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排水固結(jié)法
排水固結(jié)法在工程中的應(yīng)用
摘要：由于南京河西新城區(qū)位于長(zhǎng)江邊，分布有較厚的軟弱土體，且含水量高，壓縮性大，強(qiáng)度低，工程地質(zhì)性差，因此在進(jìn)行城市道路建設(shè)時(shí)需對(duì)地基進(jìn)行處理，地基加固采用排水固結(jié)法，降低工后沉降，避免產(chǎn)生不均勻沉降，提高路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性。本文介紹了這種方法的施工過程中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：道路軟基塑料排水板堆載預(yù)壓
本文主要介紹作者在南京河西新城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建南湖路道路工程施工中對(duì)排水固結(jié)法加固地基的施工工藝及注意事項(xiàng)。
1、工程簡(jiǎn)介
（1）地理位置
南湖路道路工程為河西新城區(qū)主干道系統(tǒng)南北向的一條主干道，南起雨潤(rùn)路，經(jīng)緯九路北接緯八路，路長(zhǎng)2954.76米。隨著河西新城區(qū)及全運(yùn)會(huì)場(chǎng)館建設(shè)的開發(fā)及啟動(dòng)，南湖路道路工程的建設(shè)尤顯重要，南湖路將貫通又一條南北向主干道，溝通雨潤(rùn)路、緯九路、緯八路等數(shù)條東西向主干道，發(fā)揮其在整個(gè)路網(wǎng)中的作用，使路網(wǎng)布局更趨于均衡合理。同時(shí)對(duì)沿線的土地開發(fā)利用也起到一定的作用。路段將分南北兩段進(jìn)行招標(biāo)，其中南段：雨潤(rùn)路—緯九路段，長(zhǎng)1025.16米；北段：緯九路—緯八路，長(zhǎng)1929.60 米。
（2）工程地質(zhì)簡(jiǎn)述
工程勘探結(jié)論：本路線沿線普遍分布有較厚的軟弱土體，且2-2、2-3層含水量高，壓縮性大，強(qiáng)度低，工程地質(zhì)性差，需對(duì)地基進(jìn)行處理，地基加固采用排水固結(jié)法，降低工后沉降，避免產(chǎn)生不均勻沉降，提高路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性。
本工程中的排水固結(jié)預(yù)壓法有兩種：排水板- 堆載預(yù)壓法與排水板- 真空預(yù)壓法。同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮到整體性，擬全線路段采用塑料排水板+ 堆載預(yù)壓，堆載時(shí)間大于6個(gè)月；橋頭過渡段及軟土巨厚段采用塑料排水板+真空預(yù)壓，抽真空保持3個(gè)月。 交叉口范圍路基處理寬度為15 米+ 路幅+15米。
表中排水板長(zhǎng)度已經(jīng)包含交叉口加寬處理及排水板伸入墊層50cm的用量。 工后沉降控制值：路段小于20cm，橋頭過渡段小于10cm。
各段塑料排水板長(zhǎng)度變化處施工時(shí)應(yīng)注意土層變化，進(jìn)行合理調(diào)整長(zhǎng)度。 兩種方式交接處堆載范圍內(nèi)漸變段20m，10m 堆載2m，另10m堆載2-1.5m。
2、塑料排水板的打插施工
（1） 塑料排水板：C 型執(zhí)行塑料排水板質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JTJ/T257-96，
（2）施工機(jī)械：插板振動(dòng)機(jī)
（3）塑料排水板的設(shè)計(jì)要求：本標(biāo)段塑料排水板的布置為梅花形，間距1.5米，打設(shè)深度見表1。塑料排水板打設(shè)到設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)入墊層的長(zhǎng)度為50cm，頂端彎折平放埋設(shè)于砂墊層中。
（4）施工工藝流程：整平場(chǎng)地鋪筑下層砂墊層機(jī)具就位塑料排水板穿靴插入套管割斷塑料排水管機(jī)具移位鋪設(shè)上墊層
3、排水板-堆載預(yù)壓法的堆載施工
（1）20cm砂墊層：塑料排水板施工完畢后測(cè)量放線，準(zhǔn)確定出砂墊層的坡腳線，并用石灰標(biāo)示。采用人工配合自卸車進(jìn)行分堆攤鋪法攤鋪。為第一文庫(kù)網(wǎng)保證砂墊層的填筑寬度、厚度、軸線等符合設(shè)計(jì)要求。
