塑料排水板（精选11篇）
塑料排水板 篇1
根据工业和信息化部2012年第70号公告, JC/T2112—2012《塑料防护排水板》行业标准已获批准发布, 并于2013年6月1日起正式实施。
1 标准制定的背景
1.1 塑料防护排水板生产应用概况
我国塑料防护排水板的生产与使用开始于20世纪90年代初。1992年, 上海凯迪科技实业公司开始研制塑料防水板, 于1993年率先在东方明珠中厅屋顶绿化中应用了此种产品, 并在产品品种、结构、使用范围与应用技术等方面作了较多探索与研究, 获得了4项专利。南通沪望塑料科技发展有限公司也是在1992年开始生产覆无纺布的塑料排水板的, 并获得了国家3项“实用专利证书”。上海三彩科技发展有限公司于1998年开始生产塑料排水板;广东科顺化工实业有限公司、北京市建国伟业防水材料有限公司、北京正菱科技发展有限公司等一些企业也是在上世纪末、本世纪初先后开发研究并大批量生产塑料排水板的。国外产品方面, 意大利德高瓦公司的排水板是在20世纪末进入我国并得到推广使用的;匈牙利马斯特普拉斯特 (上海乐卫建材贸易有限公司) 的排水板则是在2008年开始进入我国并应用于屋面绿化与汽车车库顶板上的。目前国内排水板产量规模较大的生产企业主要有南通沪望塑料科技有限公司、上海凯迪科技实业公司、广东科顺化工实业有限公司、北京市建国伟业防水材料有限公司、北京金石联科工程技术有限公司和北京正菱科技发展有限公司等。
1.2 产品功能与应用范围
一般来说, 塑料防护排水板兼具以下几项功能:
1) 导水排水性。排水板表面具有凹凸中空的凹凸结构, 可以快速有效地将雨水或其他积水导出, 减少甚至消除防水层的静水压。这种自动排水功能可以提高工程的防水性能, 延长工程使用寿命。
2) 防水性能。塑料防护排水板本身就是一种很好的防水材料, 采用可靠的搭接方式, 可使其成为一种很好的辅助防水层。
3) 耐根穿刺性能。塑料防护排水板具有耐植物根穿刺性能, 用于种植屋面, 既可排水, 又可提高屋面耐植物根穿刺的性能。
4) 防护性能。塑料防护排水板可以抵御土壤中酸碱的侵蚀, 保护建筑物及其防水层。在地下工程回填土时, 可以保护建筑物及其防水层免遭破坏。
5) 隔音及通风防潮性能。实验室试验表明:高密度聚乙烯 (HDPD) 排水板, 可有效降低室内14 d B、500 Hz的噪音, 有明显的降噪效应。排水板用于地面或墙面, 可以发挥其防潮作用。
塑料防护排水板主要应用于:1) 屋顶花园与地下车库顶板;2) 地下建筑顶板、侧墙和底板;3) 地下室防水与防水维修;4) 隧道;5) 垃圾填埋场等工程。
1.3 标准编制的目的与意义
目前, 国内有交通部制定颁布的JT/T 521—2004《公路工程土工合成材料塑料排水板 (带) 》行业标准, 其产品主要用于水运、港口、铁路、水利、公路等土工工程。而本次编制的JC/T 2112—2012《塑料防护排水板》标准, 其产品主要用于种植屋面和地下工程等排水防护。排水板用于种植屋面中, 能将种植土层中多余的水排出, 防止植物烂根, 同时避免种植土的流失。排水板在工程应用中所承受的侧压力不大, 如种植屋面, 其上的种植土深度一般不超过2 m, 种植土密度一般不超过1 500 kg/m3, 植物荷载不超过300kg/m2, 计算其压力为33 k Pa, 远低于公路、水利等土工工程应用时所承受的侧压力。同时, 排水板用于种植屋面时, 其屋面的排水量并不大, 并且当有暴雨时也可以从表面排水, 因此对排水量的要求不高。但由于种植屋面使用年限要求高, 一般不得少于15年, 因此排水板的耐久性要求比普通土工工程应用高, 一些回收料生产的排水板是不能满足此耐久性要求的。此外排水板需要能抵抗施工应用时的机械破坏, 对材料的拉伸性能、撕裂性能、低温柔性等都有一定的要求。
目前国内地下工程与种植屋面用的排水板生产企业有近20家, 主要采用表面凹凸形状的塑料排水板, 此外也有采用橡胶排水板的, 或采用具有排水功能的方便面网状材料、凸台格栅。排水板国外使用的情况和国内差不多, 应用比国内早, 有些产品在国内也有销售。
在本标准编制之前, 国内没有适用于种植屋面与地下防水工程等应用的统一的排水板产品标准与试验方法。国内相关企业生产此类产品时, 有些按照土工工程的要求 (JT/T 521—2004) , 有些采取自订企业标准, 标准规定各不相同。因此, 在全国范围内, 根据工程需要, 统一规定产品的质量技术指标和试验方法, 有利于保证产品质量和工程质量, 有利于塑料防护排水板产品的健康稳步发展。
2 标准主要内容与制定依据
2.1 范围
排水板按其材质可分为:橡胶类与塑料类。塑料类又可分为:高密度聚乙烯 (HDPE) 、聚丙烯 (PP) 与聚苯乙烯 (PS) 3类。本标准适用于以聚乙烯、聚丙烯等树脂为主要原材料, 表面呈凹凸形状, 用于种植屋面、地下建筑、隧道等工程的塑料防护排水板。
其他材质和用途的防护排水板也可参照本标准使用。
2.2 分类、规格和标记
2.2.1 分类
排水板按表面是否覆盖过滤用无纺布, 分为不带无纺布排水板 (N) 和带无纺布排水板 (F) 两类。
2.2.2 规格
1) 排水板厚度:0.50 mm、0.60 mm、0.70 mm、0.80mm、1.00 mm (注:厚度指排水板主材厚度, 不含无纺布) 。
2) 排水板凹凸高度:8 mm、12 mm、20 mm。
3) 排水板宽度不小于1 000 mm。
4) 其他规格可由供需双方商定。
2.2.3 标记
按产品名称、分类、厚度、凹凸高度、宽度、长度、主材与无纺布的单位面积质量和标准编号的顺序标记。
示例:带无纺布的、厚度0.70 mm、凹凸高度8mm、宽度1 000 mm、长度20 m、主材单位面积质量800 g/m2、无纺布单位面积质量200 g/m2的排水板标记为:
“排水板F 0.70 8 1 000×20 800/200 JC/T2112—2012”。
2.3 一般要求
生产塑料防护排水板的原材料, 除采用新料外, 从利于再生资源使用出发, 允许掺入一部分聚乙烯、聚丙烯废料。但过多掺入工业废料, 会影响环境与安全。因此, 从保证使用安全和保护环境出发, 规定“本标准所包括产品的生产与使用不应对人体、生物与环境造成有害的影响, 所涉及与生产、使用有关的安全和环境要求应符合我国相关标准和规范的规定”。
2.4 技术要求
2.4.1 规格尺寸
目前, 国内生产的塑料防护排水板产品主要有两种, 一种是在工厂已复合无纺布;另一种是无无纺布, 在工程施工时现场复合无纺布。根据JGJ 155《种植屋面防水工程技术规程》的要求, 过滤用无纺布单位面积质量为200~400 g/m2;本标准规定不小于200 g/m2。市场上排水板的厚度, 主要有0.50 mm、0.60 mm、0.70 mm、0.80 mm、1.00 mm几种。作为排水板凹凸的总高度, 其大小决定着排水能力。但也不是越高越好, 引进的国外产品凹凸高度为8 mm。本标准规定为:8mm、12 mm、20 mm, 其他规格由供需双方商定。若凹凸高度太高, 抗压强度降低, 被压瘪后排水能力反而会下降。对于排水板, 其宽度不小于1 000 mm, 便于与排水带区别。
2.4.2 物理力学性能
本标准规定的塑料防护排水板的物理力学性能指标 (表1) , 主要考虑到相应的工程应用。如压缩性能 (抗压强度) , 用于种植屋面时, 经计算其压力一般不会超过33 k Pa, 远低于公路、水利等土工工程应用。在车库顶板种植方面, 虽然会由于施工机械等原因造成排水板被压瘪, 但此时排水板的排水功能并不重要 (因为没有排水沟, 主要靠土壤排水, 当然排水板即使压到底也有一定的排水功能) , 主要起防护作用, 为此标准规定抗压强度不小于150 k Pa, 绝大部分试验样品都能满足该要求。为了防止采用大量的回收料, 规定试件压缩到底是否破裂。由于需要排水, 有纵向通水量要求, 根据前面的压缩要求, 纵向通水量的侧压力也规定为150 k Pa。种植屋面的排水量要求并不高, 水大时可以从表面排水, 因此根据试验验证情况定为10 cm3/s, 验证试验样品都能满足要求 (表2) 。为了满足产品施工使用的需要, 需要有拉伸性能和撕裂性能。拉伸性能规定了伸长率10%时的拉力不小于350 N/100 mm, 最大拉力不小于600 N/100 mm, 断裂伸长率不小于25%。其中伸长率10%时样品拉力都能满足要求, 最大拉力有些样品的横向不能达到, 断裂伸长率部分样品横向不到25%。撕裂强度根据验证试验要求规定为不小于100 N, 个别样品不满足要求。为了防止产品脆裂, 规定了低温柔度项目, 根据验证试验定在-10℃, 样品都能满足要求。为了保证产品的耐久性, 规定了热老化项目, 热老化对产品性能影响较大的有拉伸性能保持率、压缩性能保持率和低温柔度, 验证试验除了断裂伸长率保持率, 其他项目都符合标准要求。
2.5 试验方法
试验方法尽量采用现行的国家标准与行业标准, 以使试验结果具有可比性, 如拉伸性能采用GB/T328.9—2007《建筑防水卷材试验方法第9部分:高分子防水卷材拉伸性能》中A法;压缩性能采用GB/T 1041《塑料压缩性能的测定》。
