丁錦彥

（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司海外分公司，廣東珠海 519000）

1 引言

“一帶一路”為國內(nèi)水利工程等基礎(chǔ)工程項(xiàng)目的建設(shè)帶來了更大的挑戰(zhàn)，對濱海、淺灘等區(qū)域的灘涂軟基處理技術(shù)也有了更高的要求。在灘涂軟基上方開展水利工程建設(shè)時(shí)，往往會出現(xiàn)地基沉降、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等影響工程建筑物穩(wěn)定性的問題。為此，工程單位需要利用施工技術(shù)對灘涂軟基進(jìn)行處理，而塑料排水板則是加固軟基的重要技術(shù)手段，其具有施工簡單、排水固結(jié)效果良好、效率高、成本低、耐久性強(qiáng)等特點(diǎn)，在國內(nèi)眾多于灘涂軟基上方開展的水利工程中得到廣泛應(yīng)用。

2 塑料排水板施工方法概述

塑料排水板施工技術(shù)是對灘涂軟基進(jìn)行排水固結(jié)處理的重要技術(shù)手段，主要通過操作插板機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖1 所示，對特制的排水板進(jìn)行振沖，將其插設(shè)于孔隙比高、壓縮性高、土層深厚且含水量高的軟土地基內(nèi)部，通過將砂墊層鋪設(shè)于上層完成水平方向的排水操作。通過對砂墊層上施加應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生超孔隙水壓力。超孔隙水壓力與地基中孔隙水壓力共同作用，將土壤孔隙中的水分從砂墊層和塑料排水板中排出，從而導(dǎo)致孔隙水應(yīng)力降低。依據(jù)太沙基理論可以得出，軟土地基中的土顆粒之間持續(xù)的有效應(yīng)力傳遞促使孔隙水應(yīng)力降低并轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力，提高了軟基的排水固結(jié)效率和地基的承載能力。

圖1 塑料排水板插板機(jī)示意圖

3 影響塑料排水板施工效果的關(guān)鍵因素

3.1 塑料排水板布置間距

灘涂軟基加固效率和固結(jié)程度與排水板的間距布置情況有關(guān)，在一定的土質(zhì)條件下，間距越小，排水固結(jié)效果越明顯。相關(guān)研究表明，在一定范圍之內(nèi)，塑料排水板間距縮短可以有效提高排水固結(jié)的效率。但是，間距降低到0.7 m 之內(nèi)時(shí)，排水板布置間距這一因素難以發(fā)揮出明顯的效果。為此，現(xiàn)場施工人員需要綜合軟土地質(zhì)、施工技術(shù)要求、工期等實(shí)際情況對布置間距進(jìn)行合理選擇，有效提升塑料排水板這一技術(shù)的應(yīng)用效果。

3.2 打設(shè)深度

在打設(shè)塑料排水板的過程中，施工人員需要結(jié)合附加應(yīng)力、土層分布等對打設(shè)深度進(jìn)行合理控制，有效提升排水固結(jié)效果。例如，廣珠準(zhǔn)高速鐵路項(xiàng)目中，某項(xiàng)針對軟土路堤的測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軟土地基固結(jié)程度不高時(shí)，打設(shè)深度的影響效果不明顯，但在固結(jié)完畢之后，影響效果明顯。在工程建設(shè)期間，施工人員可以為排水板設(shè)置測量裝置，對打設(shè)深度進(jìn)行有效控制，從而提升排水固結(jié)效果。