（2）埋設(shè)沉降觀測(cè)設(shè)備：施工要求同后面介紹的真空預(yù)壓的沉降觀測(cè)設(shè)備要求一樣。
（3）土工布施工：本次采用無(wú)紡?fù)凉げ迹x用的土工布質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)要求，外觀無(wú)破損，無(wú)老化，無(wú)污染現(xiàn)象；在平整好的砂墊層上攤鋪，攤鋪時(shí)應(yīng)拉直平線，緊貼下承層，
不得出現(xiàn)扭曲、折皺、撕裂、重疊。然后進(jìn)行路基填土，并回折土工布覆蓋在上層，應(yīng)保持平整順適。
為保證土工布的整體性，搭接長(zhǎng)度為30-90cm。
（4）盲溝的設(shè)置：為能及時(shí)排出軟土路基固結(jié)滲透水，按設(shè)計(jì)要求在砂墊層兩側(cè)設(shè)置盲溝（下口40cm，上口60cm，高50cm）。
（5）先加40-60cm土的荷載。然后再進(jìn)行正常的堆載，堆載高度1.5-2.0m土，可進(jìn)行松土、其他材料的等質(zhì)代換。堆載時(shí)間應(yīng)由沉降量、沉降速率雙控制。沉降量見表1，二灰結(jié)石施工前沉降速率應(yīng)小于0.2mm/d。但堆載時(shí)間至少保證6個(gè)月，我們將進(jìn)行9個(gè)月。
4、排水板-真空預(yù)壓法施工
真空預(yù)壓是排水排水真空預(yù)壓法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在塑料排水施工完畢并輔好好砂墊層后，即可進(jìn)行真空排水預(yù)壓工程的各項(xiàng)工作。本工程預(yù)壓面積11850m2。
（1）真空預(yù)壓施工工藝流程：施工準(zhǔn)備前期勘探、儀器埋設(shè)主、支管定位和安裝鋪設(shè)土工布、膜開挖回填密封溝抽氣管道和真空泵聯(lián)接抽真空、軟基監(jiān)測(cè)鋪第二層土工布、膜上儀器埋設(shè)路基填筑真空預(yù)壓卸載驗(yàn)收
（2）施工工藝要點(diǎn)
A、施工準(zhǔn)備
a、開始真空預(yù)壓施工前，其前道工序如排水板、砂墊層必須通過質(zhì)量驗(yàn)收。
b、計(jì)劃在加固區(qū)外的適當(dāng)位置處搭設(shè)2 個(gè)臨時(shí)工地倉(cāng)庫(kù)（抽真空時(shí)一個(gè)用作發(fā)電機(jī)房），每個(gè)面積約20-40m2。
B、前期勘探、儀器埋設(shè)
目的：查看有無(wú)水源補(bǔ)給充足的透水層，分析軟基加固效果，判斷軟基穩(wěn)定性，研究加固機(jī)理。本次埋設(shè)設(shè)備主要有分層沉降管、測(cè)斜管、孔隙水壓力計(jì)。
C、主、支濾管定位、安裝
結(jié)合本工程設(shè)計(jì)要求和施工段特點(diǎn)，主管布置形式采用雙主管，濾管間距5.5m。主支濾管布置形式采用梳齒狀。主管與濾管之間采用四通連接，濾管與濾管之間用直通連接，主管與主管之間用三通連接。該中布置形式能保證整個(gè)加固區(qū)內(nèi)真空均勻一致，而且個(gè)別泵機(jī)停機(jī)檢修，對(duì)真空度幾乎無(wú)影響。
D、鋪設(shè)土工布及密封膜
密封膜：采用密封性好、韌性好，抗老化性能和抗穿刺能力強(qiáng)的專用密封膜，密封膜為在廠內(nèi)加工完成（接頭工廠內(nèi)已接好）的兩層整塊膜，在鋪密封膜前，要認(rèn)真清理平整砂墊層檢除貝殼和尖角石子，填平打設(shè)袋裝砂井或塑料排水板時(shí)留下的孔洞，應(yīng)將露出的排水板頭埋入砂墊層中。第一層膜鋪好后認(rèn)真檢查及時(shí)補(bǔ)漏，再鋪設(shè)第二層密封膜，同樣要認(rèn)真檢查及時(shí)補(bǔ)洞。
E、開挖、回填密封溝
密封溝布置在施工區(qū)四周，在真空預(yù)壓施工中它主要起周邊密封作用，密封溝施工采用人工結(jié)合機(jī)械開挖，開挖深度大于1.5m，并進(jìn)入淤泥層，在鋪設(shè)密封膜后，密封溝須用粘土回填。開挖密封溝時(shí)注意塌方，謹(jǐn)防堅(jiān)硬帶菱角碎石等落入溝中。施工中要求邊開挖、邊埋膜、邊回填。
F、抽氣管道和真空泵聯(lián)接
本次真空預(yù)壓加固區(qū)約為11850 m2，一臺(tái)7.5KW 的真空泵可控制800-1200 m2 的面積，計(jì)劃安排真空泵30 臺(tái)（5 臺(tái)備用），實(shí)際使用數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)真空情況決定。
真空主管通過出膜器及吸水膠管與真空泵連接。出膜器的連接必須牢固，密封可靠。為了防止由于地質(zhì)突變等不利條件，也可預(yù)留若干個(gè)備用出膜接口，以備加泵使用。
