可测深式塑料排水板处理公路软基施工技术

楼 敏

(中铁十六局集团第三工程有限公司 湖州 313000)

引 言

塑料排水板广泛应用于公路软基处理。塑料排水板处理软基，主要是将排水板竖向打设到软基地层内，经软基上方有序加载后，地层中的孔隙水在挤压和毛细作用下，沿着排水板芯层自下而上排出，促使软基地层排水、沉降、固结，提高地基强度。

塑料排水板的打设深度是决定软基处理效果的主要参数，是施工质量验收评定关键项目。但普通塑料排水板无法在工后有效检测验证实际打设深度，只能由操作人员在施工中通过观测数字刻度或使用自动记录仪来控制，加之地层地质的不确定性和非均匀性，打设过程对人员操作技术要求高、受人为主观因素影响大，打设深度不足问题比较普遍，以致软基在预压期内沉降减少，固结度达不到预定要求，工后沉降增大，地基承载力偏低，最终造成路面起伏、凹陷、破坏等不良后果。

台缙高速公路东延段DS5标k16+204.0～k16+363.8软基处理段设计采用先插设塑料排水板，再填土预压的方法进行排水固结处理，填土预压期10个月。塑料排水板总量84265延米/4151根，平均处理深度20m，板间距1.3m，梅花形布置，砂垫层平均厚度50cm。后经优化变更，应用可测深式塑料排水板替代了原设计的普通塑料排水板，有效减少了人为影响因素，确保了打设深度，使软基处理质量达到预期效果。

1 主要材料、设备和测深仪

1.1 主要材料及型号

a.可测深式塑料排水板:芯板为聚乙烯或聚丙烯新料(非再生塑料);滤膜为黏合型涤纶无纺土工布，有效孔径70～120um，渗透系数不小于5.0×10-3cm/s，抗拉力干态(延伸率10%时)大于40N/cm，湿态(延伸率15%时)大于50N/cm;测丝为置于滤膜内的两根平行、独立、外裹绝缘涂层的铜丝，直径不小于1.0mm，见图1;复合板体截面尺寸宽 100±2mm、厚 4.5±0.2mm，纵向通水量不小于50cm3/s。

图1 可测深式塑料排水板(中间为测丝)

b.土工布:采用CEF2006型有纺土工布。

c.砂垫层:砂采用天然级配的中粗砂，含泥量不大于3%，渗透系数6×10-3～6×10-2cm/s。

1.2 插板机选型

插板机械的走行部一般有履带式、步履式、轨道式三种，本标段根据现场实际地质和施工地段分布情况，选用了履带式，该机进退、定位迅速准确，操作安全，转场方便，见图2;插板机的套管一般有扁形、菱形、圆形三种，其断面形状和尺寸应满足打设竖直度、深度等对套管强度及刚度的要求，套管打设端应尽可能细小些，使得拔管时土层尽快回缩夹住排水板，防止回带;插板机应配备能打入设计深度的液压式或振动式打设动力，不得采用锤击式和水冲式。

图2 履带式插板机

1.3 测深仪及其工作原理

检测工后深度采用专业电子测深仪，见图3。主要是通过和利用预埋在排水板内的两根金属测丝，在打设前将其底端端头测丝联通，在打设后用电子测深仪检测其顶端端头测丝回路电阻值，并自动换算出实际打设深度。

图3 电子测深仪检测打设深度

2 施工工艺及主要技术措施

可测深式塑料排水板处理软基施工工艺流程见图4。

图4 可测深式塑料排水板处理软基施工工艺流程

2.1 测量放样

根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩，每隔10～20m布置一个线路中心桩;再按照施工段落宽度放出边桩及护桩。

2.2 基底处理

将施工段落原地面内的树木、杂物清除干净，并挖除树根;有较深水塘时，应先清除塘底淤泥，再在塘内用砂黏土回填至周边原地面同等高度，并压实，压实度与周边原状土压实度基本相同。

将施工段落基底大面整平，做出大于1%的双向横坡，应采用轻型静压式压路机压实，压实度不小于85%。如设计有整平标高时，应按设计标高整平。

施作好施工段落周边侧沟，与基底横坡组成完善的防排水系统。

2.3 铺筑砂垫层

砂垫层设计厚度50cm(压实)，分三层铺筑:第一层先铺筑20cm(压实)，作为插板机打设排水板时的工作垫层，待排水板打设完毕后，再均分两层铺筑其余的30cm(压实)。

