排水固结法

排水固结法在工程中的应用

摘要：由于南京河西新城区位于长江边，分布有较厚的软弱土体，且含水量高，压缩性大，强度低，工程地质性差，因此在进行城市道路建设时需对地基进行处理，地基加固采用排水固结法，降低工后沉降，避免产生不均匀沉降，提高路基强度及稳定性。本文介绍了这种方法的施工过程中的应用及注意事项。

关键词：道路软基塑料排水板堆载预压

本文主要介绍作者在南京河西新城区基础设施建南湖路道路工程施工中对排水固结法加固地基的施工工艺及注意事项。

1、工程简介

（1）地理位置

南湖路道路工程为河西新城区主干道系统南北向的一条主干道，南起雨润路，经纬九路北接纬八路，路长2954.76米。随着河西新城区及全运会场馆建设的开发及启动，南湖路道路工程的建设尤显重要，南湖路将贯通又一条南北向主干道，沟通雨润路、纬九路、纬八路等数条东西向主干道，发挥其在整个路网中的作用，使路网布局更趋于均衡合理。同时对沿线的土地开发利用也起到一定的作用。路段将分南北两段进行招标，其中南段：雨润路—纬九路段，长1025.16米；北段：纬九路—纬八路，长1929.60 米。

（2）工程地质简述

工程勘探结论：本路线沿线普遍分布有较厚的软弱土体，且2-2、2-3层含水量高，压缩性大，强度低，工程地质性差，需对地基进行处理，地基加固采用排水固结法，降低工后沉降，避免产生不均匀沉降，提高路基强度及稳定性。

本工程中的排水固结预压法有两种：排水板- 堆载预压法与排水板- 真空预压法。同时根据设计要求，考虑到整体性，拟全线路段采用塑料排水板+ 堆载预压，堆载时间大于6个月；桥头过渡段及软土巨厚段采用塑料排水板+真空预压，抽真空保持3个月。 交叉口范围路基处理宽度为15 米+ 路幅+15米。

表中排水板长度已经包含交叉口加宽处理及排水板伸入垫层50cm的用量。 工后沉降控制值：路段小于20cm，桥头过渡段小于10cm。

各段塑料排水板长度变化处施工时应注意土层变化，进行合理调整长度。 两种方式交接处堆载范围内渐变段20m，10m 堆载2m，另10m堆载2-1.5m。

2、塑料排水板的打插施工

（1） 塑料排水板：C 型执行塑料排水板质量检验标准JTJ/T257-96，

（2）施工机械：插板振动机

（3）塑料排水板的设计要求：本标段塑料排水板的布置为梅花形，间距1.5米，打设深度见表1。塑料排水板打设到设计深度后，进入垫层的长度为50cm，顶端弯折平放埋设于砂垫层中。

（4）施工工艺流程：整平场地铺筑下层砂垫层机具就位塑料排水板穿靴插入套管割断塑料排水管机具移位铺设上垫层

3、排水板-堆载预压法的堆载施工

（1）20cm砂垫层：塑料排水板施工完毕后测量放线，准确定出砂垫层的坡脚线，并用石灰标示。采用人工配合自卸车进行分堆摊铺法摊铺。为保证砂垫层的填筑宽度、厚度、轴线等符合设计要求。

（2）埋设沉降观测设备：施工要求同后面介绍的真空预压的沉降观测设备要求一样。

（3）土工布施工：本次采用无纺土工布，选用的土工布质量要满足设计要求，外观无破损，无老化，无污染现象；在平整好的砂垫层上摊铺，摊铺时应拉直平线，紧贴下承层，

不得出现扭曲、折皱、撕裂、重叠。然后进行路基填土，并回折土工布覆盖在上层，应保持平整顺适。

为保证土工布的整体性，搭接长度为30-90cm。

（4）盲沟的设置：为能及时排出软土路基固结渗透水，按设计要求在砂垫层两侧设置盲沟（下口40cm，上口60cm，高50cm）。

（5）先加40-60cm土的荷载。然后再进行正常的堆载，堆载高度1.5-2.0m土，可进行松土、其他材料的等质代换。堆载时间应由沉降量、沉降速率双控制。沉降量见表1，二灰结石施工前沉降速率应小于0.2mm/d。但堆载时间至少保证6个月，我们将进行9个月。

4、排水板-真空预压法施工

真空预压是排水排水真空预压法的关键环节。在塑料排水施工完毕并辅好好砂垫层后，即可进行真空排水预压工程的各项工作。本工程预压面积11850m2。

（1）真空预压施工工艺流程：施工准备前期勘探、仪器埋设主、支管定位和安装铺设土工布、膜开挖回填密封沟抽气管道和真空泵联接抽真空、软基监测铺第二层土工布、膜上仪器埋设路基填筑真空预压卸载验收

