淺談軟土路基處理和塑料排水板實際應用
關鍵詞軟土路基，排水固結，塑料排水板
筆者參建的杭州—上海浦東高速公路第三合同段全長2.933km，按高速公路標準設計，設計車速120km/h，為瀝青混凝土路面結構，2005年9月開工建設。本路線經過地區(qū)屬杭嘉湖平原區(qū)，地勢平坦開闊，河網密布，地勢西南高東北低，標高2～6m。地處沖海積平原,地形平坦。上部為松散狀亞砂土，厚度7~9m，其下為灰色軟土，巖性為淤泥質亞粘土。下部多為灰綠色-黃褐色亞粘土，軟塑-硬塑為主，性質較好。地下水位高，地面水系多。主要不良工程地質問題為軟土地基，軟塑~塑狀態(tài)，中等偏高~高壓縮性，易產生較大路基沉降以至基礎失穩(wěn)、破壞。
本合同段軟基處理方式主要有預應力管樁+樁帽、貧混凝土樁+樁帽和塑料排水板+砂礫墊層等幾種軟基處理方式。本文主要介紹采用塑料排水板+砂礫墊層的處理方式。經軟基設計處理，現(xiàn)路面竣工通車一年半情況良好，軟土路基處理達到了預期的目的。
對于工期緊張和對沉降量要求嚴格的路段，可采用預應力管樁+樁帽的處理方式，該處理方式原理是將管樁直接穿過軟土層，通過樁尖支持力和樁壁與土壤的摩擦力支撐路基。預應力管樁處理的軟基，路基沉降量小，不需要超載預壓，工期短，適用于橋頭、箱涵等對沉降要求嚴格的路段，缺點是造價較高。由于預應力管樁處理是直接將管樁壓入軟土層中，若軟基處理深度較深，處理路段較長，會產生擠土效應，對附近的建筑物會產生一定的影響，因此不適用于鄰近建筑物的路段；由于預應力管樁施工設備較高，高壓線下的軟基處理也不適用；對于不適用預應力管樁處理的路段，可采用貧混凝土樁代替。貧混凝土樁施工時要注意保護環(huán)境，防止泥漿流入農田、魚塘等。
塑料排水板加固軟土地基作為一種有效的軟土地基處理方法已在工程中廣泛應用，其工程造價低、施工簡單、加固效果佳等優(yōu)點，已在大量的工程實踐中得以驗證，但傳統(tǒng)的塑料排水板在施工時插設深度很難檢測，只能在施工工程進行旁站監(jiān)督檢查，施工完成隱蔽前要對排水板的插設深度進行驗證，檢測較難。本合同段采用了一種可測深式塑料排水板，有效的解決這一難題�？蓽y深式塑料排水板是通過預埋在板內的兩根平行的金屬絲，在打設前將其下端接通，打設完畢后，通過測量金屬絲的電阻，即換算出塑料排水板的長度。
本合同段內塑料排水板加固軟土地基有3段深度在9～11米，筆者重點介紹其中一段。該段路基長479米，寬43米（地處互通立交內），該路段地質、地形復雜，地面為19個大小不等的魚塘，魚塘水深1.0米左右，塘底淤泥厚度為0.5～1.2米，塘與塘之間的塘埂高出周邊原地面0.5～1.0米，塘埂寬2米左右。軟土地基情況為表層以下為2米厚的粘砂土，其下為1.4米亞粘土，其下2.0米的亞砂土，其下為4.1米的亞粘土，含水量在28～32之間，飽和度在98～100％之間，天然空隙比0.828～9.801之間。
該路段原設計采用的處理措施是：清除魚塘淤泥后用細宕渣回填至原地面，然后再打設塑料排水板。我部進場后對該路段進行現(xiàn)場調查，認為原設計存在局限性：1、魚塘底與原地面（塘�。┑母卟钶^大，塘埂較寬，魚塘采用細宕渣填筑后，同一區(qū)域內填土厚度不同，容易造成不均勻沉降，影響路基質量。2、魚塘采用細宕渣填筑后，塑料排水板打設困難，增大了施工難度，且打設完成后，在拔管工程中，宕渣容易對塑料排水板的泥膜破壞，從而影響塑料排水板的排水效果。3、路基周邊的原地面均較塘底高，軟基中水通過排水板上升排出后，橫向排出困難，增大了軟基固結時間（即工期延長）。為此，經與監(jiān)理、設計、業(yè)主溝通，對原設計方案進行了適當調整，即將塘埂統(tǒng)一挖除至周邊原地面標高，魚塘內采用砂粘土回填至周邊原地面同等高度，回填的砂粘土壓實度控制與周邊原狀土壓實度相同，由于該路段屬軟土路基，為了防止振動毛細水上升形成彈簧土，在施工過程中采用輕型壓路機碾壓。
