软土地基边缘区域插打排水板施工方法

2021-05-06李宏权保利长大工程有限公司

珠江水运 2021年7期

◎ 李宏权保利长大工程有限公司

沿海大面积新近吹填软土地基一般采用真空或堆载预压法处理，即利用真空压力或堆载压力，使土体排水固结加固软土地基的方法，垂直排水系统一般采用塑料排水板。在实际施工中，插打排水板方法的选用以软土地基大部分区域适用性为依据，往往忽略了边缘区域的适用性，从而导致边缘区域的插打排水板难度大、质量不高，地基处理效果也不佳。

本文对新近吹填软土地基边缘区域进行了定义，从插板施工存在的问题出发，对软土地基边缘区域进行了分类，并从设备选用及插打工艺等方面探讨最优的插打排水板方法。

1.软土地基边缘区域定义及存在问题

本文中新近吹填软土地基边缘区域是指离软土地基边界10m以内、吹填淤泥层厚5m以内、底面为原有岸线且呈斜坡走向的区域。软土地基边缘区域存在以下问题：

（1）对于边界为原岸线、原养殖鱼塘等边缘区域，地形复杂，地层不规则，可能存在块石、杂填土等，插打排水板困难。

（2）边缘区域在吹填砂垫层时，吹填管线及出砂口无法均布，导致砂垫层厚度不均匀，局部垫层承载力不足，插板施工机械行走困难。

（3）高水位时，局部边缘区域可能被淹。

表1 软土地基边缘区域分类表

表2 三种插板设备性能参数分析表

2.软土地基边缘区域分类

根据新近吹填软土地基边缘区域的定义及存在问题，划分为插板容易、较难、困难及特别困难等四种区域类型，具体见表1。其中，边界为原填石岸堤、新近吹填砂袋岸堤等边缘区域，因岸堤斜坡作为岸堤基础的一部分，可不破坏，插板至岸堤斜坡面即可，该边缘区域看作无块石杂填层。

3.插板设备适用性分析

插打排水板的设备主要有三种，为挖掘机改装插板机、履带式插板机及门式插板机。三种插板设备的适用性指标参数分析见表2。

从表2分析对比可知，对于新近吹填软土地基边缘区域，场地有限，而门式插板机轨道行走需占用较大面积，且工效低，所以适用性较差。挖掘机改装插板机及履带式插板机各有优缺点，挖掘机改装插板机自重大，且插板需要振动，对地基承载力要求高，适用于砂垫层厚度足够及承载力好的区域。履带式插板机对地基承载力要求较低，且静压插板，适用于砂垫层厚度不均匀及承载力较差的区域。

4.插打排水板施工方法

4.1 插板容易区域施工方法

插板设备可选用挖掘机改装插板机及履带式插板机，采用常规的插板施工工艺施工。施工工艺为：施工准备→场地平整→测量放样→插板机就位→安装管靴→沉设套管至设计底标高→提升套管→剪断塑料排水板→移机至下一板位。施工时可结合中心区域的施工设备及方法共同施工。

图1 引孔装置图

4.2 插板较难区域施工方法

插板设备选用履带式插板机，采用常规的插板施工工艺施工。因砂垫层吹填不均匀，局部厚度不足，承载力局部较差，而履带式插板机重量较轻，且静压插板扰动少，对砂垫层的承载力要求不高，最适宜施工。施工过程中采用砂垫层局部垫板等措施防止设备履带局部下陷，影响插板垂直度。

4.3 插板困难区域施工方法

对于块石杂填层，层厚不大的区域采用挖掘机改装插板机进行振动插板，通过振动使套管穿透块石杂填层；层厚超过0.5m的区域，常规插板机已无法穿透，采用辅助引孔的插板施工方法，即在常规插板工艺前增加一道引孔工序。

引孔设备：在轻型履带挖掘机的基础上改造。引孔装置采用挖掘机上的破碎锤及实心钢棒改装而成，把160mm实心钢棒通过钎杆与破碎锤液压振动系统连接，引孔装置如图1所示。

引孔方法：带引孔装置的履带挖掘机在板位旁就位，引孔装置跟据板位振动下沉引孔，穿透块石杂填层，上拔完成。遇到大块石打不下去时，适当调整引孔间距，在轴线方向移位再引孔。

采用振动引孔时，振动力会影响砂垫层的承载力，适宜采用重量较轻且扰动少的履带式插板机共同施工。带引孔装置的履带挖掘机与履带式插板机在施工中前后紧跟，引孔完成后马上进行插板，防止孔洞受下一引孔振动影响时回堵。

4.4 插板特别困难区域施工方法

根据高低潮位的情况，选择低潮位且砂垫层上无水的时间段进行施工。

插板特别困难区域存在块石杂填层，对于层厚超过0.5m的区域，也采用辅助引孔的插板施工方法，与插板困难区域施工方法基本一致。但是，引孔振动对含水砂垫层的承载力影响很大，机械履带在振动作用下会陷入砂垫层中，且该区域的砂垫层局部厚度不足，甚至会陷入淤泥层中，对施工安全影响很大。因此，引孔插板须采取措施防止履带下沉，可采用板位跳跃及砂垫层上垫钢板的方法进行施工。

对插板特别困难区域的施工方法较复杂，施工工效低、成本高，可从源头上进行改进分析、降低施工难度。对于存在块石杂填层的原地貌无法改变，但在吹填淤泥及砂垫层时可适当提高回填高程，使砂垫层顶面处于高水位以上，这样插板特别困难区域可降为插板困难区域，插板施工容易很多。