软土地基加固施工技术
关键词：塑料排水板,打设,抽真空,软土,加固,技术
1、工程概况及主要材料
1.1工程位于天津港南疆原油库区，天津港南疆码头中央大道北侧，南疆三路以东。该场地经人工冲填形成，属于软土地基，工程总面积17062m2。采用竖向塑料排水板与砂垫层组合进行地基处理。原设计工程量为723450m，后因板间距变小，板深变浅，变更设计增加了2500m。主要工序为土工布铺设、砂垫层铺设，排水板施打和真空预压。
1.2主要材料
1.2.1塑料排水板
采用SPD-B型塑料排水板，每一批塑料排水板经指定的检验部门的检验，且附有出厂合格证及技术性能鉴定书(原件)，其外包装应牢固、完好，并具有防紫外线辐射能力。在使用时要经常检查塑料排水板的外套薄膜是否完好无损。
1.2.2土工布
土工织物根据制造工艺不同，可分为有纺型土工织物、编织型土工织物、无纺型土工织物。本项目采用型号CEF2006的有纺土工布。从60年代中期到70年代末，有纺织物开始在我国应用于河道、涵闸及防治路基翻浆冒泥等工程;80年代初，无纺织物开始在铁路工程上试用;80年代中期，土工织物才在我国的水利、铁路、公路、军工、港口、建筑、矿冶和电力等领域逐渐推广应用。
1.2.3 砂垫层
砂采用中粗砂，含泥量≯3%，干密度大于1.5t/m3，渗透系数6×10-3～6×10-2cm/s，也可用砂砾、石屑(不含石粉)替代。
2、打设塑料排水板的机械设备形式
有两种形式，一种为履带式打桩机，一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备，不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形，内径大于排水板的尺寸，长度大于排水板设计长度，在打设中保护排水板不被损坏。本项目设备选用江苏QDS22型门架独臂式插板机，单机每昼夜产量500根/9000m。
3、施工工艺流程
3.1流程图
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3.2塑料排水板施工(本工艺主要针对门架式插板机)
3.2.1 施工准备
在进行施工放样等工序的同时，应做好施工准备。主要是门架的拼装，机件的安设调试，可在待处理地段端部的场地上进行。然后试打2～5根检验机器的性能、地质情况及工艺。
3.2.2施打排水板
(1) 铺设枕木、轨道，将机器移入场内。
(2) 将排水板装入卷筒，并通过门架上的滑轮将排水板引入插杆中。
(3) 将排水板从插入杆端头引出、折回，夹上短钢筋(桩位放样时插在桩位上)，用订板机订好。
(4) 拉紧排水板，将插入杆对准桩位。
(5) 开启振动将插入杆压入地基。
(6) 到达设计深度(预先在插入杆用红漆划上标志)后将插入杆拔出。则排水板被短钢筋锚固于孔底。
(7) 在砂垫层以上30cm处将排水板剪断埋入砂中。
(8) 移至下一个桩位。?