（2）施工工艺要点

A、施工准备

a、开始真空预压施工前，其前道工序如排水板、砂垫层必须通过质量验收。

b、计划在加固区外的适当位置处搭设2 个临时工地仓库（抽真空时一个用作发电机房），每个面积约20-40m2。

B、前期勘探、仪器埋设

目的：查看有无水源补给充足的透水层，分析软基加固效果，判断软基稳定性，研究加固机理。本次埋设设备主要有分层沉降管、测斜管、孔隙水压力计。

C、主、支滤管定位、安装

结合本工程设计要求和施工段特点，主管布置形式采用双主管，滤管间距5.5m。主支滤管布置形式采用梳齿状。主管与滤管之间采用四通连接，滤管与滤管之间用直通连接，主管与主管之间用三通连接。该中布置形式能保证整个加固区内真空均匀一致，而且个别泵机停机检修，对真空度几乎无影响。

D、铺设土工布及密封膜

密封膜：采用密封性好、韧性好，抗老化性能和抗穿刺能力强的专用密封膜，密封膜为在厂内加工完成（接头工厂内已接好）的两层整块膜，在铺密封膜前，要认真清理平整砂垫层检除贝壳和尖角石子，填平打设袋装砂井或塑料排水板时留下的孔洞，应将露出的排水板头埋入砂垫层中。第一层膜铺好后认真检查及时补漏，再铺设第二层密封膜，同样要认真检查及时补洞。

E、开挖、回填密封沟

密封沟布置在施工区四周，在真空预压施工中它主要起周边密封作用，密封沟施工采用人工结合机械开挖，开挖深度大于1.5m，并进入淤泥层，在铺设密封膜后，密封沟须用粘土回填。开挖密封沟时注意塌方，谨防坚硬带菱角碎石等落入沟中。施工中要求边开挖、边埋膜、边回填。

F、抽气管道和真空泵联接

本次真空预压加固区约为11850 m2，一台7.5KW 的真空泵可控制800-1200 m2 的面积，计划安排真空泵30 台（5 台备用），实际使用数量根据现场真空情况决定。

真空主管通过出膜器及吸水胶管与真空泵连接。出膜器的连接必须牢固，密封可靠。为了防止由于地质突变等不利条件，也可预留若干个备用出膜接口，以备加泵使用。

5、施工组织安排和进度计划

为按期并高质量完成本次软基处理工程的施工任务，施工企业必须为工程做最充分的准备工作，组织在软基处理，特别是在排水板-堆载和排水板- 真空预压方面施工经验丰富的施工管理人员和工人，配备完善的施工机械，以先进的项目管理模式，设置施工现场组织机构。

6、施工质量和安全保证措施

（1）抽真空主、滤管均匀分布。滤管间距确定为5.5m。在预压区边侧的滤管应留适当的距离。

（2）抽真空主、滤管均选用直径76mm 的PVC 管。滤管周围打滤水孔。滤管用无纺土工布滤膜完全包裹。

（3）抽真空主管与滤管间用同径四通连接。

（4）密封沟靠真空预压一侧的边坡，要用挖土机结合人工修整平顺，不允许存在局部突出的硬块，以避免抽真空时顶破撕裂密封膜。

（5）密封膜选用两层符合抽真空要求的塑料薄膜。

（6）铺设密封膜前，进行砂垫层表面处理。

（7）铺设密封膜时，先铺第一层密封膜。检查后铺设第二层密封膜。

（8）密封膜的边缘埋入密封沟底淤泥中。

（9）各真空预压加固单元按每800-1200平方左右的加固面积配置一套真空泵系统，与其射流泵配套的电机功率为7.5KW，泵的真空度可达到95Kpa。在每个加固单元两端的真空泵靠中心一侧，各加设一个预留出膜器，并准备一台备用泵。

（10）选用合格真空表检测真空度。

（11）采用自备柴油发电机提供动力保障，电路布设安全、合理，不影响抽真空效果。

（12）抽真空期间，配备人员24 小时在现场值班，保证发电机及抽真空系统正常工作。并及时记录有关技术参数。

（13）现场值班人员经常观察并记录真空度变化情况，发现膜下真空度下降时，应及时处理。

7、施工质量标准和监测控制

监测控制包括：现场补充钻探、取土样、表面沉降观测、水平位移观测、孔隙水压力观测、膜下真空度观测、室内土工试验等。

（1）现场观测及现场试验

A、表面沉降观测：真空预压期每3 天观测一次，填土施工期每填一层土观测一次，真空预压卸载前后每天观测一次，卸载结束7 天后，每7-15天观测一次。

B、水平位移观测：观测仪器用测斜仪，观测频率同表面沉降观测，但在填土施工期应适当加密。

C、膜下真空度观测：利用真空度表观测，埋设在砂垫层中间，利用细塑料管接出，布置5个左右，抽真空期间，须每天观测。

D、分层沉降观测：分层沉降磁环每孔12 个，间距2.0m，观测仪器用分层沉降仪，观测频率同表面沉降。

E、孔隙水压力观测：观测仪器用振弦频率仪，观测频率同分层沉降。

（2）取土及室内试验

真空- 堆载联合预压结束前后各取一次土，孔深24m，每3m 取土一组，每次2孔。室内土工试验内容主要包括：含水量、容重、液塑限，对部分土样做渗透试验、固结试验。 结束语

排水固结法在软基处理中起得了良好的效果，并且这种处理方法很适用于水系发达，地质软弱的江南地区。