纵向通水量采用SL/T 235—1999《土工合成材料测试规程》, 并根据塑料防护排水板的材料性能对试验条件作了部分修改, 具体方法如下:采用的试件宽度为150 mm, 深度为 (长度) 300 mm。测试N类产品时, 在试件上表面加一相同尺寸、单位面积质量为 (200±15) g/m2的聚酯无纺布。试件平面承受的侧压力为150 k Pa, 试验时两端水位差为300 mm。试验按SL/T 325—1999进行, 记录渗流15 min时的渗水量, 以cm3/s表示, 以两次测定的平均值作为试验结果。当排水板凹凸高度超过8 mm, 受试验设备的限制时, 允许取凹凸高度为8 mm, 同样厚度、同样材质、相似形状的排水板进行试验。若试验通过, 则可判定同样材质、凹凸高度大于8 mm的排水板纵向通水量亦符合标准。试验结果报告为8 mm高度排水板的纵向通水量。
3 本标准与国内外同类产品性能指标的比较
目前没有收集到相关的塑料防护排水板的国际标准和国外先进标准。验证试验时, 收集了国外公司的样品和产品说明书。国外公司产品说明书中的技术指标见表3, 国内企业的企业标准与产品说明书中的技术指标见表4。
4 贯彻实施标准的措施与建议
各生产企业、建设单位、设计施工部门和质检机构等应认真学习JC/T 2112—2012《塑料防护排水板》行业标准, 使新标准为经营者、管理人员所熟悉, 为生产和质检人员所掌握。建立和健全产量质量检验和质量管理制度, 充实和完善试验设备和试验室, 按新标准组织生产和检验产品质量。为了保证工程建设质量, 不符合标准的不合格产品不能出厂, 不能流入市场, 不能用在工程建设中。同时, 建议工程建设主管部门尽快制定与修订相关的工程建设规范与规程, 将本标准列入其中, 作为选用产品的技术依据, 以利于本标准的实施与塑料防护排水板的推广使用。
摘要：介绍了JC/T 2112—2012《塑料防护排水板》行业标准制定的背景、标准的内容与制定依据, 对国内外同类产品的性能水平作了比较, 并提出了贯彻标准的措施与建议。
关键词：塑料防护排水板,标准制定
塑料排水板 篇2
竖向塑料排水板处理软地基，是用塑料排水板将地基中的水排除，以增加作用于土颗粒的有效应力来加速地基固结沉降，达到提高强度的目的。
这种方法的优点是：排水板是工厂生产的，质量容易控制，成本较低；在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况；断面小，对地基扰动小；打设机械轻，可用于较软的基地。
沪宁高速公路丹阳段部分路段位于软土地基上，采用竖向塑料排水板与砂垫层组合进行地基处理。原设计工程量为261688m，后因变更设计减少为92591m。从1993年3月开始施工，到9月完工，实际施打59207.8m(因部分地段地质情况与设计不符)。主要工序为排水板施打，砂垫层铺设和土工布铺设。现根据施工情况对施工工艺总结如下： 主要材料
1.1 塑料排水板
采用SPDⅡ型塑料排水板。每一批塑料排水板应经指定的检验部门的检验，且附有出厂合格证及试验、检验报告。在使用时应经常检查塑料排水板的外套薄膜是否完好无损。 1.2 土工布
采用型号CEF2006的有纺土工布。 1.3 砂垫层
砂应用中粗砂，含泥量≧3%，渗透系数6×10-3～6×10-2cm/s，也可用砂砾、石屑(不含石粉)替代。 机械设备
打设塑料排水板的设备有两种形式：
一种为履带式打桩机，一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备，不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形，内径大于排水板的尺寸，长度大于排水板设计长度，在打设中保护排水板不被损坏。 施工质量标准
3.1 塑料排水板
(1)打入深度 不小于设计值
(2)拔管跟带长度
≤50cm
(3)板距误差
≤5cm
(4)垂直度
≤1.5% 3.2 砂垫层
(1)压实度
≥90%
(2)厚 度
2cm
(3)宽 度
不小于设计值 施工工艺流程 施工工艺
5.1 测量放样
(1)根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩，再每隔10～20m放出路线中心桩。
(2)按照打设的宽度放出边桩及护桩。 5.2 地面清理及整平
(1)将施工范围内的树木、杂物清理干净，并挖除树根。
(2)将施工场地大致整平，若设计有整平标高时，应按设计标高整平，做成＞1%的双向横坡，并进行压实(压实度＞85%)。 5.3 砂垫层铺设
砂垫层总厚度30cm(压实)分两层铺筑各15cm，第一层铺设15cm，然后施打排水板，最后再铺设其余的15cm，并压实到要求的密实度(＞90%)。
由于地表较软弱，运输车辆宜用轻型车辆，且尽量减少对地基的扰动。最好将砂堆于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段。
摊铺做到均匀、平整，形成双向横坡。同时注意避免泥土、杂物混入砂层。
压实应用静压式压路机进行，不得振碾。 5.4 桩位放样
(1)首先根据设计给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。由于布设的原则按正三角形(梅花形)故：
排数=处理长度÷设计板距×sin60°+1
列数=处理宽度÷设计板距+1
(2)根据计算结果画出布桩图，标明排列的编号。每排桩的轴线应垂直于路线中心线，曲线上应为法线方向。同时应绘制一张较大的布桩图交施工人员打设时使用，每施打一根在图上相应位置标出，以免遗漏。
由于有些处理段落位于斜交结构物两侧，应注意两个三角形地带的布桩，不要超布或遗漏。
(3)根据布桩图在铺设好的第一层砂垫层上放出具体的桩位，做出鲜明的标志。一般可用15cm长的8钢筋插在桩位上，桩顶部最好用红油漆抹红(打设时用来卡住排水板端部，插入后将排水板锚固于孔底防止拔管时带上排水板)。
放桩位时一般一次不宜过多，可先在半幅内布设。以免施工时丢失。施工中应经常注意检查和保护，丢失的及时补上。 5.5 塑料排水板施工(本工艺主要针对门架式插板机)5.5.1 施工准备
在进行施工放样等工序的同时，应做好施工准备。主要是门架的拼装，机件的安设调试，可在待处理地段端部的场地上进行。然后试打2～5根检验机器的性能、地质情况及工艺。 5.5.2 施打排水板
(1)铺设枕木、轨道，将机器移入场内。
(2)将排水板装入卷筒，并通过门架上的滑轮将排水板引入插杆中。
(3)将排水板从插入杆端头引出、折回，夹上短钢筋(桩位放样时插在桩位上)，用订板机订好(固定方法见图2)。
(4)拉紧排水板，将插入杆对准桩位。
(5)开启振动将插入杆压入地基。
(6)到达设计深度(预先在插入杆用红漆划上标志)后将插入杆拔出。则排水板被短钢筋锚固于孔底。
(7)在砂垫层以上30cm处将排水板剪断埋入砂中。
(8)移至下一个桩位。 5.5.3 施工注意事项
(1)轨道顺路方向铺设，铺设轨道时应使同一断面保持水平，以保证施打时垂直度＜1.5%。
(2)施打从护坡道向路中心推进，每排可打设5～9根，打完一排再向前移动门架，直至处理长度方向讫点。然后横移门架，返回施打下一幅。
(3)上拔插入杆时带出的淤泥，不得弃于砂垫层上，以免堵塞排水通道。
(4)排水板一般不允许接长。如果要接长时应剥开滤膜使芯板接平(搭接长度≦20cm)然后包好滤膜，再用订板机订牢。接长的根数不宜超过打设根数的5%，一般最多只允许接长一次。接长的板宜调整到护坡道位置打设。
(5)结构物两侧的沉降过渡段必须严格按照长度、间距、过渡的起讫范围进行打设。桥台前锥坡2/3H(填筑高度)范围内也同样处理。
(6)施工时应加强检查，保证板距、垂直度、板长、跟带长度等符合规范要求，否则应予重打，重打的桩位与原桩位置不大于板距的15%。
(7)对于施工段地表的硬壳(一般约在0.5～1.0m)当插入杆起后所留杆孔，不能用粘土块或其他材料堵塞，必须用砂灌满，以防堵塞排水通道使处理失败。
(8)施工时逐桩做好施工记录。 5.6 灌砂及填坑
(1)打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞。
(2)将施工中形成的坑凹填平，填坑时应将排水板扶正。
(3)将排水板端头向路线外侧压倒平贴于砂垫层上并用砂覆盖。由于此项工作稍滞后排水板施工，又需待全部排水板施打完后才铺设上层砂垫层，因此可先做成小砂堆。 5.7 铺设土工布
在砂垫层铺设碾压完毕经验收合格后，再铺设土工布。土工布横向铺设，可不必绷紧，但也不要折皱、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，则土工布就由东向西搭接，即后一层土工布压在前一层土工布之上，相邻土工布间的搭接长度不应小于30cm。
为避免已铺好的土工布长期曝晒，土工布铺设好应尽快填筑第一层填料，间隔时间不宜过长。如必须延长时间时，土工布上应铺30cm土保护。
禁止施工车辆在土工布上行驶。 5.8 沉降观测板埋设及观测
根据设计要求应在软土处理地段埋设沉降观测标志。在路中心底部设沉降板，随着填土高度的增加接长观测杆。
沉降板应埋入砂垫层内，离路基底部5～10cm，观测杆伸出土工布外，上套25cm的聚乙烯塑料管。沉降观测标志应认真保护，做出明显的标志，防止施工中碰撞。
应认真做好沉降观测，埋设完应测量一次，以后每填一层土，再观测一次，并及时做好记录。
塑料排水板 篇3
