論文導讀:隨著經濟建設的發(fā)展,公路建設也迅猛開展起來,但在建設過程中各種惡劣的地質條件無法避免,在軟土地基上修筑公路,特別是修筑高路堤時,若對軟基不加以處治或處理不當,往往會導致路基失穩(wěn)或過量沉降,造成公路破壞或不能正常使用。近年來,采用塑料排水板固結軟基成為一種新興的方法,因其具有排水速度快、耐久性強、施工方便、成本低廉等特點,已成為目前處理軟土地基,特別是深厚層軟土和缺抄軟土地基施工的首選方法。
隨著經濟建設的發(fā)展,公路建設也迅猛開展起來,但在建設過程中各種惡劣的地質條件無法避免,在軟土地基上修筑公路,特別是修筑高路堤時,若對軟基不加以處治或處理不當,往往會導致路基失穩(wěn)或過量沉降,造成公路破壞或不能正常使用。為了提高軟土地基的強度,降低路基建成后的沉降值,必須對軟基施行加固。傳統(tǒng)的方法一般采用強夯法、擠密法、抄井排水固結法等。近年來,采用塑料排水板固結軟基成為一種新興的方法,因其具有排水速度快、耐久性強、施工方便、成本低廉等特點,已成為目前處理軟土地基,特別是深厚層軟土和缺抄軟土地基施工的首選方法。本文結合工程實踐,介紹了塑料排水板的基本特性及其施工要素。
1. 塑料排水板概述
1.1塑料排水板作用原理
塑料排水板是一種能夠加速軟土地基排水固結的垂直排水材料。當它在機械力作用下被插入軟土地基中后,能以較低的進水阻力聚集從周圍土體中排出的孔隙水,并梧垂直排水通道排出,使土體固結,從而提高地基的承載力。
1.2塑料排水板組成結構
塑料排水板有復合型和單一型兩類。論文發(fā)表。目前,在我國公路施工中多數(shù)使用的是復合型結構。其結構由用于濾水的外膜及形成骨架和排水通道的蕊板組成。蕊板是用高壓聚乙烯工程塑料制成,板面兩側沿縱向嵌有若干條不同斷面形式的排水溝槽構成排水通道。蕊板表面光滑,尺寸均一,并能耐酸堿、抗腐蝕。濾水外膜為絳綸無紡土工布,套在蕊板外層,用來過濾土體中排出的 L隙水,防止蕊板排水通道被粘土堵塞,保證排水通暢。
1.3塑料排水板技術性能
塑料排水板的技術性能表現(xiàn)在:
① 良好的力學性能。塑料排水板的力學性能包括抗拉強度、延伸率和彎曲性能。在施工中,由于套督下插速度的不均勻,纏繞塑料排水板的卷盤、滑輪的摩阻力、慣性力及塑料排水板受風力作用,都不同程度地使塑料排水板在打設時受到拉應力。論文發(fā)表。因此,它應具有較高的抗拉強度以抵抗上述綜合拉力作用。當塑料排水板被插入土體內,由于地面荷載作用,土體將產生側向位移,使其受到拉應力,其大小除了與土層側向位移量、速率大小有關外,還與塑料排水板的彈性模量以及在地基中錨固程度有關。所以,塑料排水板要有足夠的伸長率以適應地基變形的需要。論文發(fā)表。此外,塑料排水板還應具有一定的抗彎曲性能,以防受彎折時不被折斷,受土體壓縮變形時能隨土體變形而變形。
、 足夠的縱向通水能力。塑料排水板需要有足夠的縱向通水能力,通水能力不足將延緩土體固結過程。影響塑料排水板縱向通水能力的大小除與蕊板強度與濾膜滲透系數(shù)有關外,還與作用于其上的水力坡降、打設深度、預壓荷載、土體的垂直與水平化變位置及土質等使用條件有關。為保證排水板在最不利情況下仍具有一定的通水能力,按照《塑料排水板質量檢驗標準》規(guī)定,在垂直加荷下,塑料排水板隨土體壓縮而彎曲,當土體壓縮量達25%后,逐級增加側壓力至350 kPa時,排水板縱向通水量應大于l5cm3/s(打設深度<15m),或大于25cm3/s(打設深度<25 m),或大干40cm3/s(打設深度<35m)。
