浅谈软土路基处理和塑料排水板实际应用
关键词软土路基，排水固结，塑料排水板
笔者参建的杭州—上海浦东高速公路第三合同段全长2.933km，按高速公路标准设计，设计车速120km/h，为沥青混凝土路面结构，2005年9月开工建设。本路线经过地区属杭嘉湖平原区，地势平坦开阔，河网密布，地势西南高东北低，标高2～6m。地处冲海积平原,地形平坦。上部为松散状亚砂土，厚度7~9m，其下为灰色软土，岩性为淤泥质亚粘土。下部多为灰绿色-黄褐色亚粘土，软塑-硬塑为主，性质较好。地下水位高，地面水系多。主要不良工程地质问题为软土地基，软塑~塑状态，中等偏高~高压缩性，易产生较大路基沉降以至基础失稳、破坏。
本合同段软基处理方式主要有预应力管桩+桩帽、贫混凝土桩+桩帽和塑料排水板+砂砾垫层等几种软基处理方式。本文主要介绍采用塑料排水板+砂砾垫层的处理方式。经软基设计处理，现路面竣工通车一年半情况良好，软土路基处理达到了预期的目的。
对于工期紧张和对沉降量要求严格的路段，可采用预应力管桩+桩帽的处理方式，该处理方式原理是将管桩直接穿过软土层，通过桩尖支持力和桩壁与土壤的摩擦力支撑路基。预应力管桩处理的软基，路基沉降量小，不需要超载预压，工期短，适用于桥头、箱涵等对沉降要求严格的路段，缺点是造价较高。由于预应力管桩处理是直接将管桩压入软土层中，若软基处理深度较深，处理路段较长，会产生挤土效应，对附近的建筑物会产生一定的影响，因此不适用于邻近建筑物的路段；由于预应力管桩施工设备较高，高压线下的软基处理也不适用；对于不适用预应力管桩处理的路段，可采用贫混凝土桩代替。贫混凝土桩施工时要注意保护环境，防止泥浆流入农田、鱼塘等。
塑料排水板加固软土地基作为一种有效的软土地基处理方法已在工程中广泛应用，其工程造价低、施工简单、加固效果佳等优点，已在大量的工程实践中得以验证，但传统的塑料排水板在施工时插设深度很难检测，只能在施工工程进行旁站监督检查，施工完成隐蔽前要对排水板的插设深度进行验证，检测较难。本合同段采用了一种可测深式塑料排水板，有效的解决这一难题。可测深式塑料排水板是通过预埋在板内的两根平行的金属丝，在打设前将其下端接通，打设完毕后，通过测量金属丝的电阻，即换算出塑料排水板的长度。
本合同段内塑料排水板加固软土地基有3段深度在9～11米，笔者重点介绍其中一段。该段路基长479米，宽43米（地处互通立交内），该路段地质、地形复杂，地面为19个大小不等的鱼塘，鱼塘水深1.0米左右，塘底淤泥厚度为0.5～1.2米，塘与塘之间的塘埂高出周边原地面0.5～1.0米，塘埂宽2米左右。软土地基情况为表层以下为2米厚的粘砂土，其下为1.4米亚粘土，其下2.0米的亚砂土，其下为4.1米的亚粘土，含水量在28～32之间，饱和度在98～100％之间，天然空隙比0.828～9.801之间。
该路段原设计采用的处理措施是：清除鱼塘淤泥后用细宕渣回填至原地面，然后再打设塑料排水板。我部进场后对该路段进行现场调查，认为原设计存在局限性：1、鱼塘底与原地面（塘埂）的高差较大，塘埂较宽，鱼塘采用细宕渣填筑后，同一区域内填土厚度不同，容易造成不均匀沉降，影响路基质量。2、鱼塘采用细宕渣填筑后，塑料排水板打设困难，增大了施工难度，且打设完成后，在拔管工程中，宕渣容易对塑料排水板的泥膜破坏，从而影响塑料排水板的排水效果。3、路基周边的原地面均较塘底高，软基中水通过排水板上升排出后，横向排出困难，增大了软基固结时间（即工期延长）。为此，经与监理、设计、业主沟通，对原设计方案进行了适当调整，即将塘埂统一挖除至周边原地面标高，鱼塘内采用砂粘土回填至周边原地面同等高度，回填的砂粘土压实度控制与周边原状土压实度相同，由于该路段属软土路基，为了防止振动毛细水上升形成弹簧土，在施工过程中采用轻型压路机碾压。