关键词软基处理;塑料排水板;应用分析
中图分类号U415.6文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0085-01
我国东南沿海高速公路沿线广泛分布着软弱沉积土层。这种土在荷载作用下将产生相当人的沉降,而且沉降延续时间很长,直接影响高速公路的正常使用……。为了提高软土地基的强度、减小工后沉降,就必须对软基进行处理。塑料排水板作为堆载预压法中一种,已经日益有取代常用的排水砂井的趋势。采用塑料排水板排水滤水性好,适应地基变形的能力强,可确保排水效果,且插放时地基扰动小,施工方便。
1塑料排水板概述
1.1塑料排水板作用原理
塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。当它在机械力作用下被插入软土地基中后,能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水.并从垂直排水通道排出,使土体固结,从而提高地基的承载力。
1.2塑料排水板组成结构
塑料排水板有复合型和单一型两类。目前,在我国公路施工中多数使用的是复合型结构。其结构由用于滤水的外膜及形成骨架和排水通道的蕊板组成。蕊板是用高压聚乙烯工程塑料制成。板面两侧沿纵向嵌有若干条不同断面形式的排水沟槽构成排水通道。蕊板表面光滑,尺寸均一,并能耐酸碱、抗腐蚀。滤水外膜为绦纶无纺士工布,套在蕊板外层,用来过滤土体中排出的孔隙水。防止蕊板排水通道被粘土堵塞,保证排水通畅。
1.3塑料排水板技术性能
塑料排水板的技术性能表现在:
1)良好的力学性能。塑料排水板的力学性能包括抗拉强度、延伸率和弯曲性能。在施下中,由于套督下插速度的不均匀.缠绕塑料排水板的卷盘、滑轮的摩阻力、惯性力及塑料排水板受风力作用.都不同程度地使塑料排水板在打设时受到拉应力。因此,它应具有较高的抗拉强度以抵抗上述综合拉力作用。当塑料排水板被插入土体内,由于地面荷载作用,土体将产生侧向位移,使其受到拉应力,其大小除了与土层侧向位移量、速率大小有关外,还与塑料排水板的弹性模量以及在地基中锚固程度有关。所以.塑料排水板要有足够的伸长率以适应地基变形的需要。此外。塑料排水板还应具有一定的抗弯曲性能,以防受弯折时不被折断.受土体压缩变形时能随土体变形而变形。2)足够的纵向通水能力。塑料排水板需要有足够的纵向通水能力,通水能力不足将延缓土体固结过程。影响塑料排水板纵向通水能力的大小除与蕊板强度与滤膜渗透系数有关外,还与作用于其上的水力坡降、打设深度、预压荷载、土体的垂直与水平化变位置及土质等使用条件有关。为保证排水板在最不利情况下仍具有一定的通水能力。按照《塑料排水板质量检验标准》规定,在垂直加荷下,塑料排水板随土体压缩而弯曲.当土体压缩量达25%后。逐级增加侧压力至350kPa时.排水板纵向通水量应大于15cm3/s(打设深度<15m),或大于25cm3/s(打设深度<25m),或大干40cm3/s((打设深度<35m)。3)较强的滤膜渗透性和隔土性。滤膜渗透性是指滤膜在长期工作中能以较低的进水阻力聚集周围土体中排出的孔隙水的性能.大小以渗透系数K(cm/s)表示。滤膜渗透系数必须大于被加固土的渗透系数(即一般要大于被加固土的渗透系数100倍)。以保证塑料排水板在土中长期工作受淤堵后,其透水能力仍大于被加同土的透水性。但是.渗透系数过大,土颗粒容易穿过毽膜而淤堵排水板纵向排水通道所以,选择渗透系数应适宜滤膜隔土性是指滤膜具有阻挡大于某粒径的土粒穿过的能力,选择时要求滤膜的等效孔径小于规定值。
2塑料排水板施工要点
2.1施工准备
1)机具设备:凡能施工袋装砂井的机械均能施工工塑料排水板,常是一机二用,且前采用反铲机改的插板机.行走方便,插入速度快。2)材料选定:塑料排水板作为竖向排水通道的排水材料,质量在排水固结法加固软基中至关重要。针对我国塑料排水板的生产和应用状况,结合我国现行行业标准《塑料排水板质量检验标准》(JTJ/T257-96),应制定严格的塑料排水板验收制度和检验方法,并按批量在施工现场随机抽样进行排水板的外观检查和由有资质的检验单位进行性能检验。一般情况下,所用塑料排水扳应具有表1所列的技术指标。
2.2施工顺序
塑料排水板施工顺序包括:定位;将塑料排水板通过导管从管靴穿出;将塑料排水板与桩尖连接并贴紧管靴;对准桩位;插入塑料排水板;拔管;剪断塑料排水板;检查并记录板位及打设情况;移动打设机具至下一板位。
2.3施工注意事项
1)塑料排水板插入过程中要防止淤泥进入板芯,堵塞输出通道。影响排水效果。2)塑料排水板与桩尖连接要牢固,避免提管时脱开将朔料排水板带出。3)桩尖与导管配合要适当,避免错缝,防止淤泥进入,从而减少因塑料排水板与导管壁的摩擦力增大造成塑料排水板带出。4)严格控制间距与深度,凡塑料排水板带上2m的应作废补打。5)塑料排水板需接长时,应采用滤水膜内平搭接的连接方法,以保证输水畅通并有足够的搭接强度,搭接长度应小于20cm。
3质量控御
3.1打设深度的控制
打设标高是塑料排水扳施工的重要指标,必须按设计要隶严格控制。施工中应控制套管长度,在设计相应深度处做好标记,以便控捌打设深度,并且应不定时抽查套管标记处长度,以防因瓴赣作業撮动引起标记出错。
3.2更带现象的控制
服带现象悬指当塑料排水板打设到设计深度,上拔导譬时,塑料捧永板随管上跟的现象。目前,麓工中都警遍存在不同程度的跟带班象,应尽可能杜绝。在实践中采用以下方法取得了较好的效果:①改变管靴移式。原管靴为棒状,与桩尖配合不当,打设时淤泥较易进入导管,增大对董辩带的阻力,易造成跟带。改变后的管靴下焊接能与桩尖密封的铰块,使淤泥不易进入导臂,实际证明十分有效。②在导管上方开口处倒水,以冲刷导管中淤泥。由于浅开口较高而操作不易时,在打设深度上方导管上开口,以便倒水冲管。③打设到设计深度时,拉紧塑料板,减少塑料板与导管及导管中淤泥的摩擦,减少跟带。
3.3垂直虔的控制
垂直度偏差不大于±1.5%,以保证加圈地基方向上的均匀牲。施工中应注意加以控制.在铺有土拱的砂砾层路基边坡脚上,枕木铺设较困难,故每移轨道时应用吊线和钢尺或其它仪器进行检测。
3.4孔洞的清理
塑料排水板打设后,常在垫层形成孔洞,并且混有导管上拔时带上的淤坭,若不及时将淤泥清除,将垫层沙砾逐渐回填至满,则会隔断排水板与砂垫层的联系,影响塑料排水板的排水效果。
实践证明:用塑料排水板同结软土地基具有排水迅速,效果明显,施工快捷,质量易于控制,成本低廉等特点,特别是在深厚层软土基和缺砂软基地带,塑料排水板具有良好的应用前景。然而,在实际应用方面,从设计到施工还有一些需要解决的问题。为此,笔者根据参加施T的经验提出如下几点认识:①需对插带机施行进一步的改造。使之增加自动控制及记录施打数据装置,以提高施打的速度和精度。②需对设计理论作进一步完善目前。设计中以砂井理论公式为依据进行计算,其准确合理程度有待探讨。③需及时总结旎工经验,不断充实施工规范,确保其在实际操作中的可行性和规范性。
参考资料
[1]地基处理手册.编写委员会.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.
[2]张诚厚,袁文明,戴济群.高速公路软基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
塑料排水板海上施工工艺总结 篇4
1 工程概况
郭巨峙南围涂工程位于北仑区白峰镇东南部海域, 围涂面积1821亩。工程由海堤、水闸和排涝河等组成, 海堤全长3.931km。海堤内涂面高程为0.0m~-1.3m, 外涂面高程为-1.3m~-4.2m。坝基处理采用塑料排水板结合镇压层的复合加固法。插板间距1.3m, 标准坝段部位插深一般在20m左右。
2 工程地质和水文潮汐
工程区所处的大地构造单元为华南褶皱系。地质较复杂, 土层变化大, 地基土呈现粗细相间、软硬不一的层次, 工程区自上而下分布如下土层:Ⅰ (mQ4) 淤泥质粉质粘土、Ⅱ3 (mQ4) 淤泥质粘土、Ⅱ4 (mQ4) 粘土、Ⅲ (alQ4) 碎 (卵) 石、Ⅳ2 (al-mQ3) 粉质粘土。
工程区处于象山港口门区, 潮型属非正规半日潮, 多年平均潮位0.68m;多年平均低潮位-1.20m。
工程区潮流属往复流, 落潮历时大于潮涨历时, 波浪以风成浪为主。
3 原材料指标
本工程排水板采用刻度式可测深C型板, 具体性能指标见表1。
4 施工机械
本工程采用的机械型号为HZ25/250型, 该机械主要性能如下。
(1) 插设深度可达到25m以上, 导架可调整桩架垂直度, 保证排水板入土垂直度。
(2) 配有塑料排水板施工质量检验自动记录及监控系统, 该系统能自动记录塑料排水板施工数据:施工日期、时间、桩号, 回带长度和实际插入深度, 每天施工完成可累计桩数, 总工程量所有数据存入储存器;该系统克服了以前由人工在机架上目测, 记号的记录方法, 这就可以避免在施工过程中, 由于施工管理人员质量意识不强造成长度不足或严重回带, 甚至有意识的偷工减料行为。塑料排水板的插入深度和回带长度是无法进行事后检测的, 所以在施工过程中, 采用可靠的质量保证是非常重要的, 也是十分关键的。
5 施工工艺
本工程使用回收桩靴法施工, 沉管底部由桩靴密封, 桩靴由铁链固定, 此工艺已较为成熟, 施工单位具备一定的施工经验。
5.1 施工工艺流程
