譚永軍,蔣宏圖
(1.鎮(zhèn)江市市政設(shè)施管理處,江蘇鎮(zhèn)江 212001;2.鎮(zhèn)江方圓建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司,江蘇鎮(zhèn)江 212001)
近年來,隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,城市道路工程中常見的軟土地基處理問題日益突出,所采用針對性的處理方法眾多。而塑料排水板樁以其較低的勞動強度、較快的打設(shè)速度、良好的加固效果脫穎而出,在城市道路工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
塑料排水板分為槽型排水板和釘型排水板,其中又以槽型排水板較為常見。槽型塑料排水板寬10cm,厚5.5mm,板芯一般為十字形齒槽,以此作為兩側(cè)濾膜的支撐骨架,同時構(gòu)成排水通道。施工時,采用插板機將塑料排水板插入軟土地基中,形成豎向排水通道。利用軟基頂面的砂墊層和排水濾管作為橫向排水通道,通過真空負(fù)壓泵抽氣形成負(fù)壓,在負(fù)壓荷載的作用下,迫使土體中的孔隙水由塑料排水板向上排出至砂墊層,再由水平塑料排水濾管從排水口排出,從而加速軟土地基固結(jié),使地基發(fā)生沉降,進(jìn)而提高地基承載能力。
中山北路延伸一期道路工程位于鎮(zhèn)江市市區(qū),道路全長1.025 km,紅線寬35m。該工程K0+280~K0+840段河溝、暗塘眾多,為濕軟地基,地下水位較高,施工處理難度較大。設(shè)計采用塑料排水板樁排出地基中較多的地下水,加快土體固結(jié),最終使地基承載力滿足設(shè)計和施工規(guī)范要求。塑料排水板樁平均深16m,按梅花樁形式布置,樁距1.2m。
塑料排水板材料進(jìn)場后,必須經(jīng)檢驗合格后方可使用。檢測指標(biāo)包括塑料排水板外觀、力學(xué)性能指標(biāo)、濾膜性能指標(biāo)等等。檢測頻率為同批次生產(chǎn)的排水板每20萬m檢測一次。
(1)塑料排水板外包裝應(yīng)牢固,并應(yīng)確保在運輸過程中不破損、不露板芯。對于堆放時間較長的排水板,包裝材料應(yīng)具有防紫外線輻射能力。
(2)塑料排水板外形尺寸應(yīng)均勻,寬度允許偏差為±2mm,厚度允許偏差為+0.5mm。
(3)塑料排水板板芯無接頭、表面平滑、無空洞和氣泡,槽齒分部均勻且無倒伏現(xiàn)象,否則將減小排水板的通水面積和容水體積。
塑料排水板性能指標(biāo)包括縱向通水量、復(fù)合體抗拉強度與延伸率、濾膜抗拉強度與延伸率、濾膜滲透系數(shù)、濾膜等效孔徑等,具體要求見表1所列。
表1 塑料排水板性能指標(biāo)匯總表
(1)塑料排水板打設(shè)時處于干燥狀態(tài),承受縱向拉力,而塑料排水板在土中處于潮濕狀態(tài)下工作,為橫向受力。當(dāng)濾膜的橫向強度不足時,在土壓力作用下會緊貼并陷入板芯槽齒,使過水面積減少、排水量減少,因此濾膜的干態(tài)抗拉強度以縱向抗拉強度為控制指標(biāo),濕態(tài)抗拉強度以橫向抗拉強度為控制指標(biāo)(見表1)。
(2)每卷排水板濾膜接頭不多于1個,接頭搭接長度大于20cm。
(3)塑料排水板濾膜與板芯包覆應(yīng)緊密,無氣泡、無翹起、松動等現(xiàn)象。
(1)首先將路基50m寬度范圍內(nèi)的積水排除,并將原地面上淤泥、樹根、草皮、腐殖土全部挖除。
(2)在路基范圍內(nèi)按設(shè)計要求填筑6%灰土,形成雙向路拱,用輕型壓路機靜壓2~3遍,碾壓密實,并在道路邊線以外開挖縱向排水溝和用于固定密封膜的密封溝。
(3)按照測繪部門提供的導(dǎo)線點,放出道路中樁和施工范圍的軸線,然后采用鋼尺量距的方法定出每個樁位的中心位置,并做好明顯的標(biāo)記,樁位偏差小于15cm。
(4)打設(shè)塑料排水板。
a.塑料排水板插板機組裝完成后,嚴(yán)格檢查機械的使用性能和穩(wěn)定性,確保滿足施工要求。
b.插板機定位時管靴與樁位標(biāo)記的偏差應(yīng)控制在±70mm范圍內(nèi),插板機底部應(yīng)墊平,鉆桿應(yīng)垂直,鋼套管不得彎曲,以確保塑料排水板打設(shè)的垂直度。
c.施工前測量原地面高程,并準(zhǔn)確丈量鉆桿長度,在鉆架上設(shè)置深度標(biāo)尺,以便于控制深度。
d.將排水板經(jīng)導(dǎo)管從底部穿出、回折,與樁尖連接、拉緊,與管靴口貼緊,對準(zhǔn)樁位。管靴要起到將塑料排水板底部錨固在設(shè)計深度的作用。