3.3 井阻及涂抹作用

在利用塑料排水板對灘涂軟基進(jìn)行加固處理時(shí)，涂抹效應(yīng)以及井阻效應(yīng)會對土體滲流效率產(chǎn)生阻礙效果，影響排水固結(jié)效率。針對較長的塑料排水板，施工人員需要重點(diǎn)考慮井阻效應(yīng)對排水板滲流效果的影響，在施工過程中對排水板濾膜以及截面類型進(jìn)行合理控制，確保排水板通水效果符合施工要求。此外，涂抹效應(yīng)與土體特性存在一定關(guān)聯(lián)，排水固結(jié)效果與涂抹比以及滲透系數(shù)存在較大關(guān)聯(lián)，而且相關(guān)參數(shù)越高，則涂抹效應(yīng)產(chǎn)生的影響越大。同時(shí)，排水板間距也可以對涂抹效應(yīng)產(chǎn)生一定影響，間距越小則涂抹效應(yīng)影響越大。

4 塑料排水板施工材料及設(shè)備應(yīng)用

建設(shè)單位需要在施工前對塑料排水板材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，確保排水板不存在扭結(jié)、濾膜臟污、濾膜破損以及芯板斷裂等問題，避免將質(zhì)量不合格的材料應(yīng)用到排水固結(jié)施工中。在存放排水板時(shí)，施工人員需要使用庫房存儲或覆蓋相應(yīng)的防護(hù)材料，避免排水板長時(shí)間接觸空氣而出現(xiàn)老化等影響材料性能的問題。一般而言，在利用塑料排水板對灘涂軟基進(jìn)行排水固結(jié)施工時(shí)，施工單位提出使用插板船以及插板機(jī)2 種類型的機(jī)具，分別用于水下和干地施工。當(dāng)前，國內(nèi)主要有龍門架式、履帶式、挖掘機(jī)改裝式以及軌道式等多種不同類型的插板機(jī)，施工人員需要結(jié)合軟基地質(zhì)條件、施工區(qū)域大小、技術(shù)要求等合理選擇機(jī)械類型。插板機(jī)主要有圓形、扁形以及菱形3 種套管，斷面的尺寸和形狀需要符合排水板打設(shè)深度、剛度、豎直度等參數(shù)要求。插板機(jī)套管的打設(shè)端需要選擇細(xì)小類型的，避免拔管過程中出現(xiàn)回帶問題。在灘涂軟基處理施工中，施工人員通常需要選擇圓形或扁形套管的龍門架式插板機(jī)或者軌道式插板機(jī)。

5 塑料排水板的主要應(yīng)用工藝

5.1 鋪設(shè)隔離層

在清理灘涂軟基上方的雜物垃圾外，施工人員還需要在軟基上鋪設(shè)土工布或編織布，形成砂墊層與灘涂軟土之間的有效隔離層，避免排水通道堵塞等問題。在鋪設(shè)隔離層期間，施工人員需要沿橫向鋪設(shè)土工布，并盡可能使用整片布料鋪設(shè)，避免搭接鋪設(shè)影響鋪設(shè)效率。在土工布搭接過程中，施工人員需要合理控制搭接量，避免搭接長度＜1 m。在鋪設(shè)完成后，施工人員需要對褶皺、扭曲、緊繃等問題快速處理，并將其固定牢靠，同時(shí)，還需要盡快覆蓋材料進(jìn)行防護(hù)，避免隔離層暴露時(shí)長超過48 h。

5.2 攤鋪下層墊層

下層墊層的鋪設(shè)材料主要選擇碎石或卵石，按照設(shè)計(jì)要求對其厚度進(jìn)行合理控制，起到透水、找平以及穩(wěn)固插板機(jī)的效果。一旦墊層攤鋪不均勻，在使用插板機(jī)施工時(shí)，將會出現(xiàn)隔離層受力不均勻，土工布鼓出的情況。針對這一問題，施工人員需要將鼓出的軟土挖出并在2 倍鼓出面積的區(qū)域內(nèi)依次鋪設(shè)土工布和碎石墊層。

5.3 排水板打設(shè)