复核定位标志桩→船体定位→桩机就位→装带及桩靴→沉管下沉至设计底标高→沉管上提到碎石面层上约1m→自动割带系统操作→提沉管至水面, 重新装带→检查并记录打设情况→桩机移位, 重复定桩位。
5.2 船体定位
首先在岸上选一坐标点, 放置1台岸台GPS接收机, 然后在计算机上输入施工区域平面图及控制点的实地坐标和船舶施工空间尺寸, 根据每条船的施工空间进行船位划分, 并直接显示在计算机屏幕上。这样移动船位时只要用4台锚机绞动船舶, 至其施工空间与划分的船位重合时, 说明船舶已准确就位。该系统的定位精度达到10cm, 能满足全天候施工的要求。插板机定位:其定位方法为机械定位, 精度能控制在1cm以内。在施工时先按每支桩的间距及布置形式在222m×10m的空间范围内划分出总排数 (纵向) 和每排的支数 (横向) 。然后移动插设机大平台进行纵向定位, 当定位指针与纵向定位刻度重合时说明定位准确, 在大平台定位准确后开动小车平台进行横向单支定位。这样完成全船的插设支数以后, 再进行下一船的定位。
5.3
为确保打设长度用水深测深仪或垂球测出检测水深, 以便控制打设深度, 每插完一排塑料排水板, 测量一次水深, 调整一次沉管的入水深度
5.4
排水板上拔后, 水下剪带系统操作, 水下剪带采用软轴锯片法
5.5 定位后必须调整导管的垂直度后进行插板施工
施工过程中, 随时调整桩机垂直度, 要求垂直度误差≤1.5%。导杆沿平台边作业时, 应随时调整垂直度, 达不到要求时应减少边沿打设根数。搁滩作业时, 亦应及时调整垂直度, 达不到要求时不能施工。
5.6 为防止排水板打设过程中出现扭结现象, 在沉管下沉时, 用人工拉紧排水板
为减少海水中的泥土堵塞排水板头的排水, 在剪带时外露长度应长于40cm, 使排水板的外露部分能自然下垂。
5.7
打设过程中逐根做好施工原始记录 (可与自动记录互较)
6 海上施工特点及注意事项
6.1 水深流急
当地多年平均高潮位为2.39m, 部份港汊水流速达1.0m/s~1.5m/s。这对施工设备的定位锚泊和沉桩管对水流的抗弯曲能力要求较高。
6.2 风浪较大
该工程地处浙江东南沿海, 为典型的强潮地区, 潮差一般在2m~4m之间。7~9月, 台风也最为频繁。为确保工程施工质量及设备、财产和人身的安全, 要求设备重心低、稳定性好, 有足够的抗风浪性。风浪大会造成导杆倾斜, 影响排水板垂直度。露在外面的排水板随风漂动, 使滤膜破损, 甚至折断, 亦需保护, 并要求设备必须具备快速避台风和抢战小风的机动性能。
6.3
要求工作平台有足够的浮性和稳定性, 使导管插入拔出对工作无影响, 导杆移边工作时不造成平台倾斜或颠覆, 并要求水下剪板
6.4 误差
水深看不到滩涂面, 看不准桩位, 不能直接放样决定桩位, 只能依靠其他标志来定位, 由工作台导杆移动来控制桩位, 要求工作平台尽量大, 平台一次定位打设的排水板根数尽量多, 以减少间距误差。
6.5 潮位影响
潮涨潮落水位呈周期性变化。导杆按同一深度贯入亦呈周期性变化, 深浅不一要求随时观测水位, 调整导管的贯入深度使排水板入土深度不变。海底面不平整, 海抛的碎石垫层通常也不平整。在退潮后有时会搁浅, 造成平台倾斜, 要求事先对碎石垫层进行粗平, 并配备导杆垂直度调较装置。
7 施工常见质量问题及解决办法
(1) 间距误差及控制:间距误差不大于+50mm~-200mm, 随潮位的涨落随时调整锚链, 使船只停留原位, 由导杆的移位保证插板间距、船位桩位定设准确, 确保桩位平面尺寸误差+50mm~-200mm。
(2) 回带误差及控制:回带误差不大于300mm, 回带率小于5%, 如若超过, 除检查桩靴是否磨损需更换外, 应在旁边补打一根。回带长度的控制主要有二方面:一方面要做好桩靴与沉管出口的密封, 防止淤泥等进入沉管引起回带;另一方面观测沉管上口与排水板有没有相对位移。
(3) 随时调整桩机沉管垂直度, 控制垂直度偏差≤1.5%。
(4) 深度控制:海上作业一般要求每10min观察潮位标, 调整一次导管入水深度, 涨潮时逐一加长导管入水深度, 退潮时逐一减少导管入水深度, 始终保持导管入土深度不变。
(5) 由于工程地处浙江东南沿海, 6级大风为经常性天气, 风大易将露在套管外的塑料排水板刮起飘扬, 极易使排水板扭曲、破损, 甚至断裂, 影响施工速度和工程质量, 虽采用人力拉紧, 但有时效果甚微。解决办法:用φ8的圆钢做成φ200的圆环, 并用软绳将圆环每隔1m连成环套, 将套管和塑料排水板套在中间, 有效的控制了排水板的飘动, 使在7级大风天气插板照常施工。要求圆环内外壁均需光滑, 否则易割伤排水板。
(6) 由于水上插板地处海上, 且水下淤泥和淤泥质粘土较厚地段, 套管上提时土体对排水板的粘滞力较强。通过试验, 我们对每个不同断面深度的排水板进行试打, 并逐根进行人工检测回带长度, 发现如果桩靴密封良好, 插设时套管内不挤入淤泥, 排水板一般不存在回带现象, 如有回带一般也发生在套管上提的开始阶段, 回带长度可以通过立柱上的刻度读测得到。所以本工程水上插板施工通过目测回带长度并结合人工抽查检测 (按10%抽查) 完全可以满足排水板的回带控制要求。
8 安全措施
(1) 加强安全教育, 使全体施工人员在思想有重视, 技术上有保障, 行动上有约束。
(2) 工人上船作业前应进行三级安全教育, 主要工种应持证上岗。
(3) 严禁未穿救生衣上船作业, 机上操作人员必须戴好安全帽, 高空作业须系好安全带。
(4) 保持船体稳定, 四角锚应牢固。
(5) 桩机行走及插板深度等应有限位装置。
(6) 及时收听天气预报, 并与气象部门取得联系, 有不利或灾害天气应及时撤退做到防患于未然。
9 结语
海上施工塑料排水板只要施工工艺正确、方法得当, 质量保证措施得力, 按照批准的施工技术方案认真实施, 其质量是可以达到设计要求的。
从相关试验资料分析, 即使滩涂面在水面下达1.5~12米左右, 使用塑料排水板进行地基处理也是可行的, 效果也是不错的, 只是固结时间较长, 且在施工过程中要严格控制加荷速率。
参考文献
[1]JTJ/T257～96, 塑料排水板质量检验标准[S].
[2]JTJ/T256～96, 塑料排水板施工规程[S].
塑料排水板 篇5
本工程为上海宝钢滩涂区域配套新建雨排水泵站工程地基处理工程。地基处理范围为上海宝钢滩涂区域配套新建雨排水泵站周边的道路及雨水泵站西面的雨排水管及雨水井。采用的地基处理方法为: 塑料排水板+ 强夯处理。地质条件
新建雨水泵站临近长江堤坝，拟建场地属于长江河漫滩地貌，场地现已吹填6m 左右厚的粉砂土层和回填了70cm 厚的粘土层，时间约二年半。地质情况: 基底的③、④层淤泥质土均为流塑状软淤泥质粘性土层，场地普遍分布。根据临近场地下卧软土层厚度和埋深情况分析，拟建场地下卧软土层厚度一般达到约20m 左右。具有高含水量、高灵敏度、大孔隙比、高压缩性、低强度特性，并具有触变和蠕动不良特性，大面积回填时沉降大，施工开挖易造成边坡失稳及地基失稳。施工方案
3.1 塑料排水板+ 强夯的施工步骤
第一步: 施工放线、场地表面清理并整平(同步进行工前现场测试);第二步: 构建临时排水系统(同时埋设位移测量系统: 沉降板、水平位移监测桩位等，并进行初始观测读数、记录等，此后按使用要求进行连续监测);第三步: 埋设孔隙水压力传感器，进行位移和沉降观测;第四步: 插塑料排水板;第五步:平土至设计标高5.60m;第六步: 一遍点夯，并进行各种监测;第七步: 普夯(锤印搭界1 /4)，并进行各种检测;第八步: 推平碾压;第九步: 质量检验。
3.2 塑料排水板施工
3.2.1 塑料排水板实施概况
塑料排水板正方形布置，塑板长度24m，间距为1.2m。塑料排水板选用板带型，芯体周围包有过滤层，并带有刻度和电子测深装置以便施工现场控制插板的长度，工程塑料排水板采用可测深塑料排水板，塑料排水板在现场随机抽样送往实验室进行性能指标测试，本工程数量为93098 米。
3.2.2 塑料排水板施工流程
根据打设板位标记进行打设机定位→安装管靴→沉设套管→开机打设至设计标高→提升套管→剪断塑料排水板→检查并记录板位等打设情况→移动打设机至下一板位。考虑到门架式插板机设备较大，变向不灵活，所以插板机应尽量采用长距离直线施工，减少变向次数。
3.2.3 施工机械选择及配备
根据施工场地地质条件以及塑料排水板深度，每台插板机的天的工作能力本工程，选用2 台DJL30-25A 型号插板机进行塑料排水板施工。
3.2.4 塑料排水板施工工艺
(1)采用全站仪定出塑料排水板中线和边线桩，用测绳按设计图要求定出每根塑料排水板的位置，并用石灰或竹偏桩进行标识。(2)根据垫层厚度和打插深度要求确定管长并在插管上由插管下端起与垫层厚度和打插深度两者总厚度相等长度的位置作标记，控制打插深度与要求一样。(3)从上至下将排水板条放进插管内至插管下出口处露20cm左右为止。将底下露出部分的板头环起回插进插管插口内(5cm ～l0cm)，插上桩尖，从上面拉紧排水板使桩尖完全密封贴紧插口。(4)将插板机准确定位，调整插管竖直，下插至设计深度。提升插管(使桩尖带着排水板一起离开插管的插口，排水板固定留在软土地基内〉，直至插口离开地面50cm 左右为止。在离地面30cm 处将排水板割断。(5)沿轨道移动插板机(移动距离与排水板打设间距相同为1.2m〉。连续重复，直至完成塑料排水板的打插工作。(6)作好施工现场的记录，做到打设一根，记录一根，检查一根，充分反映现场的实际情况。