5、施工組織安排和進(jìn)度計(jì)劃
為按期并高質(zhì)量完成本次軟基處理工程的施工任務(wù)，施工企業(yè)必須為工程做最充分的準(zhǔn)備工作，組織在軟基處理，特別是在排水板-堆載和排水板- 真空預(yù)壓方面施工經(jīng)驗(yàn)豐富的施工管理人員和工人，配備完善的施工機(jī)械，以先進(jìn)的項(xiàng)目管理模式，設(shè)置施工現(xiàn)場(chǎng)組織機(jī)構(gòu)。
6、施工質(zhì)量和安全保證措施
（1）抽真空主、濾管均勻分布。濾管間距確定為5.5m。在預(yù)壓區(qū)邊側(cè)的濾管應(yīng)留適當(dāng)?shù)木嚯x。
（2）抽真空主、濾管均選用直徑76mm 的PVC 管。濾管周圍打?yàn)V水孔。濾管用無(wú)紡?fù)凉げ紴V膜完全包裹。
（3）抽真空主管與濾管間用同徑四通連接。
（4）密封溝靠真空預(yù)壓一側(cè)的邊坡，要用挖土機(jī)結(jié)合人工修整平順，不允許存在局部突出的硬塊，以避免抽真空時(shí)頂破撕裂密封膜。
（5）密封膜選用兩層符合抽真空要求的塑料薄膜。
（6）鋪設(shè)密封膜前，進(jìn)行砂墊層表面處理。
（7）鋪設(shè)密封膜時(shí)，先鋪第一層密封膜。檢查后鋪設(shè)第二層密封膜。
（8）密封膜的邊緣埋入密封溝底淤泥中。
（9）各真空預(yù)壓加固單元按每800-1200平方左右的加固面積配置一套真空泵系統(tǒng)，與其射流泵配套的電機(jī)功率為7.5KW，泵的真空度可達(dá)到95Kpa。在每個(gè)加固單元兩端的真空泵靠中心一側(cè)，各加設(shè)一個(gè)預(yù)留出膜器，并準(zhǔn)備一臺(tái)備用泵。
（10）選用合格真空表檢測(cè)真空度。
（11）采用自備柴油發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力保障，電路布設(shè)安全、合理，不影響抽真空效果。
（12）抽真空期間，配備人員24 小時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)值班，保證發(fā)電機(jī)及抽真空系統(tǒng)正常工作。并及時(shí)記錄有關(guān)技術(shù)參數(shù)。
（13）現(xiàn)場(chǎng)值班人員經(jīng)常觀察并記錄真空度變化情況，發(fā)現(xiàn)膜下真空度下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。
7、施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)控制
監(jiān)測(cè)控制包括：現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)充鉆探、取土樣、表面沉降觀測(cè)、水平位移觀測(cè)、孔隙水壓力觀測(cè)、膜下真空度觀測(cè)、室內(nèi)土工試驗(yàn)等。
（1）現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
A、表面沉降觀測(cè)：真空預(yù)壓期每3 天觀測(cè)一次，填土施工期每填一層土觀測(cè)一次，真空預(yù)壓卸載前后每天觀測(cè)一次，卸載結(jié)束7 天后，每7-15天觀測(cè)一次。
B、水平位移觀測(cè)：觀測(cè)儀器用測(cè)斜儀，觀測(cè)頻率同表面沉降觀測(cè)，但在填土施工期應(yīng)適當(dāng)加密。
C、膜下真空度觀測(cè)：利用真空度表觀測(cè)，埋設(shè)在砂墊層中間，利用細(xì)塑料管接出，布置5個(gè)左右，抽真空期間，須每天觀測(cè)。
D、分層沉降觀測(cè)：分層沉降磁環(huán)每孔12 個(gè)，間距2.0m，觀測(cè)儀器用分層沉降儀，觀測(cè)頻率同表面沉降。
E、孔隙水壓力觀測(cè)：觀測(cè)儀器用振弦頻率儀，觀測(cè)頻率同分層沉降。
（2）取土及室內(nèi)試驗(yàn)
真空- 堆載聯(lián)合預(yù)壓結(jié)束前后各取一次土，孔深24m，每3m 取土一組，每次2孔。室內(nèi)土工試驗(yàn)內(nèi)容主要包括：含水量、容重、液塑限，對(duì)部分土樣做滲透試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)。 結(jié)束語(yǔ)
排水固結(jié)法在軟基處理中起得了良好的效果，并且這種處理方法很適用于水系發(fā)達(dá)，地質(zhì)軟弱的江南地區(qū)。
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