、 較強的濾膜滲透性和隔土性。濾膜滲透性是指濾膜在長期工作中能以較低的進水阻力聚集周圍土體中排出的孔隙水的性能,大小以滲透系數(shù)K (cm/s)表示。濾膜滲透系數(shù)必須大于被加固土的滲透系數(shù)(即一般要大于被加固土的滲透系數(shù)100倍),以保證塑料排水板在土中長期工作受淤堵后,其透水能力仍大于被加固土的透水性。但是,滲透系數(shù)過大,土顆粒容易穿過毽膜而淤堵排水板縱向排水通道所以,選擇滲透系數(shù)應適宜 濾膜隔土性是指濾膜具有阻擋大于某粒徑的土粒穿過的能力,選擇時要求濾膜的等效孔徑小于規(guī)定值。
注:1.A型排水板適用于打設深度<15m;2.B型排水板適用于打設深度<25 m;3.C型排水板適用于打設探度<35 m
選擇時,應根據(jù)設計要求及軟土特征和所要加固軟土的厚度確定。
3. 塑料排水板施工概述
3.1 施工工藝流程
塑料排水板施工的主要工藝流程是:
平整地面→攤鋪下層砂墊層→板樁位放樣→插板機定位→排水板穿鞭→下插套管到位→撥出套管→割斷排水板→插板機移位→攤鋪上層砂墊層。
主要操作步驟是:①插板機定位。樁位偏差和垂直度都要控制在規(guī)定范圍內,以保證排水板之問的問距符合設計要求。②將塑料排水板通過導管,從導管底口穿出,用錨具固定排水板。③對準樁位,用振動錘將塑料排水板連同導管、樁靴插人土中,達到設計標高。④拔管后,按露出地面的規(guī)定長度剪斷排水板。
3.2質量控制要點
塑料排水板施工時除應滿足設計要求與《公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范》要求外,還應注意以下幾點:①塑料排水板外包濾膜,受陽光照射后強度會急劇下降,因此對堆放的板材必須覆蓋,有條件的應放置室內倉庫保管。②為了摸清不同施工段的地質特點,確定不同插設探度時的施工規(guī)律,批量施工前必須試打排水板,以便準確地掌握單根排水板的施工時間和工藝,為大面積施工提供依據(jù)。③施打時,排水板必須放置至卷筒固定架上,不允許堆置地面上。否則排水板易扭曲或表面濾膜受磨破損,影響排水效果。④打入的排水板有時在提拔套管時被部分帶出,達不到設計深度要求。對此,可通過計量板材耗用量予以判定,當回帶較大時,有效的辦法是及時清理套管內的泥土雜質或將導管插探一些,使超探部分約等于回帶長度,保證施打探度滿足設計要求。⑤施打完成后,注意清理干凈砂墊層與排水板端頭周圍的泥土,并用與原砂墊層同質量的砂回填,以保證排水暢通。⑥打設好的排水板露端頭應及時埋人砂墊層,防止因打樁機移位、車輛進出或下雨等情況使之受損,影響排水效果
4. 總結
實踐證明,用塑料排水板固結軟土地基具有排水迅速,效果明顯,施工快捷,質量易于控制,成本低廉等特點特別是在深厚層軟土基和缺砂軟基地帶,塑料排水板具有良好的應用前景。然而,在實際應用方面,從設計到施工還有一些需要解決的問題。為此,筆者根據(jù)參加施工的經驗提出如下幾點認識:①需對插帶機施行進一步的改造,使之增加自動控制及記錄施打數(shù)據(jù)裝置,以提高施打的速度和精度。②需對設計理論作進一步完善 目前,設計中以砂井理論公式為依據(jù)進行計算,其準確合理程度有待探討。③需及時總結施工經驗,不斷充實施工規(guī)范,確保其在實際操作中的可行性和規(guī)范性。
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