3.2.5 塑料排水板施工技术要求及注意事项
(1)打设塑料排水板采用套管打设法，使用套靴;套管的断面形状、尺寸与管靴的材料、型式等应满足打设垂直度、深度等对套管强度及刚度的要求，并减少对地基产生扰动。(2)下沉套管时，套管垂直度不应超过± 1.5%。(3)打设时回带长度不得超过500mm，且回带的根数不宜超过总打设根数的5%，如回带长度超过500mm 时，应在插点附近补插，回带量应小于5%。(4)打设塑料排水板的平面间距偏差不得大于50mm，垂直度偏差不得大于1.5%，拔管后露出地面的塑料排水板长度为300mm，填土施工之前应将其弯折埋于砂中，如果发现与统计的平均插设深度相差大于1.5m，在附近补插，如果补插两次均相差大于1.5m，则按实际情况插设。(5)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。若出现此种情况，应在插点附近补插。(6)为保证施工质量，塑料排水板应做深度检验，要求电子测深率达到85%以上，并与刻度对照，检验排水板的实际施工深度。
3.3 强夯施工
3.3.1 试夯测试
在正式强夯施工前，根据图纸及《强夯地基技术规程》，选择地质条件具有代表性的场地进行试夯，在施工区域内选择1 ～ 2 点作点夯试验，以确定相应的施工参数。试夯过程中测定地面隆起量和沉降量。
3.3.2 强夯设备的要求
(1)夯锤材料: 根据本工程施工的实际情况及设计技术要求，锤底静压力20 ～ 30KPa，使用的夯锤为圆台形的铸钢夯锤，每个锤有4 个φ30cm 的通气孔。(2)起重设备选型: 起重能力按照地基加固深度、锤重和落距三者确定。按照能级不同选用起重能力大于30t 的履带式起重机。(3)脱钩装置: 根据本工程的强夯机具设备，使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置使夯锤形成自由落体。
3.3.3 强夯施工参数
夯击能1000-2000KN·m，单点击数4-8 击，夯点正方形布置，第一遍夯点4-6m 间距，振动碾压2 遍以上，1遍普夯，普夯夯击能500-1000KN·m。普夯夯点布置为搭界形，搭接d /4。强夯时应加强施工期排水，控制夯击、推平及碾压等工序间的间隙时间，根据超静孔隙水压力消散70% ～ 80%的时间确定。施工结束，按5 × 20m 方格网测量推平地面高程。
3.3.4 强夯施工方法
(1)首先平整施工场地，并测量标高，采用5 × 20m 方格网。(2)测量放线，同时用白灰标出夯点位置。(3)夯机就位，使夯锤对准夯点位置。(4)测量夯前锤顶高程。(5)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程。(6)重复步骤(5)，按设计规定的夯击击数及控制标准，完成一个夯点夯击。(7)重复步骤(3)～(6)，完成全部夯点的施工。(8)由推土机推平夯坑，按5 × 20m 方格网测设场地标高。(9)进行下一道工序。
3.3.5 强夯施工主要技术要点
(1)停夯标准: 后一击的夯沉量小于前一击的0.9 时;每点最后两击平均夯沉量小于50mm。(2)强夯时要加强施工期排水，采取开挖排水明沟等措施，控制地下水位低于起夯面2m 以下。由于本工程施工区域离长江防汛墙较近，在施工前，在江堤附近设置隔振沟。隔振沟尺寸为底宽1m，深度3m。(3)施工过程中发现夯坑隆起过高(大于50cm)时，应将隆起部分挖至起夯面，整平后继续施工。(4)施工前在施工图上对夯点进行编号，施工对号进行，防止漏夯。施工中要及时检查各项数据和施工记录，不符合设计要求时应采取补夯或采用(下转第84 页)其它有效措施。(5)夯锤落距在施工前由各机组测量员、机长、监理工程师和业主代表共同施测，并做标识，质检员复测确认，施工过程中由测量员控制。夯击数由测量员控制，并具体负责签写《强夯施工记录》，《强夯施工记录》应如实填写锤重、落距、夯击数，每击的夯沉量及总夯沉量等，质检员检查并签字认可后，方可作为核算完成工程量的依据。地基处理效果
地基处理工程总历时55 天，其中塑料排水板+ 强夯仅用了20 天时间，经复合地基承载力检测，上部土地基承载力特征值大幅度提高，完全达到了设计要求。结论
塑料排水板 篇6
【关键词】市政排水；塑料管；设计要点；施工探讨
0.前言
当前，我国的社会经济发展快速，城市建设的规模不断扩大，市政工程师城市建设工的基础，排水作为市政工程的重要组成部分，对保障城市的安全运转发挥着非常重要的作用。管道是排水系统的基础，其管材的质量、设计和施工都直接影响这排水系统的安全运行，对此我们应当引起足够的重视。然而，目前传统的排水管道系统难以满足现代城市的发展需求，新型的管材，如塑料管因耐腐蚀、质量轻、水阻小、水密性好、施工方便等有的，就得到了人们的认可和广泛的应用。常见的市政排水塑料管材有硬质聚氯乙烯管（UPVC）、聚乙烯管（PE）、玻璃钢夹砂管（RPM）、模压聚丙烯管（FRPP）等。每种管材在市政工程应用中都有其独特的优势，但是塑料排水管在设计和施工环节还有许多值得我们注意的地方，如管材的选用就应针对不同的工程实际考虑，下面也主要分析其设计和施工的要点。
1.市政排水管材的应用选择
1.1硬质聚氯乙烯管（UPVC）
如UPVC径向加筋管，特点是管壁薄承载力大，主要用于市政排水工程中；UPVC螺旋缠绕管，特点是板材之间由快速嵌接的自锁机构锁定， 可根据工程需要卷制成不同直径的管道，主要用于市政排水工程中市政排水、输水工程和通讯工程；UPVC双壁波纹管，特点是节省原料， 内层光滑，主要用于市政排水管道、通讯电缆套管。
1.2聚乙烯管（PE）
如高密度聚乙烯管（HDPE）、中密度聚乙烯管（MDPE）和低密度聚乙烯管（LDPE），该类管材的特点是具有良好的柔性、伸长率、耐冲击性、耐腐蚀性和绝缘性，主要用于燃气管道、供水管道、排水管道工程。
1.3玻璃钢夹砂管（RPM）
该管材的主要特点是强度高、质量轻、耐腐蚀等，主要用于化学工业管道和大口径市政给水排水管道工程。
1.4模压聚丙烯管（FRPP）
主要特点是质量轻、强度高、耐腐蚀、水阻力系数小、接口方便、水密性能好，主要用于市政排水管道，并适用于不均匀沉降地段。
2.市政排水塑料管设计要点
2.1水力计算
3.市政排水塑料管施工要点
3.1管基处理
市政排水塑料管的埋设沟槽基础，在下管前应铺设成与管型相近的弧形，对此一般的土质施工可在基础上铺100-2000mm厚的中粗砂作为垫层；若土质较差时，就应先铺设≥200mm厚的碎石灌砂作为垫层；若送红股区域文软土地基，因承载小于设计要求或由于施工会影响地基承载能力时，就应对地基进行加固处理，保证其承载力达到规定要求后，再铺设中粗砂（或砂砾）基础层。对于以上管基垫层密实度均应符合沟槽回填密实度相应要求。
3.2安装与连接
塑料排水管的连接方式一般采用承插式和热熔式，承插式是先用橡胶密封圈设置在管道连接处，然后将一根管子插入另外一根管子内，再用水泥或胶固定，热熔式是将管道接口处用高温熔化后连接在一起，这种方式的连接技术要求相对较高，也要求要一定的施工环境，因此一般会由管道厂商专业的技术人员配合施工。承插式在实际工程中就更为常见了，该方式施工方便，操作简单，但是施工是应注意将插口设置在顺水流方向，承口在逆水流方向，在与检查井的连接时，优惠混凝土砂浆和塑料管的结合性不好，因此要设置柔性接口。
3.3沟槽回填
沟槽回填施工的土质和密实度应根据设计要求严格控制，如果工程设计中没有涉及回填标准，就可参考CECS164∶2004埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程的规定执行。回填中管道的基础到管顶0.5m的范围一定要采用人工回填和夯实，以避免机械化施工导致管壁狭窄部位密实度不够，或者有大块石头等硬物损坏管壁，人工回填之后进行机械回填是应保持管轴线两侧同时均匀进行。
3.4密闭试验
在管道的安装施工完成后，需进行密闭性试验，检测管道的安装质量，通常采用的方式是闭水试验，试验区一般以两个检查井之间的管道为一个段落，每段试验长应不大于1km，现行的CECS164∶2004埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程中，以每毫米管径计算每千米管道24h的渗水量应不超过46L，建议实际工程中可借鉴使用。
4.结语
塑料管材在市政排水工程中的应用因其材料性能、施工方法、使用寿命和应用成本都优于传统的混凝土管材、铸铁管材等，如其管材轻不仅方便运输，而且降低了施工人员的劳动强度，提高了施工效率，又由于其管壁的水阻力小，也大大减低了泥沙在管道内的沉积，在后期养护的过程中也可以采用冲水的方法排除阻塞物，就降低了养护的成本。总之，塑料排水管材料应用优势和前景广阔，我们更应做好其设计和施工环节的工作，将其优势充分发挥。 [科]
【参考文献】
[1]魏宏云，李强.新型塑料管材的发展和工程应用[J].天津建设科技，2005，03.
[2]段卫民，李淑清，杨和义，申春根.市政排水中的塑料管道施工新技术[J].中国给水排水，2006，03.
[3]张九香.塑料排水管在市政工程中的选材应用研究[J].福建工程学院学报，2009，12.
