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真空预压降水塑料排水板施工及质量控制要点

2016-07-15

一、采用塑料排水板施工工艺处理软土地基的原理:

在软土地基上按一定的密度插打塑料排水板后,通过对地基的加载施压或者抽真空处理,使得土体中的水份在外力的作用下经塑料排水板的排水通道排出场外,以实现深层软土的预先固结,从而减少地基的后期沉降和提高地基的承载力。

二、软土地基处理常用的原材料及插板机类型:

常用材料:塑料排水板、土工编织布、排水沙()垫层。土工编织布的经、纬向抗接强度,CBR顶破强度,撕破强度和单位质量是主要的性能指标;塑料排水板的纵向通水量、复合体的抗拉强度及延伸率、滤膜的抗拉强度及延伸率、滤膜的渗透系数和等效孔径为主要性能指标。土工编织布、塑料排水板的规格型号必须满足规范和设计的要求;每批次的材料都应有出厂合格证、技术性能鉴定书,外包装必须完好,临时堆放在现场的材料应堆放整齐,避免雨淋、日晒。

插板机的机型选择:根据施工场地条件和插板深度的不同要求,可供选择的机型通常情况下有:轨道式门架插板机、履带式插板机、挖机改装式插板机和水上插板船(分浮箱式和平板船改装两种),从动力装置上可分为液压式和振动式两种,振动式插板机在插板深度较深、地层较复杂的施工区域具有明显的优势。

三、塑料排水板施工:

 塑料排水板的施工根据施工场地的不同可分为陆地施工、滩涂候潮施工和水上施工三种。

1、对施工设备的要求:

机械的接地压力应与要处理地基的承载力相适应;导管的高度、打设能力要满足设计要求的深度;机架垂直度调节方便;机械安全性能良好,进退、横移灵活,定位迅速准确;打设排水板及上拨套管速度快,且易于控制打设深度。陆地和滩涂候潮施工区域的施工机械一般采用履带式、轨道式和挖机改装式插板机,施工时要注意尽量减少机械对地基产生的扰动;水上插板施工时则应选择能够满足现场环境(水深、风浪等)及各项技术指示要求的水上插板机。

2、施工前的准备工作:

塑料排水板施工前必须先编制实施有效的施工方案;对现场施工条件要进行全面的了解,掌握施工现场的特点;熟悉设计文件、地质资料、接受测量基准点;标出施工区域分界线,按施工要求进行细划并用木桩定位,编制安排打设顺序。

3、土工布铺设:

1)陆地、滩涂候潮施工:清除滩涂上的鱼网、杂草、块石等杂物,平整沟、坎,使场地达到基本平整。经验收合格后人工铺设土工布,一般采用陆上拼接成宽幅后搬运至施工场地进行铺设,铺好的土工布周边要用竹片固定,中间用袋装碎石镇压,以防止被风、浪吹起产生移位。土工布拼宽要用双排线拼接,两排线的距离5㎝,拼接宽度不少于20㎝,针距不得大于0.7㎝,且拼接强度不少于原布强度的50﹪,候潮施工区原则上采用缝接,缝接不仅节省材料又避免了上下层的分离现象,如确需搭接的,则搭接宽度应超过50㎝并要用铁丝扎紧。

 2)水上铺布:采用专用的土工布铺设船进行水上铺设,船只应带有GPS卫星定位系统。土工布铺设前先在陆上拼宽,用人工或者卷扬机把布卷到滚筒上,用吊车吊至铺布船上安放好,船舶通过GPS定位系统到达指定位置,将土工布的卷筒放入水中并用几个小锚固定好起始端,通过铰锚机的工作使船只缓缓前进拖动滚筒,随着土工布的铺开,后续的运输船紧跟着人工抛袋装碎石镇压,并及时地抛填碎石垫层。为了保证土工布铺设平顺,松紧适度地紧贴滩涂面,船上应设一地滚,两端用绳索固定可用船上的卷扬机起降,在土工布固定好起始端后地滚就压在布上,地滚跟着土工布卷筒后面往前滚动,土工布铺设时如发现有偏差要立即进行调整,两幅布的搭接应超过100㎝,安排专人负责铺设过程的记录和每块布的铺设位置、尺过等。

