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基于塑料排水板处理软土路基的应用

2023-10-09何镇成

工程建设与设计 2023年17期
关键词:排水板土工布砂砾

何镇成

(漳州市古雷港建设发展集团有限公司,福建 漳州 363215)

1 引言

当前国内陆路运输业飞速发展, 沿海市政道路数量逐渐增加,软土路基处理不断出现。 此类地基具有压缩性高、强度低等特点,对处理技术要求较高。 在工程技术不断创新下,塑料排水板技术诞生,并逐渐应用到市政道路建设工程中。 在实际项目中,塑料排水板能够与沿海特殊地质条件相结合,促进沿海软土路基施工效率提升,并注重质量检验与控制,使软土路基工程建设目标顺利达成。

2 工程概况

以纬五路市政道路工程为例,全长7 896.19 m,地点为漳州市古雷港经济开发区,属于城市主干路,设计行车速度为50 km/h。 该地段原始地貌为冲洪积地貌与滨台地貌单元,根据地勘报告,路基土按成因与岩性分为填土、耕地土、素填土、中砂与淤泥质土, 基本物理参数如表1 所示。 考虑到工程质量、工期等要求,决定采用铺设塑料排水板进行路基处理,并对关键部位进行监测。 通过测量道路、地面、周围土体的位移情况,及时采取预防或补救措施,确保道路自身结构与周围环境安全。

表1 软土基本物理参数

3 塑料排水板施工技术与质量控制

3.1 施工前准备

在正式施工前开挖排水沟,包括横向与纵向,将滩涂淤泥水疏干,清理地表杂物与浮浆,使场地处于平整干净状态。 结合图纸坐标,确定治理范围,在现场用白灰撒布板位;制订塑料排水板设计方案,包括布板方式、板材与土工布的技术指标等;确定塑料排水板的施工流程,先对现场场地进行平整、测量放样、开挖沟槽,然后在底部铺设砂砾垫层并压实,确定排水板布孔位置,将所需机械行驶到指定位置,将排水带安装到机架上,通过套管从管靴中穿出,沉管插板,待入土深度达到设定值后套管拔起,最后铺设土工布,顶砂层铺设和压实,并将路堤填筑完毕。 在正式开工前,由设计方、施工方和监理方共同进行图纸复审,找出与实际不符之处进行优化,避免和减少后期设计变更;做好施工技术与安全交底,组建专业施工团队,并对施工人员开展岗前技术与安全培训,确保人员技能水平满足施工要求[1]。

3.2 施工工艺

3.2.1 铺设砂砾排水垫层

该项目采用塑料排水板工艺,首先要铺设砂砾排水垫层,为后续施工夯实基础。 在砂砾排水垫层铺设之前,先进行路基测量放样,将路基表面土层、草皮清理干净,并疏干路基地表水。 由专业人员负责砂砾排水垫层的施工,在个别位置采用小型机器辅助完成。 正式铺设时应合理控制砂砾厚度,不可超过300 mm,砂砾粒径的最大值应小于500 mm,不足0.5 mm 粒径含量应低于12%,不足5 mm 粒径含量应低于35%。 在垫层铺设后进行压实处理, 根据地基情况选择相应的碾压方法与次数,保证渗透系数在1×10-2cm/s 左右。整个过程要做到绿色施工,避免砂砾受到污染,如若出现严重污染,则要换料重填。在逐层填筑过程中,由专业人员负责指挥,根据水平分层,坚持先低后高、先两端后中间的原则卸料,再用大型推土机推平处理,由人工对个别凹陷位置用石块、石屑等找平。

3.2.2 插入塑料排水带

该项目选用自制轨道式插带机,在专业人员操作下,设备顺着路面轨道纵向前进,完成相应施工任务。 排水带由板芯和滤膜两部分构成,相关技术指标如表2 所示。 受压力影响,土层内水分被挤压出来,经过滤膜进入带有沟槽的板芯内,再顺着沟槽排出。 在插带施工期间,先将机架设置到最佳地点,再将排水带安装到机架上,使其通过套管从管靴中穿出、弯折,最终固定在桩尖位置。 禁止采用搭接法进行水带连接,以免影响排水率。 在正式施工时缓慢沉管,可有效避免套管倾斜情况发生,还要合理掌握插入速度,当入土深度与设定值相差2 m时,逐渐放慢速度,一边施工一边观察,并对关键指标做好详细记录。 当入土深度达到设定值后,便可将套管缓慢拔出,在与地面相距350 mm 处剪断。 在套管拔出时难免会带出一些土,应及时处理干净,并用砂砾填充压实,最后将排水带埋入垫层内[2]。

