何永興，王留濤，李明濤，曹 鵬，王德臣

1中國(guó)石油管道局工程有限公司國(guó)際事業(yè)部，河北 廊坊

2中國(guó)石油管道局工程有限公司第五工程公司，河北 任丘

1.引言

豎向PVD排水板排水法是排水固結(jié)法的一種形式。該方法使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。使構(gòu)筑物在使用期間不產(chǎn)生不利的沉降或沉降差[1][2]。PVD排水板排水法以其施工工期短，沉降量小、穩(wěn)定性好、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)在軟土基處理工程中占據(jù)了舉足輕重的地位[3]。

緬甸成品油庫(kù)項(xiàng)目為場(chǎng)區(qū)標(biāo)高6.0 m以下為淤泥層，淤泥深度為22~24 m；標(biāo)高6.0~10.0 m為沙回填層，需要地基處理場(chǎng)區(qū)面積約為10 × 104m2。采用PVD排水板和沙墊層組合的施工方法加速了地基固結(jié)速度，有效提高了地基的承載力和穩(wěn)定性，縮短了施工工期，取得了良好的效果。

2.技術(shù)原理及特點(diǎn)

2.1.技術(shù)原理

利用插板機(jī)械在含水量大、孔隙比大、壓縮性高、深厚的軟土地基中插設(shè)具有良好透水性的PVD排水板，在軟土地基中形成豎向的排水通道，在排水管道上部鋪設(shè)沙墊層形成水平排水通道增加排水性能。在上部附加荷載(如預(yù)壓堆載、沙墊層等)的作用下，在軟土地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力。軟土地基中的孔隙水應(yīng)力和附加應(yīng)力引起的超孔隙水應(yīng)力隨著孔隙水排出而降低，地基的孔隙水含水量也隨之降低，從而增加了土體密實(shí)度，使軟土地基在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的固結(jié)度，大大減小地基處理后構(gòu)筑物的沉降。

2.2.技術(shù)特點(diǎn)

1)PVD排水板可在超軟弱地基上進(jìn)行施工，適用于淤泥、粉土及飽和性土等軟土地基。

2)PVD排水板施工快、工期短，每臺(tái)插板機(jī)每日可插板35000 m以上。尤其對(duì)于深厚的軟土地基進(jìn)行加固時(shí)，可大大縮短施工工期。

3)PVD排水板由廠家批量生產(chǎn)，質(zhì)量均勻易控制，具有良好的濾水、透水和排水性能，適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng)，不影響排水性能；材料重量輕，搬運(yùn)方便，施工質(zhì)量易控制和檢查；PVD排水板的斷面尺寸小，插入時(shí)對(duì)地基土擾動(dòng)小，連續(xù)性好；施工機(jī)械簡(jiǎn)單，施工速度快，施工場(chǎng)地整潔。

3.操作要點(diǎn)

3.1.施工準(zhǔn)備

3.1.1.回填沙場(chǎng)地驗(yàn)收

按照?qǐng)龅貥?biāo)高設(shè)計(jì)要求，對(duì)回填沙用設(shè)備進(jìn)行平整，回填沙頂部標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1.2.技術(shù)準(zhǔn)備和測(cè)量放線

1)根據(jù)設(shè)計(jì)給定的處理長(zhǎng)度、寬度及板距計(jì)算出布設(shè)的排數(shù)和列數(shù)。

2)劃分各施工區(qū)域，用全站儀測(cè)放各區(qū)域控制點(diǎn)，各區(qū)控制點(diǎn)插紅色小旗同時(shí)打下木樁并標(biāo)明控制點(diǎn)編號(hào)。

3)在已放樣確定的范圍內(nèi)，用經(jīng)緯儀和50 m鋼尺按圖紙布置測(cè)放出PVD排水板打設(shè)板位(測(cè)放誤差控制在 ± 50 mm以內(nèi))，邊角處排水板可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整，并用竹簽或排水板芯等插入沙墊層作標(biāo)記。

4)做排水板布樁圖和施工記錄表格，向現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和要求，做好施工記錄，防止遺漏。

3.1.3.插板設(shè)備組裝調(diào)試

緬甸成品油庫(kù)項(xiàng)目插板設(shè)備采用挖掘機(jī)改裝液壓靜壓式插板機(jī)，將普通挖掘機(jī)卸掉小臂后，加配高25 m的專用活動(dòng)插板架，利用挖掘機(jī)自身的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)插板機(jī)側(cè)面鏈條傳動(dòng)，插板機(jī)上的樁管芯將PVD排水板送入地下，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，插板機(jī)前下腳會(huì)離地，證明已插到硬土層。上拔樁套管，割斷PVD板，移機(jī)轉(zhuǎn)入下一根樁位。

