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摘要：作为一种软土地基的处理方式，塑料排水板处理方式主要是指通过塑料排水板排空地基中的水，进而加速地基的固结沉降速度，最终使得地基的强度得以提高。由于塑料排水板具备投资成本低、施工相对简单等优势，在当下的公路建设过程中得到了较为广泛的应用。本文将结合高速软土路基处理工程实例，分析塑料排水板的具体施工过程，并对其沉降观测和加固效果进行论述。
关键词：塑料排水板；软土路基；施工技术
塑料排水板是软土路基加固处理的一种施工技术。这种施工技术的工作原理为采用插板机将带状塑料板插入到软土中，然后通过对地基表面堆载预压的方式，将软土中的水沿着塑料板通道排出，从而对软土路基起到固结作用。塑料排水板施工技术是在砂井排水法和纸板排水板的基础上发展而来的。塑料排水板施工技术具有施工操作简单、施工速度快、工程造价低、加固效果明显等特点，因此在高速公路、水工以及工业和民用建筑工程软土路基处理中广泛应用。
一、工程概况
本工程为温州绕城高速公路西南线工程第七合同段施工建设项目。在该高速公路的某一路段内存在软土问题。软土的构成主要包括两个：一是淤泥、二是淤泥质土，另外局部还会存在碎石淤泥和夹粉砂层的淤泥质土。在正常的情况下，软土的深度为1.5m处，厚度在5～17m之间。如表所示为本工程软土的基本物理参数。该工程需要加固的面积达到26640m2，塑料排水板一共设置了18500根，平均深度为30m。铺设的土工织物的面积高达26640m2。
二、塑料排水板施工工艺
本工程中进行塑料排水板的施工，其具体的施工工艺主要是先进行铺设砂砾排水垫层，再进行插塑料排水带，最后再进行铺设土工织物。
1、铺设砂砾排水垫层。开挖排水沟要在路基测量放样完成后。并在进行施工之前对路基的草皮和表面土层进行清理，并疏干路基地表水。对于砂砾排水垫层的施工主要采取人工的形式进行，必要时可以辅助小型的机械。铺设砂砾时要控制砂砾的厚度，正常情况下要控制在300mm以内。砂砾石的最大粒径应控制在50mm以内，对于其中5mm的粒径含量应控制在35%以内，小于0.5mm的粒径含量应控制在12%以内。砂砾排水垫层压实完成之后，其渗透系数应控制在1×102cm/s。
2、插塑料排水带。本工程进行塑料排水带插带施工采用自制轨道式插带机。在具体的施工过程中，插带机的方向是沿着路面轨道的纵向进行。塑料排水带主要由两个部分组成，它们分别是板芯和滤模。一般来讲在压力的作用下，土层中的水分会通过滤膜渗入到带有沟槽的板芯中，然后通过沟槽从排水垫层中排出。在插带施工过程中，要先将机架支好，然后将塑料排水带安装在机架上，再将排水带通过套管从管靴中穿出、回折，最后固定在桩尖上。为了提高排水的效率，不得采用搭接的方式进行排水带的连接。在开始进行插带施工时，应缓慢的进行沉管，这样可以有效地避免套管出现倾斜的问题。在插带施工中，应严格控制好插入速度。如果入土深度距设计标高2m时，要适当减慢速度。在具体的工作中要及时观察，必要时要做好记录。当施工达到设计深度时，就可以缓慢的拔出套管，在地面上350mm的位置处将排水带剪断。对于套管拔出过程中带出的土体，应及时将其清除，采用砂砾进行填实，然后将排水带埋设在砂砾排水垫层中。
3、铺设土工织物。铺设土工织物的主要目的就是排水、反滤和加固，另外铺设土工织物还可以有效的提高路基的承载力和稳定性。在土工织物的铺设施工中，应遵循以下的要求：①当土工织物铺设完成之后，应立即在其上覆盖一层粘土，其厚度控制在300mm。②进行横向铺设土工织物时，要保证织物平整，不能出现出现褶皱、扭曲等问题。要严格控制土工织物之间的纵向搭接，正常的宽度应该控制在300mm以上，横向两端的回折长度应控制在2m。③在铺设完成的土工织物上面要保持清洁，不能随便堆放物品。④在整个施工过程中，要不断地进行检查，如出现工程质量问题，特别是折损、刺破以及撕裂等现象出现时，要及时进行修补或重新施工。修补的范围应控制在至少300mm的范围以上。⑤对于多层织物上下搭接时，接缝应相互错开至少500mm以上的距离。
三、填筑预压荷载
在压力的作用下，软土路基中的水分会被排出，从而可以有效地提高路基土的抗剪强度。此外，随着预压荷载的增大，剪应力也会随着提高，在剪切蠕变的条件下，土体强度可能会出现衰减。因此，在填筑预压荷载过程中，应严格控制好加荷速度，避免加载速度过快而导致地基土出现剪切破坏的问题。在预压荷载施加之前，应进行稳定性分析，同时在加荷的过程中，采用原位监测的方式控制加荷速率。
1、地基稳定性分析。要分级对工程的预压荷载采取试验，本工程主要采取的是路基分层填筑的方式进行。本工程采用地基稳定的安全系数K对地基土的稳定性进行分析，当稳定性超过1.1时，即可进行下一级荷载的施工。
2、监测系统。1）地表沉降监测。对地表沉降量的观测采用地面沉降板。一般情况下，应将沉降板设置在路基中线，沉降板的间距应控制在2cm。在施工过程中，每进行一层路基的填筑，均应对其进行一次的观测。在填筑施工的间歇时间内，应每3d进行一次观测。沉降速率应控制在15mm/d以内。如果沉降速度超过要求，则应立即停止施工，以防地基土出现失稳的问题。2）边桩水平位移观测。一般情况下边桩埋设在边坡的趾部以及其外缘10m处，边桩的设置距离应与沉降板的设置距离相同。边桩的外露长度应控制在15mm以上，埋入深度应控制在1.4m以上。水平位移和沉降的观测应同时进行。每天水平的位移量应控制在3mm以内，如果超过要求，则应立即停止填筑施工。在预压荷载施工完成之后，应按照频率进行观测。当填料全部卸除，沉降完成之后即可结束水平位移和沉降的观测。
四、塑料排水法的加固效果
1、固结度理论的计算。在塑料排水法中，对于其固结度的计算采用砂井地基的固结理论和计算方法，如表所示为计算得到的某些路段的理论固结度。
2、卸载标准。在塑料排水法中，所确定的卸载标准有以下三种情况：①地面的总沉降量达到预压荷载最终沉降量的80%以上。②理论计算的地基固结度达到80%以上。③地面沉降速度连续三个月每月8mm以下。如表所示为某些路段的观测沉降量。
在公路软土路基中插入塑料排水板，对地基表面堆载预压，从而软土中的水沿着塑料板通道排出，达到软基加固效果。通过结合某高速公路施工建设项目，针对该公路软基存在淤泥和淤泥质土，对其采取塑料排水板固结处理，系统地探讨该工程塑料排水板施工技术措施。从本工程实施效果来看，通过采取塑料排水板固结后的软基，其强度得到有效提高，同时减小路段软基沉降，为同类工程提供参考实例。
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论文作者:彭进情
论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期
论文发表时间:2017/7/5
标签：塑料论文; 预压论文; 地基论文; 砂砾论文; 织物论文; 土工论文; 排水板论文; 《防护工程》2017年第4期论文;