塑料排水板联合水泥搅拌桩软基处理技术

(中国水利水电第八工程局有限公司 湖南 长沙 410000)

塑料排水板联合水泥搅拌桩软基处理技术

曾湖庚

(中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410000)

本文阐述了塑料排水板联合水泥搅拌桩进行软基处理的原理，并结合工程实例详细介绍了其施工顺序的确定、关键施工工艺技术和质量控制标准，以及该技术在沿海港口铁路路基中的应用效果。

软基;塑料排水板联合水泥搅拌桩;施工工艺;复合地基承载力

一、工程概述

某港口铁路支线工程位于福建省东南沿海，福清市境内，江阴镇兴化湾北岸，于DK17+831-DK18+817处线路右侧设置集装箱装卸场，面积530830平方米；于DK17+171-DK18+416线左侧布置大型铁路物流货场，面积973210平方米。

大型铁路货场设置铁路站线7条，到发线有效长度1050米；集装箱装卸场设置铁路站线5条，到发线有效长度850米。两个场区均位于浅海滩涂地域，涨潮时被海水淹没。场内所有铁路路基基底设计采用塑料排水板联合水泥搅拌桩加固。塑料排水板采用正方形布置，间距1.20m，长度17-23m，以打穿软土层为标准；水泥搅拌桩正方形布置，间距1.20m，桩径0.5m，桩长12.0m。

二、施工顺序的确定

塑料排水板联合水泥搅拌桩进行软基处理，首先要确定先塑料排水板、水泥搅拌桩的施工先后顺序。

在浅海滩涂区施工1.5m厚砂垫层作为工作面后，选取在大型铁路货场DK17+860处货1、货2线路基范围进行试桩。共试桩6根，使用42.5R矿碴水泥，水灰比为0.5，灰浆比重严格控制在1.70-1.75之间，采用“四喷四搅”施工工艺。水泥掺入量50kg/m的2根，编号为1#、2#；52kg/m的2根，编号为3#、4#；55kg/m的2根，编号为5#、6#。28天后，对6根试桩进行了钻芯取样。

所抽测的6根水泥搅拌桩,其芯样性状如下:

1)1#桩：桩身距地面0.00～3.40m段固结较好，含灰量较高，芯样呈长柱状，局部呈短柱状；3.40～12.30m段无胶结，未成型。

2)2#桩：桩身距地面0.00～4.80m段，固结较好，含灰量较高，芯样呈长柱状，局部呈短柱状；4.80～12.10m段含无胶结，未成型。

3)3#桩：桩身距地面0.00～3.00m段固结较好，芯样呈短柱状，局部呈块状；3.00～12.20m段无胶结，未成型。

4)4#桩：桩身距地面0.00～4.50m段固结较好，芯样呈中柱状，局部呈短柱状；4.50～12.30m段无胶结，未成型。

5)5#桩：桩身距地面0.00～5.50m段固结较好，芯样呈长柱状，局部呈短柱状；5.50～12.20m段无胶结，未成型。

6)6#桩：桩身距地面0.00～4.20m段固结较好，芯样呈短柱状，局部呈块状；4.20～6.50m段固结一般，芯样呈短柱状，局部呈中柱状；6.50～12.30m段无胶结，未成型。

从此次6根试桩结果可以看出，在没插打排水板情况下，30天时间内水泥搅拌桩成桩效果不理想。同时，从施工工艺角度出发，若先进行搅拌桩施工，钻进过程中溢出的水泥浆会在砂垫层表面固结，给塑料排水板的沉管造成困难。故确定应先插打排水板，再施工搅拌桩。

三、施工工艺技术

(一)塑料排水板施工

1.材料要求

塑料排水板采用SPB-B型，要求纵向通水量不小于25cm3/s，塑料排水板其芯带选用聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯制作而成，滤膜采用涤纶、丙纶等无纺织物，断面尺寸：宽100mm，厚4mm。延伸率≤10%，整带拉伸强度不小于1.0KN/10cm，滤膜拉伸强度不小于1.0KN/m，滤膜渗透系数Kg>10-4cm/s，等效孔径O95<0.08mm，抗压屈强度：小于15m时为250KPa，大于等于15m时为350KPa。