塑料排水板 篇7
关键词：塑料排水板,堆载预压,固结度,残余沉降
1 概述
在近海围垦造地并在其上建造道路、堆场, 近年来在港口工程领域应用比较广泛。由于海相软土的含水量大, 孔隙比高, 承载力低, 无法满足道路堆场对工后残余沉降的要求, 因此必须对道路堆场下的软土地基进行加固处理。常用的软土地基加固方式有塑料排水板堆载预压法, 砂桩复合地基加固法等。其中塑料排水板堆载预压法因其地基加固效果好, 工程费用较低, 施工工艺成熟, 施工速度快等优点, 在陆域形成工程中得到较为广泛的应用。本文拟结合具体工程实例, 分析采用塑料排水板堆载预压法加固地基的各个参数对地基加固效果的影响程度, 并推荐合理的地基加固参数。
某陆域形成工程天然泥面标高多在-7 m～-11 m, 采用水上插打塑料排水板进行地基加固, 先采用吹填砂回填成陆至+8 m标高, 再堆载预压至+10.5 m标高左右。地基加固完成以后卸载并整平至+7.3 m标高, 然后在其上施工0.8 m厚的集装箱堆场面层结构。使用期内堆场承受40 kPa的均载作用。本工程地基土层为较为深厚的软弱土层, 软土层厚度一般在20 m～35 m, 底标高多在-28 m～-45 m。
2 计算方法及计算原则
2.1 土体的沉降计算
2.1.1 计算公式
地基土体在荷载作用下的总沉降量, 可以根据分层总和法按以下公式进行计算:
其中, Sc为地基主固结沉降量;ms为经验修正系数, 一般为1.0～1.3; e1i为第i层土平均自重应力对应的孔隙比;e2i为第i层土平均自重应力与平均附加应力之和对应的孔隙比;hi为第i层土的厚度。
2.1.2 计算荷载
1) 施工期荷载。
陆域回填至+8.0 m标高的回填料自重+堆载预压至+10.5 m标高的堆载料自重, 设计水位采用设计低水位0.53 m。
2) 使用期荷载。
陆域回填至+7.3 m标高回填料自重+道路堆场面层0.8 m厚自重+堆场使用荷载40 kPa, 设计水位采用设计低水位0.53 m。
2.2 土体固结度计算
2.2.1 计算公式
塑料排水板加固地基的平均固结度按下式进行计算:
其中, Uz为竖向平均固结度;Ur为径向平均固结度;Cv, Ch分别为垂直向、竖向固结系数, cm2/s;t为固结时间, s;H为不排水面至排水面的竖向距离, 双面排水时H取实际土层厚度的一半, cm。
2.2.2 计算参数
主要软土层③2, ③1-2层的竖向、水平向固结系数见表1。
3 计算结果及分析
初步拟定塑料排水板间距1.2 m, 正三角形布置, 排水板打穿软土层。施工期荷载分两级加载, 第一级为陆域吹填至+8.0 m标高, 预压时间为150 d, 第二级为堆载预压至+10.5 m标高, 堆载预压时间90 d。如无特别说明, 以下的计算结果均基于以上的计算参数。
塑料排水板的插板间距和布置形式是影响土体固结速率和残余沉降的直接因素。表2列出了塑料排水板采用三角形布置, 插板间距分别为1.1 m, 1.2 m和1.3 m时土体的固结度和残余沉降情况, 以及采用不同插板间距时插板工程量的变化情况。
由表2可知, 对于本计算钻孔和计算工况而言, 在堆载预压标高和压载时间相同的情况下, 插板间距每增加0.1 m, 残余沉降增加约0.15 m, ③2层达到90%固结度所需时间增加15 d～20 d, 而③1-2层达到90%固结度所需时间增加30 d～40 d。而每增加0.1 m插板间距, 插板的工程量可以减小15%～16%。因此, 增加插板间距时土体固结速率虽有所减慢, 但是可通过增加堆载预压时间的方式进行弥补, 即插板间距每增加0.1 m, 可延长堆载预压时间30 d～40 d, 即可达到与较小插板间距时相近的固结度和残余沉降。在工期允许的情况下, 适当增加插板间距且延长堆载预压时间, 既可以显著降低工程造价, 又可达到相近的加固效果。在实际工程中应综合考虑工程造价和工期, 选用适宜的塑料排水板插板间距和堆载预压时间。
考虑塑料排水板下保留5 m下卧层的情况, 分析堆载预压时间对残余沉降的影响。表3列举了堆载预压时间分别取3个月、4个月和5个月时的残余沉降、插板区③2层及③1-2层的固结度以及下卧层固结度。
由表3可知, 在本算例中, 堆载预压时间每增加1个月, 残余沉降可减小0.13 m～0.10 m;且预压时间越长, 残余沉降减小的数量越少, 插板区及下卧层固结度增加的比例也越小, 即堆载预压初期土体的固结速率较快, 后期会逐渐减慢。
对于工期比较紧张的工程, 往往要通过超载预压的方法, 在施工期尽可能多的完成沉降量, 以减小使用期的残余沉降量。而对于残余沉降比较小的区域, 则可以采用欠载预压的方式进行地基加固。表4列出了堆载预压标高分别为+9.5 m, +10.5 m, +11.5 m和+12.5 m时土体的残余沉降。其中堆载预压标高为+10.5 m时为等载预压, 低于此标高时为欠载预压, 而高于此标高时则为超载预压。
由表4可知, 堆载预压标高每增加1 m, 残余沉降量可减小约0.1 m。因此, 对于集装箱堆场等对差异沉降要求较小的工程, 可通过增加或减小堆载预压标高的方式来调节场地的不均匀沉降。
4 结语
根据以上计算分析, 可以得出以下几条结论:
1) 增大塑料排水板插板间距会在一定程度上减小土体的固结速率, 增加残余沉降, 但是可显著减小插板的工程量。对于本算例, 插板间距每增加0.1 m, 可延长堆载预压时间30 d～40 d, 即可达到与较小插板间距时相近的固结度和残余沉降。2) 堆载预压时间每增加1个月, 本算例中的残余沉降可减小0.13 m～0.10 m;且预压时间越长, 残余沉降减小的数量越少, 即堆载预压初期土体的固结速率较快, 后期会逐渐减慢。3) 堆载预压标高每增加1 m, 本算例中残余沉降量可减小约0.1 m。因此, 可通过增加或减小堆载预压标高的方式来调节场地的不均匀沉降。
参考文献
[1]龚晓南.地基处理手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[2]钱家欢, 殷宗泽.土工原理与计算[M].第2版.北京:中国水利水电出版社, 2003.
[3]折学森.软土地基沉降计算[M].北京:人民交通出版社, 1998.
浅析某工程塑料排水板施工工艺 篇8
在温州围海造地工程项目中, 海塘标准堤基础处理大多采用插设塑料排水板。这对稳定海堤早期沉降起到很大作用, 对于有些建设工期在7年或8年的围海项目, 可以提前1.5-2年完成, 提高了施工效率, 加快了融资和建设步伐。现对塑料排水板施工工艺做简要介绍, 以利和同行共同探讨。
2 施工工艺
2.1 施工流程
2.2 船体
按三类航区沿海地带作业船体设计, 配有水上GPS (RT20) 卫星定位装置, 土工布铺设装置, 塑料板打设装置, 水下自动装靴、剪板装置, 打桩深度记录检测装置。该船设计为箱形双体作业船 (见图2、图3) , 船两片体头、尾两端采用连接板箱式构成, 中间形成塑料插板施工区域, 两片体设计为平底方箱形结构, 首部与尾部为流线形结构, 以减少航行与定位水阻力。材料全部采用C3板, 船体设计也可提供港湾浮水或浅滩搁涂作业。为了调节导向立柱垂直与船体平衡和稳定性, 在船体的4角设置4个调节水仓, 选用4台大流量电动水泵管路相连接。船体尺寸参数:长为46.7m, 总宽为17m, 型深为3.2m, 吃水深度为1.35m, 排水量总吨位为800吨, 航行主机功率360k W, 适于沿海地区航行, 航速设计 (7~8) km/h, 船体内有效施工区域尺寸24.4m×10m, 每一船体定位可插152支 (19支×8) 。每插一次约100s, 每次可插设2支。定位与移动设备配置4台起锚机, 船体面积1300m2, 重心在甲板面以下, 能在水深20m以内, 流速2~3m/s, 潮差0~9m, 抗风浪性能在风7级、浪2级浪区的环境中施工。
2.3 定位
船只定位:按塑料排水板施工规程, 为确保板带平面位置偏差小于±10cm的要求, 本工程拟采用GPS定位。水上作业船的定位比较难, 因有水流与风浪的影响, 在深水中不能插标杆。本船采用国际较为先进的GPS实时差分定位系统, 利用计算机解算出差分的精确位置坐标, 由两台接收机两个X、Y两点坐标相交形成船体设定区域矩形图, 在电脑上按设计坐标首先设定好所需插设位置, 根据船体施工区域划分海堤平面几何图, 在区域间船舶所在坐标及位置, 再用4台起锚机进行调节到达工作目的地, 将设定坐标和移动坐标几何图影重合。
排水板桩位定位:利用船体上的纵、横轨道控制桩架行走, 其误差为±3cm。
2.4 插设
船只定位和排水板桩位定位精确后方可进行插设, 开始由振动锤配合打入, 穿透垫层后, 由于自重作用自动插入。塑料排水板通过导管从管靴穿出, 与桩尖连接贴紧管靴, 以导杆顶住管靴插入土层中, 达到预定设计深度后拔出导杆。
2.5 剪板
采用水下剪板与装靴装置。采用水下导向架底端配置液压剪, 在套管拔出碎石面50cm以上时, 液压剪离碎石面30cm以上处剪断, 在套管内装置一套回带控制轮, 同时自动装置跟随压带装靴。
2.6 接带
施工过程中, 一般不考虑排水板搭接。需要搭接时应严格按设计要求, 接板数量必须小于10%。采用滤膜内平搭接的方法, 搭接长度需在20mm以上。
3 陆上排水板插打施工
3.1 施工机械选用
陆上排水板插设采用轨道门架式塑料排水板打桩机, 轨道门架式桩机配置一台激振力为32t的DZ—40Y震动锤, 整机重约20t, 接地面积约8.0m2, 接地压力为2.3k Pa。机上配备自动记录仪, 记录每根桩的打插情况。
3.2 塑料排水板插设施工工艺流程
测量放样→桩机就位→切带桩靴→下插桩管→上拔桩管→剪板→移位。
3.3 施工方法
施工前根据塑料排水板施工区平面布置和潮位合理地确定插板机的作业路径。在正式打桩前, 应用两台经纬仪对打桩机进行垂直度调正, 使桩管垂直。并在打桩时经常校核检查, 随时保持桩管的垂直度。插桩后, 应调正桩帽、桩管, 使之与打入方向成一直线。在开始沉管作业时, 应先进行缓慢的间断试沉、直至桩进入地层一定深度时止。间断试打一般为2~3m。在桩的角度和垂直度得到正确调正以后, 即可连续正常施打。沉桩过程中, 应经常注意桩身有无位移和倾斜现象, 如发现问题及时纠正。沉桩过程中作好沉桩施工记录, 达到设计要求后剪断, 然后移桩机至新桩位。由于本工程插板需候潮作业, 为了减少桩机进出场的时间, 加快施工进度。需对桩机结构作一定的改进。主要改进措施为将桩机的电机改为可升降式, 在正常施工时可电机位桩架的底部, 高潮停工时电机可提升到一定高度, 以高于最高潮的水位。另外在桩架底盘、桩架增设几个锚固点, 以保证桩机在涨潮期间的牢固。
4 小结
排水板施工采用陆插和船插, 视露滩时间长短定, 如露滩时间平均每天长于8小时, 宜采用陆插较为合理。其余应采用船插。船插速度快, 定位准, 安全性高, 每天可施工排水板数量2-3万m。陆插价格相对更经济, 如露滩时间太短或滩涂淤积过厚, 陆插效率极低。
参考文献
[1]孙伯永, 罗庆裕.超载预压排水固结法处理软基效果分析[J].浙江水利水电专科学校学报, 2001 (04) .
[2]梁超.塑料排水板在公路软基施工中的应用[J].黑龙江交通科技, 2011 (04) .
