塑料排水板插板机应用及其优化改进方法

张文生

（中交天航滨海环保浚航工程有限公司，天津 300450）

随着国民经济的发展，在近海滩地围海造地需求日益增多，沿海地区工程土质基本为软基，建造水利工程对软基处理十分关键。我国东南沿海地区有大量软弱黏土，其压缩性高，透水性差，不能满足高等级堆场工程要求，软基处理通常需采取处理措施，塑料板排水法操作简单，在公路软基工程处理中得到了广泛应用。塑料排水板固结法是砂井原理基础上发展的新工艺。目前，国内水利工程对打插塑料排水板适用规范较少，无正式成文规定，对工艺施工机械的标准较少。如何选择适合实际情况的施工机械，对保障施工规程正确实施影响重大，从机械结构特点、适用程度等方面确定。

1 塑料排水板法施工工艺技术

塑料排水板法是加速软基排水固结的有效方法，将塑料排水板与砂垫层连通，通过上部荷载作用排出孔隙水，提高地基强度。塑料排水板联合堆载预压作用形式分为排水与加压，打设排水板增加排水通道，堆载附加应力提升土体内孔压力，通过排水通道增加有效应力，地基承载力提升。塑料排水板打设是软基加固施工中的重要环节，插板机的选型等影响工程工期。塑料板排水法施工工艺为场地平整→塑料排水板桩位放样→塑料板通过导管穿出→沉设导管→提升导管→检查记录板位打设情况→塑料排水板端头处理。塑料排水板使用前需进行检验，进场堆放在现场排水板应进行覆盖，塑料排水板芯外包裹透水套易老化。塑料排水板施工深度要求穿透软层，否则，软基处理效果不佳。施工前进行试打。如可间隔10m 分左中右试点试打，确定打入深度为计量依据。排水板插板机无刻度，为记录排水板打入深入，需在插板机进行刻度标识，打入中有明显进尺标志。采用自动记录仪采集打入深度，按合同计量原则确定排水板计量长度。

塑料排水板施工前进行板位放样，确保排水板处理宽度满足规范要求，施工中以工班为单位做好记录，软基横向标明列数，经当日施工员验收签字。塑料排水板施工提升导管中常出现跟带现象，使排水板处理深度减少，必须进行控制，要求靠近跟带排水板旁重新打设，插入塑料排水板有足够深度。避免淤泥等进入导管中增大摩擦阻力等。施工中应全程监控，出现不合格及时补打。规范要求排水板垂直度不超过1.5%，因插板机无垂直控制标尺，通常在导管架悬挂垂球控制，垂直度取决于工作垫层平整性，做好垫层平整性，不会出现大的倾斜。施工拔起导管时，外侧出现许多淤泥，不及时清理会与砂垫层混合，必须安排专人清除导管带出淤泥。插板机可与袋装砂井打设机械共用，机械垂直振动据导管断面确定。塑料排水板与桩尖相连，与桩尖连接方式以楔形固定简单。排水板与桩尖连接不好，插入淤泥将通过桩尖与导管空隙进入导管，提升导管脱开与桩尖连接，不能固定会出现跟带现象，施工中应重点控制。

2 塑料排水板插板机常用机型

选择陆上塑料排水板插板机，需考虑机械性能，常用的陆上塑料排水板分为挖掘机改装、门式插板机。挖掘机改装插板机机型使用灵活，但软基难以承受。履带式插板机行走方便，可在组装底盘后进入施工场地组装其他部件。履带式插板机落地面积为4m2，软基处理后，可承受机械机型重量。插板机受履带控制垂直度，打插时平面位置到位，插入深度在10m 以上，插入必须移动机械位置，结构对垫层局部不平整，导致排水板局部垂直问题，由于无垂直度检查设备，导致排水板地基深度排列不均，使得沉降不均。履带式插板机机型插管扁平，交通部颁布规定，打设时回带长度不超50cm，插板机满足规定实施。沿海地区使用插板机需考虑海水腐蚀性，施工来潮提前将电动机拆除，插板机底盘部位被海潮浸泡，轴承活动关节部位保护弱，对轴承等腐蚀性较大。履带式插板机由于基梁低，遇到障碍必须打插排水板，施工难度大。履带式插板机运作位移灵活，排水板平面位置控制良好，施工中需补打时，履带式插板机可快速补打完毕。履带式插板机打设动力为电动机带动，基础不稳定时，会导致地基产生过大振动失稳。门式轨道插板机使用方便，3d 内可组装完毕投产，在软基处理中使用效果更好。门式插板机由于轨道落地面积小，需铺垫枕木减小压强。移动轨道施工烦琐。通过调节轨道水平度，保证良好的垂直度，使软基均匀排水。机管为φ114mm 无缝钢管，拔管振动大，打10m 回带30cm，插入深度应考虑回带问题。门式轨道插板机主要部件可提高避潮，笨重铁件抗海水腐蚀性强。门式轨道插板机受轨道控制行动，对垫层宽度要求较高，需要加宽垫层，需要补打时，移动机械麻烦，为工期产生较大影响，插板机打设为振动式，会为特殊地基产生失稳影响。插板机不存在基梁低造成施工不便问题。门式轨道插板机所需马力较小，在动力方面较为经济，打插14m/根长排水板，根据地基松软度，每小时可打设40 ～50 根。

