以地质等值线控制排水板打设深度施工

2020-10-15林皆良吴松华

浙江水利科技 2020年5期

詹领，林皆良，吴松华

（中交水利水电建设有限公司，浙江宁波 315200）

1 工程概况

温州港状元岙港区二期工程第02标段位于温州市洞头区状元岙西北侧，东侧紧邻已建的状元岙港区一期工程。陆域形成面积约 44.1 万m2，陆域南北向平均纵深约 800 m，东西向宽约 970 m，场地内主要布置集装箱堆场、道路、管理区、生产辅助区等配套设施。前期软基处理的好坏将直接影响后期堆场的使用。

塑料排水板作为地基处理的一种方式，广泛运用于各工程中[1-5]。本工程利用砂垫层与塑料排水板建立排水系统，再利用开山石料进行堆载预压，将淤泥质黏土层中的水分排出，起到排水固结作用[6]。塑料排水板插打面积约37万m2，总长度达到约700万m。选用C型塑料排水板，插板间距为1.20 m，露头0.20 m，正方形布置，板底高程须满足设计要求，采用陆上插板，砂垫层顶高程为2.00 m。

塑料排水板施工技术要求中规定，塑料排水板插设以穿透Ⅳ1-2淤泥质黏土层并进入灰黄色黏土层0.50 m为控制标准，实际插板长度、范围可根据现场地质情况作适当调整。依据设计图塑料排水板以插板底高程以及区域的不同划分为I - A区～ I - V区共18个分区（见图1）。

图1 塑料排水板分区图

2 打设深度控制

2.1 现状分析

设计图纸中排水板深度为平均值，仅是参考值，无法进行现场控制。地勘孔位底高程变化大（见图2），LK33孔位与LK34孔位间距100 m，LK33孔位Ⅳ1-2淤泥质黏土层底高程为- 25.65 m，而LK34孔位Ⅳ1-2淤泥质黏土层底高程为- 9.23 m，底高程相差16.42 m。经计算得出，此断面塑料排水板平均每间隔6.10 m（6根排水板间距），底高程或板长就相差1.00 m，导致每根排水板深度均不相同。若以设计提供的分区汇总表进行统一的底高程控制，无法指导塑料排水板的施工。同样LK34孔位与LK35孔位也存在此类现象。

图2 典型地勘孔位剖面图

因地质勘探孔位局限，如I - B区设计底高程为-11.40 m，但施工中部分区域只能打至-7.00 m，而局部区域又能轻松打至-20.00 m，实际施工与设计指标偏差过大。仅以现场人为控制或经验法施工，打设深度难以控制，质量无法保证。因此，为满足施工要求，在本工程施工中采用以等值线[7]控制排水板打设深度的方法。

2.2 绘制等值线图

利用Surfer等相关制图软件根据地勘孔位的三维坐标生成Ⅳ1-2淤泥质黏土层底标高等值线（以1.00 m为等值距，相邻两等值线的高差为1.00 m），并用CAD软件将生成的等值线按原坐标导入到塑料排水板分区图中，标识出各个区块塑料排水板应打设的底高程控制线（见图3）。

图3 排水板分区等值线图

2.3 现场施工

2.3.1 机械选择

工程插板深度在6.00 ～ 33.00 m不等，在插打深度上变化较大，目前能够满足本工程施工要求的主要是履带式插板机与钢轨式插板机。履带式插板机优点在于灵活性，缺点是施工效率不高，每插打一根排水板便要挪动机位，并且打设深度越大越不易控制垂直度。钢轨式插板机优点在于施工效率高，缺点是对场地的要求较高，一般只适用于基础面起伏不大的场地。本工程砂垫层整平后场地较为平整，并考虑到施工效率问题，因此选择钢轨式插板机。

2.3.2 现场交底

施工前，由专人对每台插板机做好区域规划与现场放样，并根据地质等值线图做好排水板插深交底。图4为1#与5#插板机的现场交底单。1#插板机由北向南插打深度依次为25.00，28.00及32.00 m，5#插板机在同一等值线内深度为28.00 m。局部等值线变化较大的应注明各深度具体插打排数。