3.1.4.場(chǎng)區(qū)沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置

在PVD排水板安裝前需提前埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，排水期間，沉降量小于15 mm時(shí)，每3天觀測(cè)1次，沉降量大于15 mm時(shí)，需每天觀測(cè)，每月定期進(jìn)行月沉降報(bào)告總結(jié)，驗(yàn)證PVD插板后場(chǎng)地沉降效果是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1.5.集水井安裝和場(chǎng)區(qū)排水溝

PVD排水板處理軟土地基需要裝大量的集水井，并開挖縱、橫向排水明溝，溝底鋪PVD布防滲，及時(shí)將井內(nèi)的積水抽出。集水井底標(biāo)高為6 m，間距50 m (長(zhǎng)度和寬度方向各50 m)，井深4 m，井直徑為600 mm，采用透水性良好的混凝土管組裝，外側(cè)用紗網(wǎng)包裹。

3.2.打設(shè)PVD排水板

PVD排水板施工順序?yàn)椋憾ㄎ?→ 將PVD排水板通過(guò)導(dǎo)管從管靴穿出 → 將PVD排水板與樁尖連接貼緊管靴并對(duì)準(zhǔn)樁位 → 插入PVD排水板 → 拔管剪斷PVD排水板。

1)PVD排水板導(dǎo)管靴與樁尖均采用圓形。樁尖平端與導(dǎo)管靴配合要適當(dāng)，避免錯(cuò)縫，防止淤泥在打設(shè)過(guò)程中進(jìn)入導(dǎo)管，增大對(duì)PVD排水板的阻力。

2)PVD排水板入土深度以穿透淤泥層為準(zhǔn)，實(shí)際打入深度不得小于設(shè)計(jì)深度。PVD排水板接長(zhǎng)時(shí)，采用濾膜內(nèi)芯板平搭接的連接方式，搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于20 cm。打設(shè)后的PVD排水板的垂直度偏差應(yīng)控制在1.5%以內(nèi)，打設(shè)過(guò)程中應(yīng)保證排水帶不扭曲，透水膜不被撕破和污染。

3)PVD排水板打設(shè)完畢后，剪斷多余的部分，剪斷時(shí)應(yīng)保證沙墊層以上的外露長(zhǎng)度至少為20 cm，使其與沙墊層貫通，保證排水順暢。

3.3.堆載預(yù)壓

為取得良好的固結(jié)沉降效果，在回填沙過(guò)程中，堆沙的高度超出設(shè)計(jì)場(chǎng)地標(biāo)高2 m，超出設(shè)計(jì)標(biāo)高的回填沙作為上部壓載的荷載。堆載預(yù)壓時(shí)間一般不少于30 d，上部荷載的移除時(shí)間應(yīng)結(jié)合地基沉降的數(shù)據(jù)是否滿足設(shè)計(jì)沉降要求來(lái)確定。

3.4.插板完成區(qū)域排水

插板完成后，及時(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)的集水井進(jìn)行抽排水，淤泥層中的水通過(guò)PVD插板排至沙層內(nèi)，通過(guò)集水井將水抽出匯至縱橫向排水明溝內(nèi)，加速地基固結(jié)沉降。

4.質(zhì)量控制措施

1)為保證沙墊層具有良好的透水性能，在插板過(guò)程中提供足夠的支承性能，沙墊層應(yīng)采用含泥量小于5%的中粗沙，且不含有機(jī)雜質(zhì)，碾壓密實(shí)。

2)嚴(yán)格按施工圖設(shè)計(jì)的位置、間距進(jìn)行測(cè)放PVD排水板插設(shè)位置，并作好標(biāo)識(shí)，嚴(yán)禁隨意施插。

3)樁尖與套管要配套，避免淤泥進(jìn)入套管。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，必須及時(shí)清除，以免塑料板與套管壁間的摩擦力增大帶出塑料板。

4)嚴(yán)格檢查PVD排水板的回帶長(zhǎng)度，當(dāng)其超過(guò)50 cm時(shí)，必須在相鄰板位處補(bǔ)打一根，且回帶的根數(shù)不宜超過(guò)打設(shè)總根數(shù)的5%。

5)為確保PVD排水板打設(shè)深度，插板機(jī)塔架上應(yīng)設(shè)有明顯的進(jìn)尺標(biāo)記，以控制排水板的打設(shè)深度。

5.結(jié)語(yǔ)

緬甸成品油庫(kù)項(xiàng)目經(jīng)沉降觀測(cè)表明，在插板1年后，沉降量達(dá)到720 mm，符合預(yù)期理論計(jì)算結(jié)果。相較于換填法、靜置固結(jié)法，節(jié)省了工期，大大降低了施工成本。PVD排水板在該項(xiàng)目的成功應(yīng)用為今后類似軟土地基處理提供了技術(shù)借鑒和參考。