3 塑料排水板插板机施工要点

塑料排水板打设时排水板扭结，淤泥进入带芯堵塞疏水孔，影响排水带排水，CFG 桩拔管过快造成局部缩颈，拔管过慢导致桩顶浮浆增厚，地层淤泥层地下水过多，挂不住桩靴，遇到淤泥地质，需要控制提管速度。塑料排水板堆载预压力施工质量执行《塑料排水板施工规程》《建筑地基基础工程施工质量验收规范》。在饱和软土中成桩，桩机振动力小，新打桩对已打桩作用表现为挤压，使得已打桩挤成椭圆形，严重产生桩断。相邻桩施工应隔桩跳打。满堂布桩不宜从四周转圈向内施工，可采用中心向外推进方案。由于板带施工板头位置有淤泥随板机带泥，要求施工后铲除，将板头超排水通透方向弯折，保证砂垫层通透系数，反滤土工布位置边沟根据沉降情况清沟，沉管中必须匀速，重车碾压未完成区域回填土，后期反挖施工保证设备行走匀速。施工安全风险包括施工现场用电安全、高空坠落等方面。电工上岗值班必须两人同岗，必须坚持定期安检制度，插桩作业遇到雷雨天需停止作业。施工用打设机架高10 ～25m，材质必须符合要求，在机架检修施工中使用安全带。机械作业插板机卷扬机钢丝绳需经常检查，振动锤紧固件必须有防震自锁装置。插班作业必须专人指挥，严防人身伤害。施工前规划好土方堆放，施工中，严格控制建筑垃圾对周围环境污染。做好安全文明施工，注意对周围建筑物、人行道的清洁卫生。挖掘机械进出施工场地，对出场道路及时清理污染泥土，施工现场做到工完场清。

4 塑料排水板插拔机施工技术改造

在黏土地基条件下进行插板，通过振动锤对准插孔位下沉，套管顶住锚靴将排水板插入设计深度，锚靴同排水板留在土中，由于套管内外压力差使深层黏土挤入套管，排水板不能留在土中，使插板机无法正常工作。插拔机无法工作原因是锚靴离开套管口，打设中要求套管内外压力差相同，利用水压补压装置抵消套管内外压力差。对插板机改造，在套管安装补压装置，排水板插入口设连接接头，连接柔性管，附近设置稳定水源，安装水位传感器，连接水泵控制器，打设时，套管穿入排水板，将积水抽入插板机套管，振动锤将套管打入地底，水位上升至传感器高度停止注水，套管内水位下降，进行下一根水板搭设。

黄骅港河口港区v 区物流项目工程为软基处理工程，处理面积近50 万平米，施工工艺，覆水抽气真空预压及土方堆载预压。施工区域东南侧附近积水较多，采用塑料排水板插板机搭设遇到困难，打设前套管无异物，完成施工后出现堵管，不及时清理堵管严重，打设至深度后排水板不夹带。现场对施工区域泥层钻孔取样，采样土体液性质指数达1.5，中心区域土层液性指数大于1.75，平均含水率达56%，打设至设计标高提起套管，套管内外存在较大压力导致导管淤泥挤入套管。沿海区域工程，套管外部塑料排水板易被风吹飞扭结，增设塑料排水板套箍，使排水板保持拉直状态。应按设计要求对平面布置测量放样，目前，施工主要依据操作人员控制，造成平面位移偏大问题问题，可利用GPS 系统划分施工区，精确排水板施打位置，实现信息化监测，为塑料排版信息化施工提供思路。插板机每日插板数量不足100 根，频繁出现堵管不夹带影响施工质量，技术人员对插板机进行改进，改造后平均打设数量达400 根以上，减轻了工人劳动强度。

5 结语

本文采用施工区易取得水源为补压装置，避免淤泥堵塞套管，通过水位监测装置控制套管水位，可为同类工程提供借鉴。对陆上排水插板机进行对比分析，选用根据是否适合工程情况，履带式插板机具有插设速度快等优点，可在井架上设置垂直度检查装置，使软基深度均匀分布，保证工程质量。塑料排水板施工为隐蔽工程必须有施工人员在场跟踪，使塑料排水板打入深度符合要求，覆盖上砂垫层使其竖直方向形成畅通排水通道。