一、 材料規(guī)格及性能
1、 排水板
可測深式排水板截面尺寸寬100+2mm，厚4.5+0.2mm，縱向通水率>65cm3/s，濾膜有效孔徑70～120um，濾膜抗拉力干態(tài)（延伸率10％時）>40N/cm，濕態(tài)（延伸率15％時）>50N/cm。
2、 砂礫
采用天然級配砂礫，其質量要求滿足公路路基施工規(guī)范中的要求即可。
二、 施工機械選擇
根據現(xiàn)場實際的地質和塑料排水板處理地基地段的分布情況，選用履帶式振動插板機，該機行走方便，施工速度快，轉場方便，插板時配設振動打樁錘。
三、 施工工藝及質量控制
1、 施工準備
�。�1） 進場材料按抽檢頻率進行取樣檢測，各項指標滿足設計要求后方可投入使用。
�。�2） 清理原地面表層種植土和塘內淤泥，并用素土回填至原地面，然后鋪30cm的砂礫層，并在路基寬度范圍外挖排水溝，以利排水。
2、 排水板插設施工
機械就位－>管內安裝排水板－>定位－>連接檢查金屬絲－>插設－>上拔－>切斷－>移位。
3、 砂礫墊層及土工格柵鋪設
塑料排水板施工完成并檢測合格后，按設計鋪設上層砂礫墊層和土工格柵。
4、 路基填筑施工的質量保證措施
該路段路基實際填筑高度為1.1m~1.2m之間（含軟基處理鋪設的砂礫墊層厚度），路基填筑高度較低，路基填筑不當將會造成路基彎沉不合格等質量問題，同時還會影響軟基的加固效果。為此針對該特殊因素制定了專門的施工方案，即軟基處理完畢后，立即填筑第一層宕渣，并同步碾壓，然后停止路基填筑，并觀測地基沉降及軟基排水情況。塑料排水板在施工期間到第一層宕渣填筑時地基中的水通過排水板和砂礫墊層源源不斷的流出，排水十分明顯。待第一層宕渣填筑完成一個月后，軟基中排出的水靠肉眼已無法觀測到，但通過沉降觀測，軟基的沉降速率仍然很大，達不到規(guī)范規(guī)定的限制填土的速率，為此又組織第二層宕渣填筑；第二層宕渣填筑完成后，進行沉降觀測一個月，才填筑了第三、四層宕渣。第四層宕渣填筑完成后，路基大部分離路基填筑頂僅有10cm~15cm不等，此時路基仍在沉降。為確保工程質量，該層填料施工時間需待地基基本沉降呈收斂趨勢后才填筑，中途停止路基填筑觀測了6個月，才進行了最后一層路基填筑。最后一層路基填筑完成后，地基仍有少量沉降，為確保地基沉降后，路基填筑標高滿足設計要求，在進行最后一層路基填筑時，將設計拋高10cm進行控制。最后一層于2006年12月底完成。最后一層路基施工完成后，仍堅持沉降觀測，根據觀測結果分析確定路面施工時間，根據觀測結果，確定路面施工時間定在2007年11月進行，路基經過8個月的施工期和近12個月的沉降期，地基已基本穩(wěn)定。路面施工完畢后，地基沉降較少。
四、 路基的質量檢測及地基的加固效果
該路段于2007年7月組織了監(jiān)理單位、施工單位、路面單位、質檢站檢測中心對該路段進行彎沉、壓實度檢測，檢測結果均滿足設計要求。該路段從施工到路面施工結束歷時20個月，從填筑第一層開始，沉降觀測均未發(fā)生任何異常情況，地基沉降曲線比較正常，該路段地基加固效果與設計要求基本吻合。
五、 結語
軟土地基加固方法較多，軟基地質變化較大，不同的路段不同的施工環(huán)境均有不同的特殊情況，但為了確保工程質量，軟基處理在施工組織時應早計劃早實施，給路基填筑和地基固結留出足夠的時間。在目前高速公路建設中，由于工期均較短，若施工組織相對滯后，從而導致地基固結時間和路基填筑時間不充分，后期盲目組織施工，會留下許多質量隱患。
