某滨海项目软土地基塑料排水板+堆载预压处理技术

【摘要】本文以某滨海项目软土地基处理为例，介绍了塑料排水板+堆载预压技术在深厚淤泥层软土地基的应用。

【关键词】软土地基塑料排水板堆载预压

1、工程概况

广东省湛江市第十四届省运会主场馆项目由体育场、体育馆、综合球类馆、游泳跳水馆和室外工程组成，场区范围原为滩涂地，场区范围内存在较厚的淤泥层。淤泥呈灰黑色，饱和，流塑～软塑，含腐殖质，稍有臭味，粘性较好，该层一般下部含较多细中砂和腐木碎屑，局部夹杂薄层粉细砂。淤泥层含水量约为68%，层厚最大为10m。2010年10月从原－1.0m～＋4.5m高程吹填砂至现＋4.5m高程左右。经勘查钻孔揭露的地质情况，上部土层性质较差，作为天然基础难以满足运动场地，道路、停车场、广场等要求，需要进行地基处理。处理面积29万m2。

2、地基处理技术要求

（1）使用荷载

1）运动场地与体育场馆区域： 30KPa

2）场区道路、停车场：20KPa

3）绿化带、广场区域:5KPa

（2）工后残余沉降

1）运动场地与体育场馆区域：≤ 30cm

2）场区道路、停车场：≤ 30cm

3）绿化带、广场区域：不作具体工后沉降控制要求。

（3）地基承载力

停车场、运动场交工面处地基承载力≥120KPa。

3、场区软基处理方案

本工程分为两类区域：桩基保护区（BH区）、堆载区（DZ区）。桩基保护区（BH区）和堆载区（DZ区）软基处理方法为：堆载预压+塑料排水板使软地

基排水固结。

堆载预压+塑料排水板处理的主要流程如下：施工准备→铺设砂垫层→排水板施工→堆载预压→施工监测→卸载。

4、中粗砂垫层施工

砂垫层施工前先平整施工场地，使表面平整，无明显坑洼。淤泥段在场地回填砂垫层之前在地面上铺设1层40KN/m编织土工布以及1层三向土工格栅，然后开始摊铺中粗砂垫层。对于淤泥过厚埋深较浅的地段，先挖掉一部分淤泥运出施工场地，用中粗砂回填，然后铺设土工布宽出淤泥范围8～10m，再铺设1层三向土工格栅，填中粗砂至设计高程。在填砂区按照现场情况设置土便道，使得插板机及塑料排水板顺利运往插板区域。

施工区域内设置5m×5m方格控制桩，用汽车把砂运至现场，80m范围内用推土机推送整平，80m以外采用泵旋方法将中粗砂送至填筑区，由远及近分段施工。中粗砂垫层摊铺采用推土机和前置式装载机同时人工配合分层摊铺，每级填筑，表面时严格控制砂垫层的顶面高程。要求摊铺中粗砂垫层表面平整。

施工要求：

⑴砂垫层覆盖范围不小于设计范围。

⑵中粗砂容重不小于17KN/m3，含泥量≤5%；渗透系数不小于1×10-2cm/s。

⑶顶面高程每100m2允许偏差﹢30mm，－20mm，厚度每100m2允许偏差±h/10mm。

⑷砂垫层有污染的应及时处理，表面平整且无明显尖锐物，尽量避免扰动软弱土层表面。

⑸砂垫层顶面高程DZ区和BH区控制在＋5.0m，但是填砂厚度不小于70cm。

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5、塑料排水板施工

塑料排水板采用SPB-B型，正方形布置、间距为1m，排水板要求插穿⑤1层粘土层底。单根塑料排水板打设长度最长为19.82m分布在DZ22区，最短为

8.9m分布在DZ13区。

塑料排水板宽100mm，厚不小于4mm，规格、质量和排水性能符合《水运工程塑料排水板应用技术规范》（JTS206-1-2009）的各项指标。塑料排水板技术指标见下表。

表1塑料排水板技术指标

项目单位 B型条件

复

合

体厚度 mm ≥4.0

宽度 mm 100±2

每卷长度 m 200±2

抗拉强度 KN/10cm ≥1.3 延伸率10%时

纵向通水量 cm3/s ≥25 侧压力350Kpa

滤

膜滤膜等效孔径 mm ＜0.075 以O95计

滤膜渗透系数 cm/s ≥5×10-4 试件在水中浸泡24h

抗拉强度干态 N/cm ≥25 延伸率10%时

湿态 N/cm ≥20 延伸率15%时，水中浸泡24h

（1）测量放样

在塑料板施工区内根据地质资料和设计图纸，采用原控制点或加密点定出每个插板区域的边线桩、控制桩进行填砂，待填砂完成后放出插板区边线、轴桩线、塑料排水板的位置。

（2）插板现场调试和试插

施工前测量放样出的每一个施工区域，根据已有的钻探资料在塑料排水板施工前，在现场试插，根据试插深度确定塑料排水板施工深度是否符合设计要求，由业主、设计、监理确定后再进行大面积施工。