表2 塑料排水板技术指标

3.2.3 铺设土工织物

该环节的作用在于排水、反滤与加固,还可促进路基稳定性与承载力提升。 根据设计要求进行排水板施工后,在其上方铺设土工布,技术指标如表3 所示。 将土工布顺着路线纵向铺满,在摊铺期间将其拉直,紧贴下承层,确保织物平整,禁止扭曲、褶皱等情况产生;在横向铺设中,在路堤每边各预留充足的锚固长度,回折覆裹在压实的填料面上,铺设后立即覆盖黏土,厚度在300 mm 左右;上方保持清洁,禁止随意堆放杂物。派遣专人负责整个铺设过程监督,不断地检查各环节质量,如若出现撕裂、折损等质量问题,应及时修补和返工,修补范围至少300 mm;多层织物需要上下搭接施工,且接缝错开距离在300~900 mm,并保持一定松紧度,可用U 形钉控制;还要控制好织物间的纵向搭接,一般宽度超过300 mm,横向两侧弯折长度在2 m 左右[3]。

表3 土工布技术指标

3.2.4 填筑路基与稳定性分析

在土工布铺设后,再铺设300 mm 的顶砂层,将场地整平后用压路机压实,在顶砂层上方进行路堤填筑施工,实时观测路基沉降情况。 受压力影响,软土路基内的水分被挤压出来,使路基土的抗剪强度得以提升。 当预压荷载量逐渐提升,剪应力与不断增大。 在剪切蠕变条件下,土体强度逐渐衰减,在填筑预压荷载期间,需要注重加荷速度的把控,以免因加载速度过快影响地基土的抗剪性能。 在施加预压荷载之前,先要分析其稳定性,在加荷期间还要通过实时监控有效控制加荷速率。该项目实时预压荷载实验,对路基进行分层填筑,利用地基稳定安全系数K 进行分析,当稳定性高于1.1 时,说明可对后续荷载进行施工。

3.3 质量控制

因软土地基施工难度相对较大,在塑料排水板施工期间,应注重原料采购、质量检验、沉降与位移监测等工作开展,牢牢把握工程质量控制要点, 使排水板能够快速排空地基内的水分,促进地基固结,保证施工质量与安全。

一方面,注重施工质量检验。 在正式施工前,应严格遵循设计图纸进行放样,细致检查所购原材料,要求具备出厂合格证, 并根据规定频率进行检验。 质检不合格产品及时返回厂家,以免混入施工现场;合格材料应根据材质科学存储,预防老化、受损等情况产生。 因软土地基较为脆弱,应尽可能减少对表层软土的扰动; 确保导管与桩尖完美衔接, 尽量缩小缝隙,避免淤泥进入使排水板被带出;如若排水管长度不足,需要接长,可在滤膜内平接,芯板对扣,凹凸位置对齐。 两根水管衔接长度应超过20 cm,并用滤套包裹接头,确保排水通畅,衔接位置符合强度要求。 在施工阶段,对塑料排水板的间距、板长、垂直度等进行检验,计算施工偏差是否处于允许范围内,并做好详细记录,具体如表4 所示[4]。

表4 塑料排水板误差检验方法

另一方面,加强沉降与位移观测。 在地表沉降监测方面,利用地面沉降板,通常将其放在路基中线位置,间距控制在2 cm 左右。在施工期间,每进行一层路基填筑,便要观测1 次;在填筑间歇阶段,每间隔3 d 采集1 次监测值,确保沉降速率不超过15 mm/d。 如若超过上述要求,则要立即停止施工,加固地基,以免出现失稳情况。 在边桩位移监测中,通常将边桩设置在边坡趾部,间距控制在2 cm 左右。 边桩外露长度超过15 mm,埋入深度超过1.4 m,在沉降观测的同时,加强水平位移的监测力度。 每日水平位移量应不超过3 mm,如若超过这一指标,则及时停工加固。 直至填料全部卸除、达到沉降控制期限后,在各项指标均满足标准的前提下,才可结束监测工作。

4 结语

综上所述,当前港口海陆联运需求增加,沿海市政道路工程逐渐增加。 与常规土质相比,软土路基具有压缩性强、沉降量大等特点,在无形中增加了道路工程的施工难度。 对此,可将塑料排水板应用到软土路基加固中,通过铺设砂砾排水垫层、插入塑料排水带、铺设土工织物、填筑路基等方式,可降低施工难度、加快施工速度。 塑料排水板还适用于无法满足工后沉降要求的特殊路段,依靠排水板将地基内水充分排除,增强土颗粒固结,达到地基固化的目标。 在实际施工中,还要注重原料采购、施工质量检验、沉降与位移观测等方面,从而取得良好的施工效果,延长市政道路的使用寿命,满足工程要求。

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