施工人員需要在排水板打設(shè)之前確定打設(shè)深度，通過間隔10 m 選擇試點(diǎn)的方式打設(shè)3～5 塊塑料排水板，掌握排水板打設(shè)機(jī)械、技術(shù)在施工區(qū)域的應(yīng)用情況，便于后續(xù)開展大范圍的施工操作。施工人員需要按照平面布置圖對排水板打設(shè)位置進(jìn)行合理控制，對于板位偏移幅度不小于30 mm 的排水板，施工人員需要進(jìn)行補(bǔ)打。塑料排水板及其施工現(xiàn)場如圖2 和圖3 所示。

圖2 塑料排水板圖

圖3 塑料排水板施工圖

施工人員需要對打設(shè)深度和排水板布置間距合理控制，通過抽樣檢測的方式確認(rèn)間距誤差，避免間距超出150 mm 誤差范圍。打設(shè)深度需要結(jié)合回帶允許長度、打設(shè)長度、外露長度進(jìn)行合理控制。其中，外露長度需要大于20 cm，回帶允許長度需要小于50 cm。在控制打設(shè)深度時(shí)，施工人員可以采取查刻度數(shù)值法、測深儀檢測法以及油漆標(biāo)記法進(jìn)行控制。

工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在套管下插之前，施工人員將套管扶住并對準(zhǔn)板位可以有效控制偏差問題。在拔出導(dǎo)管時(shí)，排水板容易被一同拔出，導(dǎo)致排水板處理深度與實(shí)際需求不符，影響灘涂軟基的排水固結(jié)效果。在導(dǎo)管拔出的過程中，施工人員需要對排水板回帶長度以及回帶處理進(jìn)行嚴(yán)格控制，當(dāng)回帶長度超出50 cm 或出現(xiàn)回帶現(xiàn)象的導(dǎo)管根數(shù)超過總導(dǎo)管數(shù)的5%時(shí)，需要補(bǔ)打排水板。一般而言，施工人員可以提升打設(shè)深度，使得排水板超出軟土區(qū)域進(jìn)入硬殼層，確?；貛е蟮呐潘逡廊晃挥谠O(shè)計(jì)要求的位置。在施工區(qū)間，施工人員也需要做好排水板豎直度的控制工作，盡可能避免豎直度偏離完全垂直狀態(tài)1.5%以上的豎直度。針對豎直度控制期間缺乏控制標(biāo)尺的情況，施工人員可以采取將垂球懸掛在導(dǎo)管架（插板機(jī)）的方式進(jìn)行控制。一般而言，垂直度主要與下墊層平整度存在關(guān)聯(lián)，施工人員可以從這方面入手進(jìn)行控制。

5.4 軟件加固期間的注意事項(xiàng)分析

排水板往上方排水期間，一些細(xì)土顆粒將會沿著包在排水板外部的濾膜侵入芯板，堵塞芯板，使得排水通道的功能受到影響。同時(shí)，濾膜中也會滯留一部分細(xì)小的土顆粒，降低排水板的滲透性能，減緩了排水板滲流土內(nèi)水分的速率。為了確保后續(xù)的沉降控制效果不會受到排水板淤堵問題的干擾，施工人員需要在濾布和芯板選取的過程中做好控制，盡可能應(yīng)用可降級的芯板以及防淤堵性能高的濾布，實(shí)現(xiàn)對上述問題的有效緩解。此外，施工人員也可以通過提高開孔率的方式強(qiáng)化濾布的性能，降低淤堵概率。

6 結(jié)語

塑料排水板技術(shù)可以有效提升灘涂軟基的排水固結(jié)效果。一般而言，在灘涂軟基處理施工時(shí)，施工人員應(yīng)該選擇圓形或扁形套管的龍門架式插板機(jī)或者軌道式插板機(jī)，嚴(yán)格按照要求對隔離層和砂墊層進(jìn)行鋪設(shè)，避免出現(xiàn)鼓包等問題。在具體應(yīng)用過程中需要對打設(shè)深度、布置間距等合理控制，避免超出誤差允許范圍。