（3）打设塑料排水板

1)插板机移机定位：本工程施工采用性能良好的PC200履带式专用液压插板

机。当土层密实使插板困难时，把液压式插板机进行改装，主要从扁型导管、机架、液压系统、反力等进行加强改装，使插板机能插穿较厚的砂层。塑料排水板采用行走系统比较完备、功率较大并能确保插入板体不扭曲、不污染的液压插板机进行插打；插板前机座整平要用仪器检测。插板机的桩靴落地定位误差不得大于100mm范围内，由插板机驾驶员在控制室内控制，控制桩管下插时的垂直度符合设计要求不得大于±1.5%。

2)安装锚靴：塑料排水板末端伸出导管底，在塑料排水板末端安装密封袋后（只有当需要插至粗砂0.5m时），用锚靴将其别再导管底端。插板机或导管上应做好明显标记，以便控制打设深度，插入深度必须保证处理深度，插入深度=处理深度+回带长度+砂垫层厚度。

3)插塑料排水板至设计深度。施工时严格按照图纸指出的位置、深度和间距设置塑料排水板。打设过程中塑料排水板需要搭接采用滤套内平接的方法，芯板对扣，凹凸对齐，搭接长度不小于20cm，再将滤膜包好、裹紧，用专用大号订书针钉接包。

塑料排水板在插入地基的过程中应保证板不扭曲、透水膜无破损和不被污染。板底部应有可靠的锚固措施，以免在抽出保护套管时将其带出。如果在打设过程中有严重扭结、断裂和撕破滤膜等现象，在临近插点处补插。

4)上拔桩管：拔管时仔细观察有没有回带现象，严格控制带回长度，回带率不大于5%，且回带长度不大于50cm，在施工过程中应经常抽查，尽最大可能减少回带长度。若回带长度超过50cm，则在桩位旁10cm处补打一根。由于土对锚靴及塑板的粘结力而使得锚靴及塑板留在土中。开始起拔时应平缓，最初一米起拔速度≤5～10cm/s，确保塑板留在土中。

5)切割塑料排水板：上拔管后剪板时，砂垫层以上预留长度不小于20cm，插板后将板头埋入砂垫层中。打设完成后应及时弯贴埋设在砂垫层中，使之于砂垫层排水层连成一体，保证排水良好。

6)移机到下一桩位：移动插板机就位后，调整套管垂直度，对准桩位。在空心套管中插入塑料排水板并引至套管下部，将塑料排水板穿入锚靴，再将塑料排水板回插入套管扁嘴中，长约12～15cm拉紧塑料排水板，使锚靴紧贴套管下端，以免套管在下沉过程中挤进泥沙，堵塞通道。

7)塑料排水板施工允许偏差见下表：

表2塑料排水板施工允许偏差表

序号项目允许偏差mm 检验数量单元测点检查方法

1 平面位置 ±100

抽查10% 1 用经纬仪、拉线和钢尺测量纵横两方向，取大值

2 外漏长度＋150，-50 1 用经纬仪或吊线测套管

3 垂直度（每m） ±1.5% 1 用钢尺量

6、堆载预压施工

本工程中堆载预压区域由两部分组成：堆载预压区面积200547m2和桩基保护区94866m2。其中堆载预压区静态顶高程为＋7.0～＋8.5m，底高程为+5.0m，桩基保护区考虑4个月内位置堆载高程＋7.0m，底高程为+5.0m。共需堆载土方673207.8m3。填筑过程及堆载后沉降量大约达到1.5～2.5m。

（1）施工流程

堆载预压施工流程具体见图1。

（2）堆载预压原理

本工程以土料作为荷载，对被加固地基进行预压。软土地基在此附加荷载作用下，产生正的超孔隙水应力。经过一段时间后，超孔隙水应力逐渐消散，土中有效应力不断增长，地基土得以固结，强度得以提高。为了缩短加固时间，加快固结过程，在地基中打设一定深度的塑料排水板作为竖直排水通道。

（3）堆载预压土方调配

堆载预压需用土方，全部从距工地35公里左右的尖山取土场运回到堆载区。取土场取土时，去掉表面根植土。

（4）堆载预压施工

1）准备工作

①整平复核砂垫层高程，并验收合格。

②放样出堆载区的范围，并用白灰做好标记，同时用竹竿标出堆载高度。

③完善排水系统：场区内设置沟底净宽3.3m，沟深1.6m的排水沟共3.5Km左右。堆载预压区按照设计间距布置盲沟、集水井。集水井设置水泵24小时不停工作，将水排入主排水沟排出工地。

④埋设沉降板。