运砂车辆应尽可能选用小吨位，宜先将砂堆放于施工段落以外，再用小型运输工具倒运至施工地段，应均匀、平整摊铺，形成双向横坡，采用轻型静压式压路机压实，压实度不小于90%，注意防止泥土、杂物混入。

2.4 板位放样

根据设计要求的处理长度、宽度及板距，计算出布设的排数和列数。因设计采用梅花形布置，则:排数=长度/板距×Sin60°+1;列数=宽度/板距+1。

根据计算结果绘制布板图，并标注排、列编号。每排板的轴线应垂直于线路中心线，曲线上应为法线方向。一些处理段落位于斜交结构物两侧时，应注意两个三角形地带的布桩，避免超布或遗漏。把绘制好的布板图作为安全技术交底书的附件，在开工前向作业人员交底。

根据布板图在铺设好的砂垫层(底层)上放出具体板位(板位偏差不大于±30mm)，并设置鲜明标记。一般可用φ6mm、长15cm左右的短钢筋插在板位上，顶部用油漆抹红(短钢筋在插板时用作防止拔管回带的装置)。应按插板机分布及进度放板位、设标记，一次不宜过多，以免丢失浪费。

2.5 打设排水板

可测深式塑料排水板应在铺设砂垫层(底层)后按照下列顺序及要求进行打设:

a.根据打设板位标记进行插板机定位，应随时注意控制套管竖直度，其偏差应不大于±1.5%。

b.将排水板装机，通过门架上的滑轮将排水板引入套管中，并从端部引出。

c.联接好排水板端头测丝，回折，夹上短钢筋(即板位标记)后用订板机订好，严禁订断测丝。

d.安装管靴，拉紧排水板，将管靴对准板位，管靴与板位偏差应不大于±70mm。

f.开机打设至设计深度，不得出现浅向偏差。

g.提升套管，套管上拔带出的淤泥不得弃于砂垫层上，回带长度应不大于500mm。

h.在砂垫层(底层)以上不小于20cm处切断排水板。

i.检查打设情况，板距、竖直度、深度、回带长度等应符合设计和规范要求，否则应重新打设，重打板位与原板位应不大于板距的15%，做好施工记录并在布板图对应板位上做标记，以免遗漏。

j.移动插板机至下一个板位。

2.6 孔洞灌砂及填坑

打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞;坑凹应用砂填平，并将排水板扶正。将排水板端头向路线外侧压倒、平贴于砂垫层上并用小砂堆覆盖，防止后续机械碾压破坏。

2.7 铺设土工布

在砂垫层(顶层)铺筑压实并经验收合格后，铺设土工布。土工布横向铺设，不得过于紧绷，也不得折皱、扭曲。土工布沿路线方向的铺设方法视铺筑第一层填料的推进方向而定，如填料由西向东铺筑，则土工布由东向西搭接，即后一层压在前一层之上，搭接长度不小于30cm。土工布铺设好后，应尽快填筑第一层填料，避免长时间日晒雨淋，如必须延长填料填筑时间时，土工布上应先铺30cm土进行保护，禁止施工车辆直接在土工布上行驶。

2.地租部分。由于对比非粮作物，种粮的经济效益比较低，在农地流转规模化加快的过程中，农地“非粮化”日趋明显。同时，由于过度施用化肥等原因，造成我国种粮耕地质量严重退化。两个因素不断作用，使“种粮农地”越发稀有，地租价格节节攀升，而我国传统的农业保险并不覆盖这部分成本，保障水平已经严重脱离农业生产经营实际，达不到提供有效的风险保障服务的目的。发展覆盖“直接物化成本+地租”的农业大灾保险，势在必行。

2.8 设沉降观测板并作好观测

根据设计要求在路基中心、路肩的基底设置沉降板。沉降板底板尺寸不小于50cm×50cm×3cm，测杆直径以4cm为宜，外套直径15cm的钢套管。随着填土的增高，测杆和套管应相应接长，但每节长度不宜超过50cm。认真保护好沉降板，设立围护装置和明显标志，防止施工中被碰撞而损坏。

