基于塑料排水板处理软土路基的应用

1引言
当前国内陆路运输业飞速发展,沿海市政道路数量逐渐
增加,软土路基处理不断出现。

此类地基具有压缩性高、强度低等特点,对处理技术要求较高。

在工程技术不断创新下,塑料排水板技术诞生,并逐渐应用到市政道路建设工程中。

在实际项目中,塑料排水板能够与沿海特殊地质条件相结合,促进沿海软土路基施工效率提升,并注重质量检验与控制,使软土路基工程建设目标顺利达成。

2工程概况
以纬五路市政道路工程为例,全长7896.19m ,地点为漳
州市古雷港经济开发区,属于城市主干路,设计行车速度为
50km/h 。

该地段原始地貌为冲洪积地貌与滨台地貌单元,根据地勘报告,路基土按成因与岩性分为填土、耕地土、素填土、中砂与淤泥质土,基本物理参数如表1所示。

考虑到工程质量、工期等要求,决定采用铺设塑料排水板进行路基处理,并对关键部位进行监测。

通过测量道路、地面、周围土体的位移情况,及时采取预防或补救措施,确保道路自身结构与周围环境安全。

表1
软土基本物理参数
含水量/%
压缩系数/MPa -1
空隙比黏聚力/kPa 45.8~68.9
1.5~
2.0
1.30~1.83
5~10
3
塑料排水板施工技术与质量控制
3.1
施工前准备
在正式施工前开挖排水沟,包括横向与纵向,将滩涂淤泥
水疏干,清理地表杂物与浮浆,使场地处于平整干净状态。

结
【作者简介】何镇成（1985~），男，福建云霄人，工程师，从事工程项目
管理研究。

基于塑料排水板处理软土路基的应用
Application of Soft Soil Subgrade Treatment Based on Plastic Drainage Board
何镇成
（漳州市古雷港建设发展集团有限公司，福建漳州363215）
HE Zhen-cheng
(Zhangzhou Gu Lei Port Construction Development Group Co.Ltd.,Zhangzhou 363215,China)
【摘要】针对软土路基压缩性强、稳定性差的问题，提出了塑料排水板处理方法，解决了软土路基施工中沉降明显、施工难度大等
问题，达到了地基加速固结、强度提升的目标。

结果表明：在塑料板水板应用中，通过铺设砂砾排水垫层、插入塑料排水带、铺设土工织物、填筑路基等方式，不仅可促进地基内水排出、土颗粒有效固结，还能够提高整体施工稳定性。

【Abstract 】Aiming at the problems of strong compressibility and poor stability of soft soil subgrade,this paper puts forward the treatment
method of plastic drainage board,which solves the problems of obvious settlement and difficult construction in soft soil subgrade construction,and achieves the goal of accelerated consolidation and strength improvement of foundation.The results show that,in the application of plastic slab,laying gravel drainage cushion,inserting plastic drainage belt,laying geotextile and filling roadbed can not only promote the drainage of water in the foundation and the effective consolidation of soil particles,but also improve the overall construction stability.
【关键词】塑料排水板；软土路基；市政道路工程；应用措施
【Keywords 】plastic drainage board;soft soil subgrade;municipal road works;application measures 【中图分类号】U416.1
【文献标志码】B
【文章编号】1007-9467（2023）09-0052-03
【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2023.09.015
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合图纸坐标,确定治理范围,在现场用白灰撒布板位;制订塑料排水板设计方案,包括布板方式、板材与土工布的技术指标等;确定塑料排水板的施工流程,先对现场场地进行平整、测量放样、开挖沟槽,然后在底部铺设砂砾垫层并压实,确定排水板布孔位置,将所需机械行驶到指定位置,将排水带安装到机架上,通过套管从管靴中穿出,沉管插板,待入土深度达到设定值后套管拔起,最后铺设土工布,顶砂层铺设和压实,并将路堤填筑完毕。

在正式开工前,由设计方、施工方和监理方共同进行图纸复审,找出与实际不符之处进行优化,避免和减少后期设计变更;做好施工技术与安全交底,组建专业施工团队,并对施工人员开展岗前技术与安全培训,确保人员技能水平满足施工要求[1]。