图4 现场交底单图

2.3.3 质量控制

为更好地掌握施工区域内不同的地质情况，确定相应的插设深度。施工前对不同区块的排水板进行试打，以获取单根排水板的施工时间和工艺等相关参数，最后再进行批量施工。

以地质等值线为控制指标必然会存在同一断面中每根排水板深度均不相同的现象。因此必须做好原始数据的采集与处理，保证溯源性，使现场打设的与施工记录能够一一对应。具体实施如下：①每日施工结束后，对各台插板机当日的施工首末排做好现场标记（在排水板上写明插板机编号、走向以及施工日期，并喷上油漆，见图5）；②由测量人员使用RTK对当日施工区域进行采集打点，导入CAD中做好记录；③要求施工班组定时将每日记录的排水板刻度值上报项目部，再由资料员进行现场抽检核对与数据处理，最终将刻度值换算成板长。

图5 现场排水板标记图

本工程塑料排水板总数为22万根，数据处理工作量大。从精细化管理方面出发，通过计算可得出每台插板机每日的施工效率与损耗率，便于原材料管理。同时可根据不同机械的施工效率做好原材料出库与领用记录，有利于成本管控。

3 存在的问题及改进措施

3.1 存在的问题

3.1.1 计量控制

本工程地勘孔位呈正方形布置，横纵间距约100 m，部分小的排水板区块未设置地勘孔位，绘制的等值线图只能粗略的标识整体地貌，对于局部地势起伏较大的区域也无法准确反映。因此对地质情况复杂的区域应提前进行补勘，通过补充钻孔来确认或校正等值线的准确性。如果在施工过程中遇到问题再补勘，不仅造成人员、机械窝工，增加成本，同时影响工期。在正常情况下，地勘越密，等值线越准确。同时，以等值线控制插打深度还存在其他不确定性，如地勘资料中钻孔并非完全正确反映地质实际情况时，计量应以实际深度为准。

3.1.2 控制指标

虽然是以地质等值线为控制标准，但出现异常情况时，应确定一些具体的控制参数，如：停锤标准、容许偏差等，否则仅以地质等值线一个指标难以控制现场实际的施工质量。

3.1.3 深度控制

塑料排水板打设深度的控制，同时还受到客观与主观因素的影响。客观方面主要受机械设备、地质等值线准确性等方面的制约。主观方面主要受施工交底是否全面细致、作业人员的职业操守以及管理人员的监管程度等影响。

3.2 改进措施

3.2.1 穿透硬层措施

本工程地勘时间为2014年，局部存在较大变化。以LK34号孔位为例，上部砂垫层较厚，经过长时间的蠕动变形，下部5.00 m厚的流塑状淤泥质黏土经过挤压，实际厚度不足4.00 m。部分淤泥质黏土层厚度小于2.00 m的，当管靴穿透砂垫层后将很快进入硬层。若出现锤头跳动，应立即停锤，并结合地勘报告做好原因分析，查明是否已打至硬层，防止不留带。

3.2.2 穿透砂垫层、淤泥质黏土层措施

本工程上部砂垫层厚度在5.00 ～ 15.00 m，Ⅳ1-2淤泥质黏土层（饱和、流塑）厚度在3.00 ～ 13.00 m。当塑料排水板可以确定已经穿透砂垫层和Ⅳ1-2淤泥质黏土层后，出现进尺缓慢且不留带情况时，可适当减短打设深度，以不留带为原则停锤。

3.2.3 容许偏差

其它塑料排水板的打设深度（停锤标准），以Ⅳ1-2层底高程等值线为基础，并进入Ⅳ2-1黏土层0.50 m为控制指标，但考虑到地质变化复杂，等值线本身及地质分层等存在一定的偏差，实际打设深度与等值线比较应留有一定的容许偏差。结合本工程实际地质情况，并经设计方复核确认，参建各方商定以3.00 m作为容许偏差，超过容许偏差时作为异常处理，对于异常区域做好纸质与影像记录，监理进行现场见证，最终报设计确认。容许偏差定太高会影响工程质量，定太低又会影响施工效率，因此应结合工程的实际情况进行综合考虑。其他地质情况相对简单的可采用百分制等形式确定（如等值线的10%）。