劉明亮 廣州打撈局

隨著建筑市場(chǎng)的不斷發(fā)展，土地資源逐漸減少，各構(gòu)建筑物的標(biāo)高逐年提高，也就讓地基基礎(chǔ)的工程質(zhì)量要求越來越高。加上圍海造地，許多的地基處理需要采用真空預(yù)壓，而插打塑料排水板是真空預(yù)壓的關(guān)鍵工序之一。塑料排水板的施工質(zhì)量直接影響著地基處理的深度和效果，是軟基處理質(zhì)量控制的關(guān)鍵工作，而排水板回帶現(xiàn)象在整個(gè)地基處理行業(yè)中非常普遍，且在實(shí)際施工過程中各參建單位均不夠重視。為保障真空預(yù)壓施工質(zhì)量可控，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)造成塑料排水板回帶的原因進(jìn)行分析研究，采取措施使塑料排水板打設(shè)的回帶根數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求（回帶排水板根數(shù)不應(yīng)超過打設(shè)總根數(shù)的5%），為后續(xù)同類工程提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1.工程背景

該工程位于天津南港，紅旗路路基圍埝軸線、B02路基圍埝軸線、B03路基圍埝軸線及紅旗路路基圍埝軸線向南偏移300m形成工程邊界紅線。該工程?hào)|西方向長(zhǎng)2327.01m，南北防線寬300m。主要分為淺層地基預(yù)處理階段、第一級(jí)擋埝施工階段、深層軟基真空預(yù)壓處理階段、第二級(jí)擋埝施工階段四個(gè)施工階段，其中深層真空預(yù)壓處理是本工程關(guān)鍵性工序，塑料排水板打設(shè)是關(guān)鍵分項(xiàng)工程，也是本工程的重難點(diǎn)。

在吹填區(qū)吹填1.0m的砂性土墊層后采用真空預(yù)壓進(jìn)行地基處理，真空預(yù)壓處理面積為614791.89m，豎向排水體為B型塑料排水板，排水板工程量為13553064.93m，采用正方形布置，間距0.9m，A1～A17區(qū)板底標(biāo)高為-12m，施打深度18.7m。

根據(jù)《水運(yùn)工程塑料排水板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JTS 206-1-2009），塑料排水板打設(shè)時(shí)回帶的根數(shù)不宜超過總根數(shù)的5%；該規(guī)程設(shè)計(jì)文件要求：允許小部分塑料排水板（總量5%以下）回帶，但回帶長(zhǎng)度應(yīng)小于500mm。

2.塑料排水板回帶的原因分析

塑料排水板打設(shè)主要依靠插板機(jī)將排水板打設(shè)到設(shè)計(jì)深度，依靠土層中的土體對(duì)排水板的摩擦力使得排水板留在土體中而不隨插板機(jī)套管上拔被帶出，而材料質(zhì)量、施工工藝、機(jī)械類型、地質(zhì)土質(zhì)、施工環(huán)境等都可能造成排水板回帶，為確保充分了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題及措施效果，在施工現(xiàn)場(chǎng)選取了3個(gè)典型區(qū)域，即A-2區(qū)、A-9區(qū)和A-17區(qū)進(jìn)行排水板試插，對(duì)塑料排水板打設(shè)出現(xiàn)回帶情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見表1。

表1 塑料排水板回帶試驗(yàn)區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表

從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)場(chǎng)塑料排水板回帶情況嚴(yán)重，不滿足規(guī)范要求，必須采取措施減少回帶率。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、查看施工記錄等手段，分析從人、材、機(jī)、法、環(huán)五個(gè)方面研究可能造成塑料排水板回帶的主要原因，其因果圖見圖1。

圖1 塑料排水板回帶因果圖

通過對(duì)因果圖中的原因進(jìn)行排查，確定排水板操作人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員均接受過塑料排水板技術(shù)交底和培訓(xùn)，交底記錄齊全，同時(shí)操作人員均持證上崗，有從事過類似機(jī)械操作的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)施工均嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范及專項(xiàng)方案進(jìn)行，無違規(guī)操作現(xiàn)象發(fā)生；現(xiàn)場(chǎng)地勘布設(shè)點(diǎn)合理，地勘資料較為完善，復(fù)勘頻率滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；所選擇的塑料排水板供應(yīng)商是合格供應(yīng)商，采購(gòu)報(bào)批手續(xù)符合公司材料采購(gòu)程序；查材料進(jìn)貨記錄、送檢記錄，證實(shí)每批塑料排水板使用前均按《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS 257-2008）頻率進(jìn)行監(jiān)理見證取樣送檢，檢驗(yàn)報(bào)告顯示排水板質(zhì)量符合規(guī)范要求。