3.2施工工艺
3.2.1铺设砂砾排水垫层
该项目采用塑料排水板工艺,首先要铺设砂砾排水垫层,为后续施工夯实基础。

在砂砾排水垫层铺设之前,先进行路基测量放样,将路基表面土层、草皮清理干净,并疏干路基地表水。

由专业人员负责砂砾排水垫层的施工,在个别位置采用小型机器辅助完成。

正式铺设时应合理控制砂砾厚度,不可超过300mm,砂砾粒径的最大值应小于500mm,不足0.5mm粒径含量应低于12%,不足5mm粒径含量应低于35%。

在垫层铺设后进行压实处理,根据地基情况选择相应的碾压方法与次数,保证渗透系数在1×10-2cm/s左右。

整个过程要做到绿色施工,避免砂砾受到污染,如若出现严重污染,则要换料重填。

在逐层填筑过程中,由专业人员负责指挥,根据水平分层,坚持先低后高、先两端后中间的原则卸料,再用大型推土机推平处理,由人工对个别凹陷位置用石块、石屑等找平。

3.2.2插入塑料排水带
该项目选用自制轨道式插带机,在专业人员操作下,设备顺着路面轨道纵向前进,完成相应施工任务。

排水带由板芯和滤膜两部分构成,相关技术指标如表2所示。

受压力影响,土层内水分被挤压出来,经过滤膜进入带有沟槽的板芯内,再顺着沟槽排出。

在插带施工期间,先将机架设置到最佳地点,再将排水带安装到机架上,使其通过套管从管靴中穿出、弯折,最终固定在桩尖位置。

禁止采用搭接法进行水带连接,以免影响排水率。

在正式施工时缓慢沉管,可有效避免套管倾斜情况发生,还要合理掌握插入速度,当入土深度与设定值相差2m 时,逐渐放慢速度,一边施工一边观察,并对关键指标做好详细记录。

当入土深度达到设定值后,便可将套管缓慢拔出,在与地面相距350mm处剪断。

在套管拔出时难免会带出一些土,应及时处理干净,并用砂砾填充压实,最后将排水带埋入垫层内[2]。

表2塑料排水板技术指标
项目芯板项目滤膜板材厚度/cm
宽度/cm
单位长度质量/（g/m）
抗拉强度/（kN/m）
纵向通水量/（cm3/s）
4.0±2
150±2
120~140
13
65
渗透系数/（cm/s）
干态延伸率（10%时条带）
湿态延伸率（15%时条带）
有效孔径/μm
单位面积重量/（g/m2）
＞5×10-3
＞2.5
＞2
＜0.075
90 3.2.3铺设土工织物
该环节的作用在于排水、反滤与加固,还可促进路基稳定性与承载力提升。

根据设计要求进行排水板施工后,在其上方铺设土工布,技术指标如表3所示。

将土工布顺着路线纵向铺满,在摊铺期间将其拉直,紧贴下承层,确保织物平整,禁止扭曲、褶皱等情况产生;在横向铺设中,在路堤每边各预留充足的锚固长度,回折覆裹在压实的填料面上,铺设后立即覆盖黏土,厚度在300mm左右;上方保持清洁,禁止随意堆放杂物。

派遣专人负责整个铺设过程监督,不断地检查各环节质量,如若出现撕裂、折损等质量问题,应及时修补和返工,修补范围至少300mm;多层织物需要上下搭接施工,且接缝错开距离在300~900mm,并保持一定松紧度,可用U形钉控制;还要控制好织物间的纵向搭接,一般宽度超过300mm,横向两侧弯折长度在2m左右[3]。

表3土工布技术指标
项目指数
有效孔径/mm
垂直渗透系数/（cm/s）
CBR抗刺穿强度/kPa
厚度/mm
质量/（g/m2）
≥0.09
≥0.3
≥2.9
≥2.5
≥250
3.2.4填筑路基与稳定性分析
在土工布铺设后,再铺设300mm的顶砂层,将场地整平后
用压路机压实,在顶砂层上方进行路堤填筑施工,实时观测路基沉降情况。

