塑料排水板联合堆载预压软基处理工艺及检测

文/胡鹏 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 湖北武汉 430012

海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室 湖北武汉 430012

刘国宝　中交二航局第一工程有限公司 湖北武汉 430012

1、工程概况

福州港三都澳港区漳湾作业区10号泊位工程位于三都澳西北部、宁德市区东北方向约15km处， 9号泊位东侧的延长线上。

本工程新建4万吨级通用泊位1个及相应的配套设施。前方场地陆域用地总面积为1.91万m2，后方场地陆域用地总面积为7.56万m2。地基处理施工范围为前方陆域和后方陆域，深层软基采用塑料排水板联合堆载预压工艺处理。

据现场调查和钻孔揭露，除上部冲填土外，本场地主要地层有：第四系全新统冲海积层，岩性主要为淤泥、粉砂、中砂；第四系上更新统冲海积、冲洪积层，岩性主要为淤泥质土、粉质粘土、卵石、中细砂；第四系更新统残积层，岩性为残积(砂质)粘性土；底部为燕山期侵入岩花岗岩及其风化层。

2、主要施工工艺

本工程软基处理采用平铺100cm中粗砂垫层做水平排水通道，垂直施打B型塑料排水板做构筑竖向排水通道（排水板正方形布置，间距100cm），然后在砂垫层上部分级堆载一定厚度（5.50m厚）的土石方等压载材料，下部土体加速沉降，快速排水固结，达到相对稳定，具有一定的承载力。

施工工艺流程如下：

施工准备→铺设水平砂垫层→排水板施工→堆载预压→施工监测→卸载

2.1　施工材料和设备

砂垫层：中粗砂；不低于100cm厚

塑料排水板：B型，满足相关规范要求；正方形布置，间距100cm，施打深度15-25m。

堆载预压材料：开山土石方

施工设备：液压插板机、履带振动式插板机、2500液压引孔机。

2.2　塑料排水板施工

（1）测量定位：用全站仪放线，确定边线控制点，并用钢尺标记每根塑料排水板的位置；

（2）插板机就位：根据标记，将插板机移至相应桩位；调整插板机套管垂直度；并在相应位置做好排水板插打深度标记；

（3）安装管靴和排水板：将塑料排水板穿过插板机套管，从套管下部引出，用专用管靴连接。

（4）插打与拔管：将插板机套管连同桩靴、排水板一同插入地下，当排水板达到设计深度后，拔出套管，排水板下端锚固与土体内。

（5）移机：插板机套管拔出后，预留50cm，剪断排水板，将插板机移至下一桩位施工。

（6）检查：检查排水板平面位置、插打深度、垂直度、外露长度等符合规范要求，并将外露的排水板端头埋入砂垫层内。

2.3　堆载预压与卸载

后方及前方陆域：分三级堆载，第一级堆载厚度2m，第二级堆载厚度2m，第三级堆载厚度1.5m。

回填料选用开山石，要采用20t自卸汽车运输抛填，现场配推土机、挖机及装载机等设备辅助整平，回填和堆载分区、分层进行，石料堆载高度5.5m，分级堆载间歇时间共计250天，堆场区按80KP堆载预压。在分级回填及堆载预压过程中，严格按照设计图纸的压载高程和间歇时间进行控制。待沉降稳定地基固结度达到90%以上时，卸载至+8.81m。