e.開始插板時緩慢沉管,防止導(dǎo)管傾斜,導(dǎo)管入土深度距設(shè)計標(biāo)高2m時減慢插入速度,注意地質(zhì)條件變化。施工時應(yīng)跟蹤檢查鉆桿垂直度,如鉆架晃動過大應(yīng)暫停施工,調(diào)整好設(shè)備后再進(jìn)行套管沉設(shè),確保垂直度偏差不大于樁長的1.5%,回帶長度不得超過500mm,且回帶的根數(shù)不宜超過打設(shè)總根數(shù)的5%。
f.插板過程中禁止出現(xiàn)塑料排水板扭結(jié)、斷裂、濾膜破損等現(xiàn)象。板的長度包括:入土深度、砂墊層的厚度和外露長度,同時應(yīng)有一定的富余,不允許板在樁中接長,以保證塑料排水板的排水性能。
g.沉入導(dǎo)管至設(shè)計深度后緩慢撥出導(dǎo)管,塑料排水板和管靴留在土中,在冒出地表20cm處切斷排水板。
h.打設(shè)過程中應(yīng)逐板進(jìn)行自檢并按要求作好施工記錄,每根板的施工情況當(dāng)符合驗收標(biāo)準(zhǔn)時方可移機打設(shè)下一根,否則須在鄰近板位處補打。
i.一個區(qū)段塑料排水板驗收合格后,應(yīng)及時用砂墊層砂料仔細(xì)填滿打設(shè)時在板周圍形成的孔洞,并將塑料排水板埋置于砂墊層中。
j.為了確保軟基處理的效果,應(yīng)該合理安排插板的施工順序,先行施工一個區(qū)域四周的樁,形成一個封閉的區(qū)域,然后再逐漸往中心插板的順序進(jìn)行。
(5)開挖砂溝、埋設(shè)濾管。為了保證抽出的地下水順暢匯集并由濾管排出,在形成橫坡的灰土頂層開挖縱橫向砂溝,溝寬30cm,深30cm,并在溝內(nèi)埋設(shè)PVC濾管,濾管縱橫向相互連通。
(6)在溝內(nèi)和灰土頂層回填中粗砂,作為濾水使用,砂含泥量小于5%,砂墊層頂面應(yīng)平整?;靥顣r應(yīng)注意,不得將砂灌入塑料排水板內(nèi),以防止堵塞排水孔,施工時可采用膠布將排水口暫時封閉。
(7)在砂墊層上鋪一層土工布,然后再鋪2層聚氯乙烯密封薄膜。密封膜厚1.4mm,抗拉強度大于16 MPa,斷裂伸長度大于200%,薄膜結(jié)合處用粘結(jié)縫平搭接,搭接寬度不小于15mm。密封膜周邊埋入密封溝內(nèi),然后用8%灰土回填、夯實。
(8)排水管道穿越密封膜后,應(yīng)及時采用膠布或膠水將管道與密封膜的交接處封閉,確保密封、不透氣,然后將管道與真空泵對接。
(9)開啟真空泵抽氣,使密封膜內(nèi)形成真空負(fù)壓,軟基中的孔隙水向上滲出,經(jīng)排水濾管排至路基外側(cè)排水溝。
(10)隨著地下水的逐步排出,地基發(fā)生沉降,應(yīng)定期測量沉降量。當(dāng)連續(xù)五天實測沉降,每天地基沉降量小于2mm時,可以停止抽氣,進(jìn)行卸載。
(1)塑料排水板施工應(yīng)按“分項工程”進(jìn)行質(zhì)量評定,并分為“合格”和“優(yōu)良”兩個等級。
(2)當(dāng)符合下列條件時定為合格:
a.主要項目必須全部符合規(guī)程規(guī)定。
b.實測項目的測點實測值有70%及其以上在允許偏差范圍內(nèi),其余雖然超出允許范圍,但不影響正常使用。
(3)當(dāng)符合下列條件時定為優(yōu)良:
a.主要項目必須全部符合規(guī)程規(guī)定。
b.實測項目的測點實測值有90%及其以上在允許偏差范圍內(nèi),其余雖然超出允許范圍,但不影響正常使用。
采用塑料排水板加固軟土地基施工快、工期短,每臺插板機每日可插板15 000m以上,造價比袋裝砂井低。排水板斷面尺寸較小,施打排水板過程中對地基擾動小,而且材料具有良好的強度和延展性,適合地基變形能力而不影響排水性能,可在超軟弱地基上進(jìn)行插板施工。對于深厚的軟土地基加固,從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上考慮,采用塑料排水板幾乎是唯一經(jīng)濟(jì)、有效、可行的方法。因此,該施工方法近年來已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
[1]JTJ/T 257-96,塑料排水板質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)[S].
[2]JTJ/T 256-96,塑料排水板施工規(guī)程[S].
[3]CJJ1-2008,城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范[S].