塑料排水板在水运工程中的应用 篇9
关键词：塑料排水板,水运工程,应用前景
0 引言
天津南港工业区北防波堤一标段工程地基含有较厚的软土层,该种土质孔隙比大、含水量高、承载力较小,为了保证堤身结构的稳定性,本工程采用竖向插设塑料排水板,结合抛石堤身重量分级逐渐加载的方法,将土体中的孔隙水排出,使软土层逐渐固结、沉降并提高其承载力,同时避免防波堤在施工和使用期间发生不利的沉降(如不均匀沉降等)。
1 工程概况
天津南港工业区北防波堤一标段位于天津大港独流减河河口北治导线以北,自西向东3 828.06 m,为斜坡式防波堤结构。工程基础采用两侧充灌小型袋装砂,中间抛填1.0 m厚的中粗砂垫层,再打设塑料排水板进行地基处理,接着铺设土工布及土工格栅,再进行抛石压载。
断面示意图如图1所示。
2 施工工艺
2.1 塑料排水板施工工艺流程
在专业插板船舶上配有计算机1套、GPS定位接收机2台、GPS定位软件1套,施工前开启电脑,运行GPS定位软件,计算机显示插板船舶动态船位图形,移船人员根据GPS定位软件显示打设位置,将专业插板船移动至排水板打设起始位置,当电脑显示偏差值和位移值达到允许误差范围内时,表示专业插板船已经到达设计位置,经现场监理工程师认可,方可开始打设。施工前利用铅垂线和钢尺在插板机的罗盘做好±1.5%刻度标记,使施工中能比较直观的控制好垂直度,并在施工前及施工中经常性的用铅垂线对插板机导管的垂直度进行检查和调整。
将塑料排水板通过导管从头部穿出后,排水板首段回折约20 cm装入套管,排水板与桩尖的连接是依靠锥形的楔把排水板卡住,对排水板的底端起一个锚固作用,从而使导管的下沉带动排水板下沉。
排水板的入土深度是根据导管的入土深度来确定的,导管的总长减去未入土部分的长度就是排水板的打设深度。通过测量检测排水板打设到设计标高(实际上是入土深度满足设计要求)后,开始提升导管。导管提升的过程中注意观察排水板的回带情况,对于回带30 cm以上的在板位附近补打。
排水板施工过程中逐板进行检查,且对每根排水板的垂直度、入土深度、回带长度等均做好详细的施工记录。在施工中,当发现地质情况有变化,无法按设计要求打设时,及时跟现场监理人员联系,并征得监理、业主、设计同意后方可变更打设标高。塑料排水板施工工艺流程图见图2。
2.2 质量控制措施
为了保证排水板的施工质量,我们采取了以下措施:
1)塑料排水板打设应根据泥面高程,考虑水上施工或潮差段施工应采用专用船舶和设备,在风浪允许的条件下进行作业,以保证定位准确,保证施工质量;
2)打设塑料排水板应采用套管打设法,不得采用裸打法;
3)按设计要求严格控制塑料排水板的打设标高,允许偏差为50 mm,顶端必须高出砂垫层300 mm;
4)必须严格控制塑料排水板的打设底标高,不得出现浅向偏差;
5)允许塑料排水板打设总量的5%以内出现“回带”现象,但“回带”长度不应超过300 mm;
6)剪断塑料板时,应保证砂垫层以上的外露长度大于300 mm;
7)打入地基的排水板不得出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。排水板存放应避免日晒雨淋造成撕裂,剥离,老化等损伤,如有变质损伤现象,须重新抽检;
8)打入地基的塑料排水板严格控制全部为整板,长度不足的塑料排水板严禁接长使用;
9)打设塑料排水板前应按设计图纸做好GPS施工所需的船位图,以保证施工区域的准确;
10)认真检查并记录每根排水板的施打情况,符合验收标准方可移机,否则在旁边补打;
11)塑料排水板打设深度控制措施和检测手段:a.排水板打设采用下穿式装入,打设之前按照设计长度加预留长度预先剪断,预留长度为0.5 m,以确保打设长度;b.施工时勤测水深并及时调整打入深度;c.打设完成后安排潜摸检查外露长度,如果外露(回带)长度过长且数量超过质量检验标准允许范围,安排该区域重新打设。
3 施工中存在的问题及应对措施
3.1 漏打
因为塑料排水板采用了专业分包模式,分包队伍为了加快施工进度以获得更好的经济效益(一方面赚取施工费、一方面将剩余的材料卖出获取材料费),会出现漏打现象。塑料排水板打设为地基处理的关键工序,如果出现漏打,轻微的会加长沉降预周期,严重的会产生不均匀沉降,影响堤身的结构安全,为此,杜绝漏打是质量控制的重点。
针对漏打可采取如下措施:1)全程旁站,排水板工序必须有施工员和监理同时旁站方可施工,根据每根排水板打设所需的平均时间(约1.5 min)对每天桩机进行监测,每打完一排记录好时间,每排打设完毕后进行一次时间比对,在每排施打过程中还可随机抽检一台桩机全程跟踪,如发现漏打,严令分包队即刻补打或潜摸后确定位置再进行补打,并且对分包队采取停工整顿、罚款等措施;2)点料制度,排水板进料时通常以卷数计量,一卷200 m,根据设计要求将其裁剪为小卷,然后根据施工进度计划决定裁剪数量,裁剪结束后开始清点卷数,大卷(200 m)和小卷分开点,三方(施工员、监理、施工班组负责人)清点结束后填写点料单并签字,每天开始施工前点一次,施工结束后再点一次(施工中也可抽点),将数据与定位软件上已完成的船位图对数量进行比对,如发现偏差,分析原因并对分包队采取相应措施(停工整顿、罚款等措施),另一方面用潜摸进行质量检查,对漏打处进行补打。
3.2 回带
塑料排水板施工中的回带问题一直是大家比较头疼的,产生回带的原因主要有以下3种:
1)塑料排水板在插设过程中,由于承压淤泥具有极强的流动性,受桩靴与插管的密封程度影响,淤泥极易挤入管内,造成排水板粘在插管内壁,导致插管上提时,排水板自重及土体摩擦力远小于插管上提时对排水板的摩阻力,从而导致全程回带现象的产生;2)插管未堵塞,塑料排水板部分回带。该现象多发生在插设深度较浅,且土层较为干硬的情况下,原因是插管上提后,桩位成孔,排水板无法被土体夹住,当桩管上提到较为软塑性的土层时,周围土体可以夹住排水板底端,此现象为部分回带;3)塑料排水板在插设至设计深度后,由于排水板自重、桩靴的重力及土体摩擦力小于插管上提时对排水板的摩阻力,导致桩靴弹不开,从而导致整根回带现象。
4 应用前景
相比较其他传统的水运工程软基处理方法(如水下深沉水泥搅拌法、换填等),塑料排水板施工工艺大大简化,施工效率高,成本低,目前在渤海湾淤泥质海域排水板软基处理已得到较为普遍的应用,各方面(质量控制、进度控制及成本控制)效果显著,相信在未来的水运工程中排水板软基处理会得到越来越广泛的应用。
参考文献
[1]姜弘,沈水龙.塑料排水板处理的软土地基的分析[J].岩土力学,2004,25(Z2):35.
塑料排水板 篇10
1 施工机械与主要材料选定和控制
1.1 插板机械
打设塑料排水板的设备有两种形式:一种为履带式打桩机,一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备,不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形,内径大于排水板的尺寸,长度大于排水板设计长度,在打设中保护排水板不被损坏。
1.2 塑料排水板
塑料排水板由板芯和滤膜组成,板芯由聚丙烯和聚乙烯塑料加工而成面有间沟槽的板体,土层中的固结渗流水通过滤膜渗入到沟槽内,并通过沟槽向上从排水垫层中析出。
1.3 砂砾石排水垫层
选用干燥的砂砾石料,其最大粒径50mm,通过5mm筛孔的粒径大于50%,小于0.315mm筛孔的细料不大于8%,含泥量小于3%,且无杂物和有机质混入。
2 施工应注意的问题
2.1 严格对材料进行管理与检查
加固软土地基要严把材料关,材料的质量关系到工程质量,所以对加固软土地基的塑料板要按规定进行检验,对排水垫层用料砂砾石不仅要进行料场选点和砂砾石检验,而且要严格控制不合格的材料进入现场。
2.2 要遵循施工设计,把握好工艺的衔接并严格按技术规范操作
在实施施工工艺时要注意不要破坏下一个工艺的实施条件。
2.3 严格按图纸设置板位及保证插板深度
施工中随时检查套管成孔的位置、垂直度是否满足设计要求,沉管时要有专人观测套管的入土深度,打拔桩机是否出现倾斜或位移,发现问题应及时纠正,如遇拔管时塑料板被带起,重新进行沉管插板时要保证合格率100%。
2.4 认真做好填土期和预压期的观测与检验工作
要认真记录好原始数据,对填土要根据观测的情况进行合理的调整,顶压期均应符合设计要求的时间。
2.5 要搞好施工工期的合理安排
由于塑料插板施工填土期和预压期时间长,故在整个路基土石方施工安排中,塑料插板属于工期控制范围,应优先安排插板施工,并可能在旱季作业以减少施工难度,要确保180天以上的路基沉降期以保证路基质量。
3 具体施工工艺
3.1 测量放样
(1)根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩,再每隔10-20m放出路线中心桩。(2)按照打设的宽度放出边桩及护桩。
3.2 地面清理及整平
(1)将施工范围内的树木、杂物清理干净,并挖除树根。(2)将施工场地大致整平,若设计有整平标高时,应按设计标高整平,做成>1%的双向横坡,并进行压实(压实度>85%)。
3.3 砂垫层铺设
砂垫层总厚度30cm (压实)分两层铺筑各15cm,第一层铺设15cm,然后施打排水板,最后再铺设其余的15cm,并压实到要求的密实度(>90%)。由于地表较软弱,运输车辆宜用轻型车辆,且尽量减少对地基的扰动。最好将砂堆于处理地段以外,然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整,形成双向横坡。同时注意避免泥土、杂物混入砂层。
3.4 桩位放样
(1)首先根据设计给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。由于布设的原则按正三角形(梅花形)故:排数=处理长度÷设计板距×sin60°+1,列数=处理宽度÷设计板距+1。(2)根据计算结果画出布桩图,标明排列的编号。每排桩的轴线应垂直于路线中心线,曲线上应为法线方向。同时应绘制一张较大的布桩图交施工人员打设时使用,每施打一根在图上相应位置标出,以免遗漏。(3)根据布桩图在铺设好的第一层砂垫层上放出具体的桩位,做出鲜明的标志。一般可用15cm长的8钢筋插在桩位上,桩顶部最好用红油漆抹红（打设时用来卡住排水板端部,插入后将排水板锚固于孔底防止拔管时带上排水板)。
3.5 塑料排水板施工(本工艺主要针对门架式插板机)
(1)铺设枕木、轨道,将机器移入场内。(2)将排水板装入卷筒,并通过门架上的滑轮将排水板引入插杆中。(3)将排水板从插入杆端头引出、折回,夹上短钢筋(桩位放样时插在桩位上),用订板机订好。(4)拉紧排水板,将插入杆对准桩位。(5)开启振动将插入杆压入地基。(6)到达设计深度(预先在插入杆用红漆划上标志)后将插入杆拔出。则排水板被短钢筋锚固于孔底。(7)在砂垫层以上30cm处将排水板剪断埋入砂中。(8)移至下一个桩位。
3.6 灌砂及填坑
(1)打设形成的孔洞应用砂回填,不得用土块堵塞。(2)将施工中形成的坑凹填平,填坑时应将排水板扶正。(3)将排水板端头向路线外侧压倒平贴于砂垫层上并用砂覆盖。由于此项工作稍滞后排水板施工,又需待全部排水板施打完后才铺设上层砂垫层,因此可先做成小砂堆。
参考文献
[1]杨光煦.水下及淤泥中施工与地基处理[M].北京:海洋出版社,1998.