地基达到设计要求的预压时间或沉降量的要求后，按设计要求方可分期分级卸载，并应继续观测地基沉降和回弹情况。

3、质量控制要点

3.1　塑料排水板施工要点

（1）塑料排水板应堆放整齐并遮盖严实，严禁太阳下曝晒老化。

（2）塑料排水板场内运输时，严禁野蛮搬运，不得破坏滤膜；使用时先去掉外包装塑料膜。

（3）塑料排水板长度随软层厚度而异，但必须打穿淤泥质土，护岸塑料排水板不得搭接，陆域塑料排水板可以搭接。

（4）打入地基的塑料排水板宜为整板，需要接长时每根塑料排水板不得多于1个接头，且有接头的塑料排水板根数不应超过总打设根数的10%，相邻的排水板不得同时出现接头。

（5）塑料排水板接长时需将待接排水板的滤膜完整地剥开，将板芯对插搭接，搭接长度不小于200 mm，再将滤膜包好、裹紧后，用大号钉书钉钉接。

（6）施工时应提交详细施工记录，包括插板深度、板位、垂直度、外露长度、回带长度、回带板根数、布打根数与位置，具体控制标准为：插板机定位时，管靴与板位标记的偏差应控制在70mm内，垂直度应控制在±1.5%。回带长度一般不得超过0.5m，根数不得超过打设总根数的5%。如回带长度超过0.5m时，应在插点附近补插。

（7）在施打塑料排水板过程中严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象，如有应在插点附近补插。

（8）塑料排水板打设完毕，应及时验收，剪断塑料排水板后砂垫层以上的外露长度应大于200mm，合格后将排水板外露部分埋入砂垫层中，并将打设时在板周围形成的孔洞用中粗砂填满。

（9）塑料排水正式施工前应进行试插板施工，以确定所采用合适的施工工艺、施工设备等。

（10）必须按设计要求严格控制塑料排水板的打设底标高，不得出现浅向偏差；当发现地质变化大，无法按设计要求打设时，应立即与监理工程师联系并征得设计代表和监理工程师同意后方可变更打设标高。

（11）插板施工工艺为陆上套管式施打，设备接地压力与需处理地基相适应；导架高度、打设能力应满足设计要求；机架垂直度、就位应调节方便、正确。

（12）插板机施打动力可采用液压式或振动式，根据现场实际情况选择适当设备。

3.2　堆载预压施工要点

（1）开山土石回填及堆载预压应分级进行，每层厚度不得大于1.0m。

（2）开山土石回填及堆载预压每级施工天数为5天，在静压10天后再进行下一级加载并通过沉降速率、水平位移、孔隙水压力等指标控制加载速率，要求加载期间地基沉降速率不大于15mm/天，护岸处水平位移不大于5mm/天，孔隙水压力控制在Σ△U/△P≤50%，当超过以上数值时，应立即停止施工，待孔隙水压力基本消失后方可施加下一级荷载。

（3）分级加载至设计堆载高度后，满载预压时间暂定为4个月，预压过程中因沉降等因素引起的标高不足部分须进行补方。

4、施工检测方法

为保证软基处理在施工期及使用期间的整体安全和稳定，需要在施工期和使用期进行地基沉降观测，进行长时间、连续的现场技术监测和分析工作，从而指导现场施工和优化设计，反馈和验证设计参数取值，提供质量检测和隐蔽验收数据，保证施工进程和质量，为制定、执行有关施工专项方案和调整设计提供详实的数据和技术支持，同时配合和支持工程竣工验收、工程投资后评价等工作。

主要进行监测的工作项目有：表层沉降监测、深层土体水平位移监测（测斜管）、地下水位及孔隙水压力监测、土工试验及地基承载力检测。

4.1　基准桩、校核基准桩

工作基准桩原则上沿处理区的轮廓线布设，每200m布一个，基准桩距处理区边界的最小距离应大于堆载预压引起的地基沉降的影响范围或强夯影响范围，且不小于20m，通视条件要好。

基准桩采用边长20cm的钢筋砼预制方桩或外围永久观测点，底端埋置于相对稳定的土层内，顶部露出地表15cm，且固定好基点测头。校核基准桩选在更远一点的相对稳定的地段，以便隔一段时间对工作基准点的高程进行校核，确保观测精度。埋设方法同基准桩。