4、碎石填筑:

碎石的颗粒级配等各项技术指标都应满足设计要求,陆地和候潮施工区的碎石填筑宜采用小型车辆运输,小型推土机平整的方法进行。碎石垫层填筑要紧跟土工布铺设,在土工布铺设好形成一个工作面后应立即组织碎石施工,避免土工布在太阳下暴晒或者潮水涌动而造成移位。填筑时控制好碎石厚度,严禁使用重型机械,避免车辆沦陷和使施工面出现淤泥包。具体方法:先填筑一条碎石临时主干通道(厚度1.0m,宽12m左右),再在前面形成若干条副干道成扇形状,边运输边平整控制碎石厚度,到形成一定面积的工作面后,就可以保留主干道推掉副干道进行平整验收,重新修筑副干道,施工时要使工作面形成直线或扇形状,避免形成夹角,从而减少淤泥包的形成。待碎石平整形成工作面后,按分区图进行划分并用木桩定位,为了施工管理方便,每个区块面积在25003000平米为宜。

水上碎石填筑:通常采用船抛的方法进行。在铺设碎石垫层施工前,先将施工区域划分成若干施工区,避免施工船舶抛锚时损坏土工布,确定施工区角点和特征点施工坐标,利于施工区边线控制。铺设碎石垫层驳船驶入施工区后,按陆上全站仪交会确定的地点抛锚。铺设碎石垫层施工时,驳船根据全站仪交会和绞缆相结合进驻铺设位置。然后,采用挖机或者铲车将碎石缓缓抛洒送入铺设地点,根据抛入碎石的方量与抛填的面积析算铺设厚度,碎石垫层铺设达到一定厚度后,驳船通过绞缆移位和按陆上全站仪交会定位,进入下一循环铺设碎石垫层施工。一个施工区铺设碎石垫层施工结束后,进入下一施工区铺设碎石垫层施工。驳船主要负责施工区域内较大面积的碎石垫层铺设;舢板船负责施工区内驳船已铺设的碎石垫层偏低部位的补充铺设以及近岸溅水部位的碎石垫层铺设。舢板船的抛锚、移位、定位、铺设碎石垫层作业过程与驳船相同,但舢板船铺设碎石垫层采用船上配置的抓斗铺设。有些施工区域近岸部位水深较浅,需趁高潮作业。碎石垫层整平施工:经过驳船铺设以后的碎石垫层,会出现局部不平整现象,采用船载挖机或者船拖水下平整器进行整平。通过对抛填碎石方量与铺设面积的计算结合打钎法来确定碎石垫层厚度。若小于设计厚度,通过确定坐标或施放浮筒等方法进行定位,做好记录,采用舢板船补充铺设,再用打钎法复测碎石垫层的厚度,直到满足设计要求。

5塑料水板施工步骤:

排水板施工应在碎石垫层验收合格后按下列顺序进行,可分为以下步骤:

1)根据分区图和设计要求的间距放出板位并做上标记,插板机打设就位;

2)安装管靴,沉设套管至设计要求深度; 

3)提升套管使管靴离地面500800mm左右, 留板头250mm剪断塑料排水板;

4)检查并记录板位、深度、有无回带等打设情况;

5)移机至下一板位。  

6、塑料水板施工的技术要求:

1)管靴与板位标记的偏差应控制在±7cm范围内;

2)打设过程中应随时注意控制套管的垂直度,其偏差应不大于1.5﹪(一般采用线锤安装在机架上的方法来测定);

3)严格控制排水板的打设标高,不得出现浅向偏差,其偏差不得大于±10cm,当地质情况有变化时,应经现场监理同意认可方可变更打设标高;

4)打设排水板时严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象;