受压力影响,软土路基内的水分被挤压出来,使路基土的抗剪强度得以提升。

当预压荷载量逐渐提升,剪应力与不断增大。

在剪切蠕变条件下,土体强度逐渐衰减,在填
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筑预压荷载期间,需要注重加荷速度的把控,以免因加载速度过快影响地基土的抗剪性能。

在施加预压荷载之前,先要分析其稳定性,在加荷期间还要通过实时监控有效控制加荷速率。

该项目实时预压荷载实验,对路基进行分层填筑,利用地基稳定安全系数K进行分析,当稳定性高于1.1时,说明可对后续荷载进行施工。

3.3质量控制
因软土地基施工难度相对较大,在塑料排水板施工期间,应注重原料采购、质量检验、沉降与位移监测等工作开展,牢牢把握工程质量控制要点,使排水板能够快速排空地基内的水分,促进地基固结,保证施工质量与安全。

一方面,注重施工质量检验。

在正式施工前,应严格遵循设计图纸进行放样,细致检查所购原材料,要求具备出厂合格证,并根据规定频率进行检验。

质检不合格产品及时返回厂家,以免混入施工现场;合格材料应根据材质科学存储,预防老化、受损等情况产生。

因软土地基较为脆弱,应尽可能减少对表层软土的扰动;确保导管与桩尖完美衔接,尽量缩小缝隙,避免淤泥进入使排水板被带出;如若排水管长度不足,需要接长,可在滤膜内平接,芯板对扣,凹凸位置对齐。

两根水管衔接长度应超过20cm,并用滤套包裹接头,确保排水通畅,衔接位置符合强度要求。

在施工阶段,对塑料排水板的间距、板长、垂直度等进行检验,计算施工偏差是否处于允许范围内,并做好详细记录,具体如表4所示[4]。

表4塑料排水板误差检验方法
项目允许偏差检验方法
板间距/cm 垂直度/%板长/cm
±15
1.5
≥设计值
抽查2%
检查施工记录
检查施工记录
另一方面,加强沉降与位移观测。

在地表沉降监测方面,利用地面沉降板,通常将其放在路基中线位置,间距控制在2cm左右。

在施工期间,每进行一层路基填筑,便要观测1次;在填筑间歇阶段,每间隔3d采集1次监测值,确保沉降速率不超过15mm/d。

如若超过上述要求,则要立即停止施工,加固地基,以免出现失稳情况。

在边桩位移监测中,通常将边桩设置在边坡趾部,间距控制在2cm左右。

边桩外露长度超过15mm,埋入深度超过1.4m,在沉降观测的同时,加强水平位移的监测力度。

每日水平位移量应不超过3mm,如若超过这一指标,则及时停工加固。

直至填料全部卸除、达到沉降控制期限后,在各项指标均满足标准的前提下,才可结束监测工作。

4结语
综上所述,当前港口海陆联运需求增加,沿海市政道路工程逐渐增加。

与常规土质相比,软土路基具有压缩性强、沉降量大等特点,在无形中增加了道路工程的施工难度。

对此,可将塑料排水板应用到软土路基加固中,通过铺设砂砾排水垫层、插入塑料排水带、铺设土工织物、填筑路基等方式,可降低施工难度、加快施工速度。

塑料排水板还适用于无法满足工后沉降要求的特殊路段,依靠排水板将地基内水充分排除,增强土颗粒固结,达到地基固化的目标。

在实际施工中,还要注重原料采购、施工质量检验、沉降与位移观测等方面,从而取得良好的施工效果,延长市政道路的使用寿命,满足工程要求。

【参考文献】
[1]郝海富.塑料排水板在高速公路软土路基处理中的应用[J].科技情报开发与经济,2019,15(8):281-283.
[2]刘观仕,孟庆山,雷美清,等.塑料排水板处理软土路基的载荷蠕变试验与工程应用[J].交通科技,2020(6):41-43.
[3]陈祖康.塑料排水板在处理公路软土路基中的应用研究[J].运输经理世界,2021(3):12-14.
[4]鲍富军.塑料排水板在市政道路软土路基处理中的应用分析[J].建材与装饰,2016(40):217-218.
【收稿日期】2022-11-08
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