现回带现象立即放慢拨速或倒向反插。
　　7.2 打设后板体外露部分不得遭泥土污染，及时清除排水板周围的泥土。
　　7.3 排水板盘带在施工现场须覆盖，严禁长时间在阳光下暴晒。
　　7.4 排水板顶部伸入砂垫层50cm，当回带长度大于0.5m时，要补打。
　　7.5 打入地基的塑料排水板宜为整板，不宜接长使用。
　　8 施工检测
　　施工质量标准及允许偏差如下表：
　　采用电阻测深仪检测板长。
　　9 结束语
　　随着化工业的发展，塑料排水板的质量逐步提高。施工和运输方便快捷。施工效率和质量较高，成本低廉。但是塑料排水板也存在几个普遍技术问题：①插板中，由插杆所形成的孔洞需用沙子填实，砂的综合单价较高，插孔数量巨大，这样所造成的额外费用比较可观。②插板机在施工中，多采用振动锤压法，这对灵敏度高的软土而言，扰动太大。③排水板施工时，需要很长时间的预压，这对工期紧工程来说受到限制。
　　参考文献：
　　[1]人民交通出版社.《公路软土地基路基设计与施工技术规范》.交通部第一勘察设计院主编.1996.
　　[2]人民交通出版社.《公路路基施工技术规范》.中交第一公路工程局有限公司主编.2007.
　　[3]人民交通出版社《公路工程质量检验评定标准》.交通部公路科学研究所主编.2004.

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