各分区监测点的测放采用全站仪进行。

4.2　表层沉降监测

沉降标主要由底板、测杆、塑料套管和护筒组成。底板采用不小于50cm×50cm×10mm的钢板制成；测杆用直径为4cm钢筋，测杆与底板之间焊接，测杆接长采用焊接方式；塑料套管选用Ф80PVC管材；护筒采用直径、高均为0.8m的钢筋笼外裹彩条布制作而成，设于测杆周围，以保护测杆。

埋设及观测要点：

沉降板埋置于砂垫层下、软基之上，测点布置见有关设计图纸。埋设及安置要点如下：

（1）埋设时间：塑料排水板打设完成之前。

（2）放线定位：采用全站仪测放点位。埋设的位置偏差控制在20cm以内。

（3）基槽开挖：在砂垫层中按1:1放坡开挖一个底面积为1×1m的基槽，槽深1.0m。

（4）安放就位：整平基槽地面，安放沉降板，应保证底板处于水平状态，测杆的倾斜度≯0.5%。

（5）回填固定：将塑料套管套住测杆，并尽量保证测杆位于套管中央，立即回填基槽。为了避免填土对沉降板移位的影响，基槽回填后，在砂垫层顶面，大面积填方前，应先对沉降板周边3m范围用人工或小型机械填筑第一层土。

（6）保护：测杆顶应高出填土面≯1.0m，高出塑料套管0.1m。在每次填筑新一层土之前，先在沉降板周边3m范围内用人工或小型机械填筑第一层土。然后在测杆周边设置护筒，护筒外表面应选用要醒目的反光条，防止夜间施工破坏沉降板。

（7）初始读数：基槽回填后，应立即测读沉降板测杆的原始标高读数，24小时以后再进行复核，并确定沉降板的初始标高。

（8）测杆的接长：随着填土的进展，沉降板测杆应及时接长，测杆接长前后分别测出标高，并将新的测杆顶标高记录在案作为以后观测计算依据。测杆接长的同时应接长塑料套管。

（9）套管上口加盖封住，避免填料落入管内影响测杆下沉的自由度，盖顶高出碾压面高度不大于50cm。

（10）沉降观测采用二等精度的几何水准测量，观测精度小于1mm，每次测前对水准仪和水准尺进行检验，并定期进行检定。对外业监测网进行严密的平差计算，并定期进行复测。

（11）施工加载过程通过垂直位移控制加载速率，控制标准为垂直沉降每昼夜小于15mm。

4.3　深层土体水平位移监测（测斜管）

采用钻机导孔埋设，达到要求的深度后，埋置 Ф70mm 双向测斜管，测斜管底部应封死。管壁孔隙可采用注水泥浆或灌砂固定。监测时，采用测斜仪测试，每500mm测读一次数据，监测频次按设计要求。

4.4　地下水位及孔隙水压力监测

采用振弦式孔隙水压力计观测孔隙水压力，孔隙水压力计在插板后埋设，布置在加固区内。孔隙水压力测点沿深度布设根据设计文件要求确定，一般每种土层均应有测点，埋置深度应及至压缩层底。

4.5　土工试验及地基承载力检测

取得加固前后土体的静力触探指标及各土层承载力等力学指标，评价处理效果。在施工结束进行静荷载试验，得到处理后地基的实际承载能力，评价加固效果。

5、施工效果评价

福州港三都澳港区某滨海堆场软基处理工程施工中采用B型塑料排水板、液压式插板机和履带式振动插板机，打设深度为12m～30m，管靴采用钢筋，打设过程中严格控制回带长度、数量、孔位偏差、垂直度等，施工过程中严格按照规范的要求组织实施，及时进行现场测试工作，根据试验结果，通过对地基处理监测数据的分析整理，本工程的地基处理效果满足设计和规范的要求。

结语：

与其他处理方法相比，对于淤泥层较厚（深）的场地，采用塑料排水板联合堆载预压方法进行软基处理，工艺简便，造价低，值得优先选择。