塑料排水板 篇11
1 施工工艺与加固效果
该工艺可以实现以下三个效果:
1)替代堆载预压的实现。置入土体一定深度的塑料排水板形成的排水通道,通过紧密连接的轻井塑排一体式井点抽真空,使地下水位降低到一定程度,进行强夯,强夯的过程就是一种对土体的加载作用,1 000 kN·m瞬时冲击力对土体的荷载使土体产生强大的超静孔隙水压力,通过塑料排水板的排水通道经轻型井点管向土体外排出,加快了孔压的消散,土体得到固结,也就是说本工艺将堆载预压过程中的静压改变成动压,加快了土体的固结处理[2]。2)替代真空预压的实现[3]。经过多轮强夯,表层4 m～5 m的土体在夯击能的作用下得到加固密实,相当于在塑料排水板上覆盖了多层密封,由于井点管仍与塑料排水板紧密相连,因此抽真空条件没被破坏,相反由于多轮夯击,塑料排水板在淤泥质土中易产生的涂抹作用在冲击作用下被消除,进一步加强了抽真空的效果,对4 m～5 m以下的淤泥质土体由于正压和负压的叠加,其值等于真空度和4 m～5 m的土体堆载之和,完成了真空—堆载的联合预压。3)一体式井点结合强夯纵深处理的实现[4]。常规井点降水由于受井点管的限制,一般处理深度仅为井点管长度+1 m,由于一体式井点通过塑料排水板向纵深延伸,塑料排水板作为排水通道,且上部又连接轻型井点管,从而使地下水在负压作用下被井点管排出土体。因此,通过连接真空泵完成快速抽气的作用,加快了土体的孔压消散;土体中置入的塑料排水板既是排水通道,同时又为强夯夯击能向下延伸创造了条件,即土体的土阻力得到减少,夯击能通过排水板向下发挥作用,达到了塑料排水板的插入深度配以一定能量的夯击能满足深层处理的目的。具体施工工艺流程见图1。
2 适用范围
本技术用于处理软弱地基加固,适用于我国沿海、渤海地区新吹填含砂但有淤泥夹层、淤泥质粉土以及含泥量较高的淤泥质粉砂土。适合大面积堆场及道路的施工,在大面积施工时,成本低,工期快。经该工法处理后,能达到理想的承载力要求(10 t/m2～15 t/m2以上)。由于设计塑料排水板结合轻型井点,利用强夯夯击能作为荷载,因此由塑料排水板的入土深度建立排水通道,同时作为强夯夯击传递能量的通道,为深层加固创造了条件。
3 案例分析
靖江新港作业区公用码头段,采用轻型井点结合塑料排水板复合加固方法加固软基。本工程场地表层为冲填土,层厚为2.0 m～3.0 m,以下为素填土、淤泥(塘泥)及粉质粘土夹粉砂,均属欠固结土,因此在考虑沉降需重点计算该部分的沉降,特别是新吹填层本身的渗透性较好,但沉降量大,自身作为荷载对下部的淤泥质粉质粘土层沉降有一定的作用,在沉降计算中可将吹填层作为荷载。另外,深层的土质因为渗透性较好,上部荷载产生的沉降基本完成。因此沉降计算时可以只考虑新吹填砂及杂填土荷载对淤泥质粉质粘土层的压缩量。
3.1 主要问题
结合本项目的使用要求,土层特性以及沉降计算分析,本次地基处理主要需要解决的问题如下:
1)土层的表层为新吹填砂,其下为较厚的淤泥质粉质粘土层,工程性质很差,承载能力较低,上部使用荷载作用下将会产生较大的沉降和差异沉降。2)道路区域不经处理承载力、回弹模量太小,工后沉降和差异沉降都较大,容易使精密设备装运进场过程中受到颠簸损坏,较难承受重型设备进场。3)表层土具有液化趋势,若不消除液化,重型设备行走时,易使土层液化,一旦发生液化,将完全丧失强度和承载力,导致地面发生沉降和不均匀沉降。4)场地内土层的含水量很高,且外围水补给量很大,地下水位受潮汐影响较大,地基处理过程中不仅需要降低土层的含水量,还必须要考虑对外围水的隔断。故综合以上工程特点,本工程道路以及周围的围堰区域重点需要消除表层吹填土层的液化性,解决表层土和其下的淤泥质粉质粘土层的承载力问题,先期完成大部分的沉降,解决工后沉降和差异沉降带来的一系列工程问题。
3.2 加固效果
加固效果从地下水位、孔压消散曲线和室内土工试验三方面进行分析。通过加固过程中孔压的变化得到加固时程;通过加固前后土体参数对比,显示加固效果。
1)孔隙水压力变化。
地基土中孔隙水压力的变化与地基土所受到的应力变化和排水条件等密切相关。试验区孔压测点的孔压计埋设深度分别为2.5 m,5 m,7.5 m,10 m,12.5 m,15 m。埋设孔压的目的主要是观测强夯后软土地基中超孔隙水压力的消散情况,同时结合孔压数值的变化,直观的分析夯击能对土体加固效果的影响深度。监测频率为施工期每天一次,荷载稳定期为2 d一次。
从各孔压监测数据及曲线变化分析,在抽水施工期内,孔压逐渐下降。随着深度的增加,孔压变化速率逐渐变缓。当雨水较多时,将导致孔隙水压力的上升。强夯过程中,2.5 m深度处孔压基本未受影响,5 m,7.5 m,10 m处孔压增长较快,超过10 m深度孔压变化不大。由于井点降水作用,处于水位线以上的土层孔压基本不受影响,强夯加固的有效深度约为10.0 m。孔压的消散速率随深度的增加而逐渐变缓,在2.5 m深度处孔压在打强之后的几小时内基本消散完毕,5 m深孔压在4 d～5 d左右消散可达到90%,7.5 m及10 m深度处孔压则需要6 d～8 d才能消散90%左右。部分测点2.5 m处孔压出现了负值,其原因可能为抽水所致,抽水的同时在土体内形成了真空。
2)地下水位变化。
为了配合孔隙水压力的观测,在试验区中心点和周边埋设地下水位管,观测地基中不同时期地下水位的变化情况,以供对孔隙水压力和加固效果进行分析。地下水位井采用ϕ70 mm水位管,一端用ϕ5 mm～ϕ6 mm钻头打数排小孔长度约50 cm。监测频率为施工期每天一次,荷载稳定期为2 d一次。
在试验区场地共设有2个水位监测管,其中水位管1位于场地B区(先强夯后排水),水位管2位于场地A区(先排水后强夯)。在试验期间每天进行一次监测,中间因暴雨等原因有少许间隔。监测得到的水位数据如图2所示。
从水位监测数据来看,试验区场地由于进行井点降水,水位降低约3.0 m～4.5 m,降水效果明显。同时,水位一直处于变化波动状态,原因可能在于:
a.由于离江边较近,受到江水涨潮影响较大。
b.由于天气原因,大量降雨导致地下水位上升所致。
在每次强夯施工前,均对地下水位进行测量,当水位降至一定深度(约4.0 m)以下方可进行施工,否则强行施工会造成夯坑出水,土体破坏等严重后果。
c.室内土工试验数据分析。在加固前后现场取样进行室内土工试验研究,测定土体的强度、变形等物理力学性质指标,为软基加固效果评价分析提供依据。试验内容主要包括基本物理参数如密度、孔隙比等和基本力学参数如压缩系数、压缩模量、固结系数等。试验原理方法详见GB/T 50123-1999土工试验方法标准。地基处理前后取土进行室内试验得到的土体物理力学参数统计列入表1,表2。
通过室内试验结果对比分析发现,经过“软弱地基轻型井点结合塑料排水板复合加固方法”处理后,土体密实度、压缩模量及φ值等均有所提高。表层2.0 m～3.0 m由于是冲填砂层,且在处理后要进行推平处理,扰动较大,其强度和变形等参数变化不大。处理后4.0 m～6.0 m深度范围内土层按平均值计算的孔隙比减小了5.4%,压缩模量提高了78.0%,反映土体强度指标的C,φ值则分别增长了34.0%和3.5%,各项指标在该深度范围内的增长率最大,说明夯击能的有效功也最大,处理效果最好。15 m深度处的各项物理力学指标变化不大,进一步验证了“轻井塑排加固法”可以有效加固地基强度。
4 结语
文章简要介绍了该加固方法的施工工艺、适用工况。并通过靖江新港作业区公用码头段案例,分析了该加固方法的加固效果,通过孔压消散和室内土工试验结果,得到以下结论:
1)设计塑料排水板结合轻型井点,利用强夯夯击能作为荷载,塑料排水板的入土深度建立排水通道,为深层加固创造了条件。经该工法处理后,能达到理想的承载力要求。
2)通过孔压消散时程曲线以及水位变化曲线可得出,该法可以用于相似的软土地基加固工程中,并为响应工程提供了参考依据。
3)加固前后土体孔隙比减小了5.4%,压缩模量提高了78.0%,反映土体强度指标的C,φ值则分别增长了34.0%和3.5%,各项指标在该深度范围内的增长率最大,说明夯击能的有效功也最大,处理效果最好。
参考文献
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