3.3布管、挖沟铺膜
按照设计测放压膜沟、射流泵、观测仪器仪表及滤管等布置尺寸，测量放样尺寸符合设计要求。压膜沟采用人工配合挖掘机开挖，并把压膜沟内的砂、亚砂土全部清理干净，沟内外坡人工清理平滑无砂料。开挖土弃到加固区外存放。
压膜沟深度除满足设计要求外，必须挖断透水层、最浅进入不透水层顶面以下1000mm。开挖时若遇到较厚的粉土夹层，难以将其切断时，应及时与监理、建设及设计单位进行汇报，必要时进行粘土帷幕施工，避免漏气，保证真空预压达到设计要求的膜下真空度。
压膜沟处的塑料板不剪断，要沿沟边向上插入到砂垫层中，插入长度不小于20cm。
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3.3.1铺设真空滤管和膜下测头
1)滤管、泵、膜下测头按施工图布置。
2)真空滤管采用不小于Φ76mm硬质塑料管，打孔加工后，包好土工织物滤水层，捆扎结实，并使滤水层只透水不透砂，滤管连接采用胶管，胶管套入滤管长100mm，连接管绑扎要紧，同时绑扎铅丝结头严禁朝上，以免扎破滤膜。滤管相交叉处采用二通、三通或四通连接。
3)埋设前先将滤管放到埋设位置附近，然后按滤管布设位置， 在砂垫层上开沟，把滤管放到沟里埋好，处理好接头及出膜口。
3.3.2铺密封膜
密封膜采用聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，在工厂热合一次成型。现场粘结时，搭接宽度不小于2m。铺密封膜是本工程的关键工序，质量好坏直接影响抽真空加固效果，要记录分析陆域内地质情况，合理安排，精心操作，防止抽气密封膜损坏。
密封膜分三层铺设，铺膜时间选在白天进行，当风力大于5级时，停止铺设。铺设时集中统一指挥，选择从上风向向下风向伸展，铺膜必须统一绷紧，平铺，要有一点余量，加固区四周余量基本一致。施工人员穿软底鞋上膜，严禁穿带钉鞋上膜。每铺一层，由专人检查，发现孔洞及时粘补。
在密封沟内侧要把膜铺平，四边埋入压膜沟内，伸入沟底80cm，然后用粘土填沟，所填粘土要湿而软，不能有大块，以确保膜的密封性。在铺膜过程中，要及时地每隔10m放一段砂袋压住密封膜。膜下真空度测头分别布置在角点和加固区中心，角点下真空度测头距加固区各边5m。
3.3.3安装射流泵
1)每个区严格按照设计图的位置和数量安装射流泵。
2)安装时按射流泵布设图进行，必须保证位置准确，连接处要密封，安装后进行调试，检查质量，做好抽气准备。
3)接通抽真空设备。真空滤管用胶管连接，胶管套入滤管长约100mm，用铅丝绑紧，铅丝接头不能朝上。
4)完成后请监理工程师现场验收。
3.3.4布设沉降观测仪器
密封膜铺好之后，即可根据设计要求在软土处理地段埋设沉降观测标志。按图纸规定埋设沉降板，沉降板应埋入砂垫层内，离地面底部5～10cm，随着填土高度的增加接长观测杆，施放地面沉降观测仪器仪表等。沉降观测标志应认真保护，做出明显的标志，防止施工中碰撞。
3.4真空抽气
3.4.1试抽气
调整各种仪器的初读数，进行开泵抽气，检查膜上是否有漏洞，如有，要采取措施及时修好，修补好后，可向膜上覆水，抽真空，当膜下真空度达到650mmHg后，及时报监理工程师验收。
3.4.2观测仪器布置
根据施工时现场勘查地质情况适当调整，在两大区分界线处如果两侧加固区不是同时施工，则先施工的加固区要安放测斜仪和水位仪，后施工的加固区也要安放水位仪和测斜仪。如果两侧同时施工，则不要安放测斜仪和水位仪。
3.4.3正式抽气
监理工程师验收合格后，转入正式抽气，要求膜下真空度大于650mmHg，真空预压抽气满载时间150天，真空联合堆载预压满载时间150天。
3.4.4在抽气过程中，要维持射流泵的正常运转，射流箱内循环水要不断补充，水泵、电机要定期维修保养。用电情况及其它与真空预压有关的施工情况要进行严格详细记录，真空度记录按监理要求及时整理上报。
3.5卸载
认真做好沉降观测，埋设完应测量一次，以后每填一层土，再观测一次，并及时做好记录。
在预压期应继续进行观测。第一个月每周一次，第二、三月每半月一次，第四个月开始，每月一次。
当实测沉降曲线推算的固结度大于90%，并且连续10天实测沉降速率不大于1.5mm/d时，报监理工程师验收合格，即可进行真空卸载。
4.结论
以上的塑料排水板处理软地基的施工技术，在天津港区处理软土地基上显示了它的优越性。因成本低，断面小，对地基扰动小，机械容易操作，施工中多台机械可展开大面积的作业，节省时间，是处理软土地基的优先选择。
参考文献
【1】 娄炎：垂直排水通道对真空排水预压加固效果的影响.公路2003
【2】 公路工程施工监理质量控制技术手册.2006