但在A-2區(qū)、A-17區(qū)位于吹填口附近因土體含水量較大（50%～60%），插打的排水板無法留在土體中，塑料排水板回帶率較高。樁靴與套管端頭密封不緊密，導(dǎo)致有淤泥進(jìn)入套管，套管被淤泥塞滿后回帶頻率顯著增加。

通過記錄A-2、A-9、A-17區(qū)三個(gè)典型區(qū)域排水板施工過程中的插板機(jī)拔管時(shí)間，計(jì)算了拔管速率，發(fā)現(xiàn)回帶率隨拔管速率減小而減小，當(dāng)拔管速率減小到一定程度后回帶率基本不變（詳細(xì)記錄見表2）。

表2 插板機(jī)拔管速率記錄表

通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（見圖2），可得出造成塑料排水板回帶的主要原因?yàn)椋孩贅堆ヅc套管端頭密封不緊密，淤泥進(jìn)入套管；②套管上拔速度過快；③土體含水量過大。

圖2 塑料排水板回帶原因排列圖

3.采取針對(duì)性的施工措施

造成塑料排水板回帶的主要因素有樁靴與套管端頭密封不緊密導(dǎo)致淤泥進(jìn)入套管和套管上拔速度過快等兩個(gè)方面，以上原因占總數(shù)的86%，只要解決這兩個(gè)因素的8 8.6%以上，回帶率將降至（1-86%＊88.6%）＊21%=5%以下，那么“回帶排水板根數(shù)不超過打設(shè)總根數(shù)的5%”的目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。

（1）針對(duì)土體含水量大，采取及時(shí)排水，確保下拉滑動(dòng)摩擦力大于上拉滑動(dòng)摩擦力。

1）挖排水溝排水：在地基處理區(qū)域50～100米為間隔用鉤機(jī)開挖一條高2米底寬1米的排水溝，利用水力梯度使土體中部分水流入排水溝，并在排水溝上每20米設(shè)一個(gè)集水井，集水井中安裝潛水泵，用水泵將水排出場(chǎng)地，從而減小土體含水量。

2）預(yù)留排水板時(shí)多層重疊折回：排水板預(yù)留折回時(shí)適量增加預(yù)留長(zhǎng)度，重疊后至于套管底部，增加排水板與土體的接觸面，從而增加下拉摩擦力以此降低回帶。如圖3。

圖3

3）進(jìn)料口加裝滾軸：在套管頂部進(jìn)料口安裝一個(gè)金屬或塑料滾軸，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，減小套管上拔時(shí)，排水板與進(jìn)料口之間的摩擦力。如圖4。

圖4

4）鐵皮代替樁靴：預(yù)留排水板折回時(shí)，穿過預(yù)先制作好的鐵皮上拉手式的鐵絲并折回，折回長(zhǎng)度約20cm～30cm，然后用大號(hào)訂書釘將其固定，操作人員拉緊排水板的另一端，使鐵片與樁靴底部緊貼，然后開始插板施工，其優(yōu)點(diǎn)主要在于當(dāng)套管插至較軟土層時(shí)，鐵片緊包套管底端，不易出現(xiàn)進(jìn)泥堵管現(xiàn)象，同時(shí)鐵皮與土體的摩擦力可增加排水板的下拉力；當(dāng)插至較硬土層時(shí)，鐵片可保護(hù)排水板，不易出現(xiàn)排水板斷裂現(xiàn)象。排水板穿鐵皮施工過程見圖5。

圖5

實(shí)施效果：通過開挖排水溝排除了大量水分，避免了插板過程中排水板孔洞大量出水，但排水溝開挖適合于含砂量較大的土質(zhì)，土質(zhì)為含砂量較小的淤泥時(shí)無法開挖形成排水溝；通過在進(jìn)料口加裝滾軸并在預(yù)留排水板時(shí)多層重疊折回，能有效的降低排水板的回帶量;使用鐵皮代替樁靴后回帶率大幅下降，能有效避免回帶的發(fā)生，但鐵皮為一次性消耗品，無法重復(fù)利用，施工成本增加。采取以上措施后回帶率顯著降低。