2.施工流程

清除垃圾物——放样布桩——桩机就位——沉管——拔管——割断排水板——移机插打下一根

3.关键工序控制

①放样时要根据设计准确放样，特别是股道下面排水板，要平行于线路精确放样，并在每个孔位都作好标记，确保后续搅拌桩施工准确对位。

②穿靴：将塑料排水板端部穿过预制靴头固定架，对折带长约10cm，固定联结，一般预制靴头可采用铁质靴头。

③插入过程要防止淤泥进入板芯，以免造成堵塞，影响排水效果。

④施工所用套管应保证地基中的塑料排水板不扭曲，排水板需要接长时，采用滤套内平接的方法，芯板对扣，凹凸对齐，搭接长度宜大于20cm，滤套包裹，用可靠措施固定。

4.施工质量控制

①插入过程中导轨应垂直，钢套管不得弯曲，透水滤套不得被撕破和污染；排水板底部应有可靠的锚固措施，以免拔出套管时将芯板带出；下料时应考虑上拔时的“跟带”长度，“跟带”不得超出0.5m，否则报废重插，简单的检查方法是在塑料板带按打设深度作上记号，完成后根据剩余板带的长度测出“跟带”的长度。每根排水板长度的计算公式为： S=Sd+Sy+Ss+Sh

S——每根排水板的长度，m

Sd——打设长度，m

Sy——预备露出地面长度，m

Ss——蛇形弯曲量，m；一般为设计长的0.5%～1%；

Sh——板靴挂入量，m。

②塑料排水板留出孔口长度应保证与砂垫层连通，并将其保护好，以防机械、车辆进出时受损，影响排水效果。

③打设完毕后应立即摊铺上层中粗砂垫层，以防长时间暴露于空气中使板体老化。

(二)水泥搅拌桩施工

1.施工流程

围堰——平整场地——测量放线——定桩位——桩机对位调平——预搅下沉——提升喷浆搅拌——重复上下搅拌——清洗——移位。

2.关键工序控制

①桩机对位调平：移动结束后检查定位情况，保证桩机的基座平稳、周正，钻杆垂直度偏差小于1.5%，动力头、搅拌头、桩位三点一线。

②桩长：根据设计桩长在钻杆相应高度做好明显标记，再根据现场电脑打印小票进行复核，确保钻进深度。

③灰浆比重：灰浆严格按0.5的水灰比进行配置，每次配浆必须检查灰浆比重，在1.70-1.75间为合格，否则要根据比重再次进行调配。

④喷浆量：施工前对每台钻机上的电磁流量计进行校核，施工时不定时检查现场打印小票的每米喷浆量记录。

⑤停浆面：停浆面应选择在原地面下0.5m，否则封浆面太薄将造成灰浆外流堵塞排水板滤膜，影响排水效果。

四、成桩质量检测

成桩28天后，委托中国铁建第四勘察设计研究院工程咨询有限公司测试技术研究所进行成桩质量检测，包括全长抽芯取样无侧限抗压强度和复合地基承载力检测。此次共抽芯6根，复合地基承载力2根。检测结果如下：

钻探取芯结果表

从抽取的6根水泥搅拌桩芯样分析，芯样连续、胶结较好、骨料分布均匀、呈柱状，断口基本吻合，芯样无侧限抗压强度满足设计要求。

复合地基荷载试验结果汇总表

2点加载达到预期最大试验荷载时，终止加载。试验加载到90kPa时，沉降量分别为1.36mm、3.375mm；试验加载到180kPa时，总沉降量分别为4.435mm、9.040mm，且P～S曲线平缓，无明显陡降段，因此复合地基承载力特征值均≥90kPa，满足设计要求。

五、总结

塑料排水板联合水泥搅拌桩处理滨海软基的原理及优点：

(一)塑料排水板工作原理： 塑料排水板中间是挤出成型的塑料芯板，是排水带的骨架和通道，其断面呈并联十字，两面以非织造土工织物包裹作滤膜，芯带起支撑作用并将滤膜渗进来的水向上排出。塑料排水板用插板机插入软土地基后，在上部预压荷载作用下，软土地基中空隙水由塑料排水板排到上部铺设的砂垫层再经排水通道排除，达到加速软基固结的目的。

(二)水泥搅拌桩是用于加固饱和软粘土的一种方法，就是利用水泥、水配制成浆液等作为固化剂，用专用的搅拌钻机将固化剂等喷入软土地基中，并将软土与固化剂强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基，以稳固软基，减小沉降。

塑料排水板联合水泥搅拌桩处理可使庄周软土中空隙水通过排水板排出，加速软基固结。同时，水泥浆与土体搅拌成桩，形成复合地基，提高了地基承载力。这样，就大大增强了路基的稳定性，减小了路基的沉降变形值，使处理后的路基完全满足列车运行要求。

[1]杨仲元.软土地基处理技术.2009

曾湖庚(1981-)，男，本科，工程师，主要从事桥梁隧道路基施工工作。