严格落实沉降观测，并作好记录。沉降板埋设完测量一次，以后每填一层土观测一次。预压期继续观测，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。

3 可测率保证措施

综上所述，可测深式塑料排水板处理软基施工工艺较之普通塑料排水板，唯一区别是增加了穿板后，打设前联接测丝这一道工序。总体上看，该工艺成熟，操作简单，质量易控。但在实际施工中，一些排水板出现了打设过程无异常，而在工后却无法测得有效数据的问题。如在本标段施工伊始，局部地段排水板的可测率仅有60%左右，这不仅让各方在质量评定工作中产生分歧，而且对此类新材料的推广应用产生质疑。若不能保证工后有效检测，可测深式塑料排水板的应用将失去意义。

经多次分析、研究和实践后，采取了下列措施，使可测率提高到90%以上。

3.1 严格进场验收

进场的排水板应具有出厂合格证和技术性能鉴定书，其外包装应牢固完好并具有防紫外线辐射的能力;其次，应按照抽检频率进行取样检测，各项指标合格后方可投入使用。

目前国家、行业对板内金属测丝的规格及型号尚未制订明确的生产和检验标准，因此施工前应在专业大厂生产的产品中多作比较，优选铜丝直径较大、绝缘涂层质量好的产品。

3.2 妥善保存原材

排水板验收合格后、使用前，应集中放置在库房内，下方垫设枕木，倒卧平放，堆码不宜超过5盘。当存放期超过6个月或发现变质时，使用前应再次进行抽检。

排水板不得长时间存放于露天场所，临时存放时也应下垫上盖、码放整齐，防止日晒雨淋而使板体及测丝变质脆化易断。

3.3 实行首件制度

插板机进场后必须进行组装和调试，一般在施工段落端头场地上进行。组装完毕后，先打设3～5根首件，以检验插板机性能、人员实操技能、实际地质、施工工艺等方面的相符性。

3.4 严格工前检测

每盘排水板在装机使用前，必须通过两端端头检测全盘内的测丝是否贯通，否则不得使用。排水板不得搭接使用。

3.5 联接操作细致

联接测丝时，必须先去除端头外表绝缘层(经实践，用防风打火机烧除方法最佳)，去除长度不小于2cm;再将处理好的端头拧合成麻花状接头，不得过拧，一些排水板供应厂商和工程技术人员强调应采用点锡焊，但笔者经实践认为点锡焊须使用锡焊机具，操作不便，影响工效，增加成本，效果一般，并有一定安全隐患，因此希望排水板生产厂商能设计制作并随产品附送专用夹钳，确保联接质量，加速产品推广;联接好的接头应放回滤膜内，并应尽量往内藏，防止回拔时被拉断。

3.6 认真安装管靴

打设时应保证套管与管靴结合紧密，防止淤泥挤入导管内而增大板体所受的摩擦力，使板体及测丝被拉断。应经常检查并空振套管，及时清除管内淤泥。

3.7 及时确认变更

当地质发生变化无法按设计要求打设时，应及时与设计、监理人员联系并征得同意后方可变更，不得盲目施工。

3.8 及时完成检测

排水板打设完成后，应及时用电子测深仪检测，当天打设的必须当天检测完毕，防止测丝被地下水长时间浸泡而影响检测结果。

3.9 启动“双保险”

优先选用带刻度可测深式塑料排水板(既在板内设置了两根测丝，又在板外喷印了刻度)，打设深度以电子测深仪检测为主，以刻度复核为辅。

4 结语

可测深式塑料排水板在台缙高速公路DS5标软基处理段中得到了成功应用。从目前沉降观测资料分析，沉降曲线和沉降速率趋于收敛稳定，沉降量亦与设计基本相符，这与施工过程中塑料排水板的打设深度得到有效控制是密不可分的。

1 JTJ/T 256—96，塑料排水板施工规程［S］.

2 JTGF 80/1—2004，公路工程质量检验评定标准［S］.

3 JTGF 10—2006，公路路基施工技术规范［S］.

4 陆建根，等.塑料排水板打设深度的质量控制［J］.交通标准化，2005(7):36-37.

5 冯巍，等.塑料排水板处理软土地基的施工技术分析［J］.辽宁交通科技，2003(2):33-34.