（2）針對(duì)樁靴與套管端頭密封不緊密，淤泥進(jìn)入套管，采取措施保證樁靴與套管端頭的密封性。

1）改造樁靴，加大與套管端頭貼合度：使用直徑8mm，長(zhǎng)度大于套管直徑10cm的廢鋼筋做樁靴（如圖6），將排水板從套管底部拉出，裹住鋼筋條，操作人員拉緊排水板的另一端，使被排水板裹住鋼筋條卡在套管底部的凹槽內(nèi)，然后進(jìn)行插板施工，插板完成后廢鋼筋條留在土層中。

圖6

圖7

2）定期空振套管，清除導(dǎo)管內(nèi)淤泥：在插板過程中每10～15根（空振頻率根據(jù)實(shí)際施工中的回帶情況進(jìn)行調(diào)整）進(jìn)行一次空振，通過振動(dòng)清除套管內(nèi)的淤泥。

3）套管上部安裝高壓水槍，沖洗套管內(nèi)淤泥：在套管頂部安裝一條高壓水槍，在插板過程中每施打10～15根（沖水頻率根據(jù)實(shí)際施工中的回帶情況進(jìn)行調(diào)整）排水板后拔出套管，使用高壓水槍自上而下沖洗套管內(nèi)的淤泥，套管內(nèi)淤泥洗凈后繼續(xù)插板施工。

實(shí)施效果：通過對(duì)預(yù)留排水板折回工序操作工藝的嚴(yán)格控制和采用與套管端頭貼合度更高的鋼筋條，提高了套管底部的密封性，回帶率顯著下降，同時(shí)，空振套管和在套管內(nèi)安裝高壓水槍，能高效地清除套管內(nèi)淤泥，減少回帶的同時(shí)提高了施工速度。

（3）針對(duì)套管上拔速度過快，通過試插確定回帶率最小的最佳拔管速率，嚴(yán)格控制拔管速率在最佳拔管速率以內(nèi)。

在排水板大面積施工前，根據(jù)地質(zhì)情況劃分排水板施工典型區(qū)域，按典型區(qū)域進(jìn)行試插，確定回帶率最小時(shí)的最佳拔管速率，以最佳拔管速率展開大面積施工。

實(shí)施效果：通過試插確定最佳拔管速率，排水板施工按最佳拔管速率0.32m/s勻速上拔，既保證了施工進(jìn)度，又有效降低了回帶率。

4.措施效果

針對(duì)排水板回帶現(xiàn)象，在該工程中有針對(duì)性地采取以上有效措施，使塑料排水板的回帶現(xiàn)象顯著降低，并在A-2、A-9、A-17區(qū)典型區(qū)域各記錄300根排水板的回帶情況，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見表3。

表3 采取措施后塑料排水板回帶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表

通過現(xiàn)場(chǎng)觀察記錄顯示，“樁靴與套管端頭密封不緊密導(dǎo)致淤泥進(jìn)入套管”造成回帶的發(fā)生頻率由原來的50%降低至24%，“套管上拔速度過快”造成回帶的發(fā)生頻率由原來的36%降低至18%，總回帶率從原來的21%降低至1.9%，合格率達(dá)到了98.1%，達(dá)到了“回帶排水板根數(shù)不超過打設(shè)總根數(shù)的5%”設(shè)計(jì)要求，提高了工程整體質(zhì)量，為企業(yè)樹立了良好的品牌形象，節(jié)約了塑料排水板約149萬米，節(jié)約工程成本約268萬元。

5.結(jié)語

本文針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)塑料排水板施打過程的回帶問題提出解決措施，充分考慮綠色文明施工，竭盡為業(yè)主服務(wù)，采取措施后有效地減少了排水板施打過程中的回帶量和補(bǔ)打排水板量，減少了材料的不必要浪費(fèi)，節(jié)約了施工成本，保證了塑料排水板的施打質(zhì)量，為今后同類施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，也為該項(xiàng)目后期真空預(yù)壓能夠達(dá)到設(shè)計(jì)效果打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。