一、 材料规格及性能
1、 排水板
可测深式排水板截面尺寸宽100+2mm，厚4.5+0.2mm，纵向通水率>65cm3/s，滤膜有效孔径70～120um，滤膜抗拉力干态（延伸率10％时）>40N/cm，湿态（延伸率15％时）>50N/cm。
2、 砂砾
采用天然级配砂砾，其质量要求满足公路路基施工规范中的要求即可。
二、 施工机械选择
根据现场实际的地质和塑料排水板处理地基地段的分布情况，选用履带式振动插板机，该机行走方便，施工速度快，转场方便，插板时配设振动打桩锤。
三、 施工工艺及质量控制
1、 施工准备
（1） 进场材料按抽检频率进行取样检测，各项指标满足设计要求后方可投入使用。
（2） 清理原地面表层种植土和塘内淤泥，并用素土回填至原地面，然后铺30cm的砂砾层，并在路基宽度范围外挖排水沟，以利排水。
2、 排水板插设施工
机械就位－>管内安装排水板－>定位－>连接检查金属丝－>插设－>上拔－>切断－>移位。
3、 砂砾垫层及土工格栅铺设
塑料排水板施工完成并检测合格后，按设计铺设上层砂砾垫层和土工格栅。
4、 路基填筑施工的质量保证措施
该路段路基实际填筑高度为1.1m~1.2m之间（含软基处理铺设的砂砾垫层厚度），路基填筑高度较低，路基填筑不当将会造成路基弯沉不合格等质量问题，同时还会影响软基的加固效果。为此针对该特殊因素制定了专门的施工方案，即软基处理完毕后，立即填筑第一层宕渣，并同步碾压，然后停止路基填筑，并观测地基沉降及软基排水情况。塑料排水板在施工期间到第一层宕渣填筑时地基中的水通过排水板和砂砾垫层源源不断的流出，排水十分明显。待第一层宕渣填筑完成一个月后，软基中排出的水靠肉眼已无法观测到，但通过沉降观测，软基的沉降速率仍然很大，达不到规范规定的限制填土的速率，为此又组织第二层宕渣填筑；第二层宕渣填筑完成后，进行沉降观测一个月，才填筑了第三、四层宕渣。第四层宕渣填筑完成后，路基大部分离路基填筑顶仅有10cm~15cm不等，此时路基仍在沉降。为确保工程质量，该层填料施工时间需待地基基本沉降呈收敛趋势后才填筑，中途停止路基填筑观测了6个月，才进行了最后一层路基填筑。最后一层路基填筑完成后，地基仍有少量沉降，为确保地基沉降后，路基填筑标高满足设计要求，在进行最后一层路基填筑时，将设计抛高10cm进行控制。最后一层于2006年12月底完成。最后一层路基施工完成后，仍坚持沉降观测，根据观测结果分析确定路面施工时间，根据观测结果，确定路面施工时间定在2007年11月进行，路基经过8个月的施工期和近12个月的沉降期，地基已基本稳定。路面施工完毕后，地基沉降较少。
四、 路基的质量检测及地基的加固效果
该路段于2007年7月组织了监理单位、施工单位、路面单位、质检站检测中心对该路段进行弯沉、压实度检测，检测结果均满足设计要求。该路段从施工到路面施工结束历时20个月，从填筑第一层开始，沉降观测均未发生任何异常情况，地基沉降曲线比较正常，该路段地基加固效果与设计要求基本吻合。
五、 结语
软土地基加固方法较多，软基地质变化较大，不同的路段不同的施工环境均有不同的特殊情况，但为了确保工程质量，软基处理在施工组织时应早计划早实施，给路基填筑和地基固结留出足够的时间。在目前高速公路建设中，由于工期均较短，若施工组织相对滞后，从而导致地基固结时间和路基填筑时间不充分，后期盲目组织施工，会留下许多质量隐患。