5)打设时要严格控制回带,其长度不得超过500mm,且回带的根数不应超过打设总根数的5

6)剪板时,外露长度应控制在200 mm300 mm之间;

7)检查每根排水板的施工情况,符合验收标准方可移机至下一板位,否则应在邻近板位处补打一根,并按要求逐根做好施工记录;

8)所用排水板材料的各项技术指标均应满足设计及国家规范要求;

9)打入地基的排水板宜为整板,长度不足需接长时应按要求进行接长,搭接长度应大于200mm,且接长的根数不应超过总根数的10﹪。接板方法:扒开上一卷板的未端滤膜,将板芯插入下一卷板的板头滤膜内,插入长度在250mm左右,然后将上一卷板头滤膜包到下一卷板头滤膜之外,再用铁丝固定。

10)一个分区的排水板经验收合格后要及时地将外露板头埋入砂垫层中,防止淤泥进入板芯堵塞排水通道;

11)塑料排水板施工的基本要求可归纳为六个字,即插板要“准”、“匀”、“深”、“直”、“通”、“快”;

12)现场出现六级风以上时,考虑到施工的安全和质量,应停止排水板施工。

四、水上塑料排水板施工:

水上排水板施工的机理与陆上施工是同样的,只不过是在水面上为插板机提供了施工平台,而且是多机组合,让多台插板机在水面上同时进行施工。

1、水上排水板施工特点:

1)要求工作平台有足够的浮性和稳定性,导管下沉和上拨时工作平台无明显的晃动现象,导杆移边工作时不造成平台倾斜或颠覆,并要求有水下剪板装置;

2)水深看不到滩涂面,看不准桩位,不能直接放样决定桩位,只能依靠船载GPS定位系统或者其他标志来定位,由工作台操纵导杆的移动来控制桩位,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;

3)由于水上施工风多浪大,操作平台摆动特别厉害,要求整机重心低、稳定性好,有足够的抗风抗浪能力。风浪大时会造成导杆倾斜,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;

4)潮涨潮落水位呈周期性变化,导杆按同一深度贯入(水深 +入土深度)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。退潮时还可能使船只搁浅,在搁浅时虽可继续打设排水板,但移动船位需待潮水上涨,这样造成了施工的间隙性;

5)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,造成操作平台倾斜,要求事先对碎石垫层进行平整,并配备导杆垂直度调较装置;

6)离岸距离远,要求配备发电机及一些生活设施。

2、对施工机械的要求:

1)根据设计图纸的插板深度要求,选择能够满足插打深度要求的机械进场;

2)机械的导架应具有可调整装置,保证排水板入土垂直度;

3)水上插板船施工,插板船必须具有导杆纵横移位及垂直度调整装置、定位瞄准装置、打设深度指示装置,导管的断面应尽可能与排水板形状相适应。一般采用圆形导管插板,150mm宽的排水板导管外径不大于169mm,以减少插板时对周围土体的扰动及涂抹作用,保证排水效果。导管的驱动应采用静压或振动两种;

4)船上应设置4只可调整船位的锚绳,当船位发生偏移时随时进行调整;

5)应配有塑料排水板施工质量检验自动记录仪及监控系统,该系统能自动记录塑料排水板施工过程中的以下数据:施工日期、时间、桩号,每根桩的插入深度,涂面水深,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,保证记录数据的安全、可靠性,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,该系统当排水板插入深度达不到设计要求或回带长度大于设计值时,监控系统能及时报警,以便操作人员迅速、及时处理、保证施工质量。

3、水上插板船定位:

1)船只定位放样。根据设计图纸,定出插板船定位控制桩,控制桩距边线的第一排排水板5m,每桩间距定一个船位的宽度;

2)根据定位控制桩在滩涂上插定每船位的纵、横移动桩位,并打设引桩,随时校对边线桩调整船位;

3)在插板船上标定二个定位点,利用测绳及定位控制桩确定插板船的位置。

4、水上排水板施工方法及各道工序的质量控制:

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,重新装带及桩靴―――>检查并记录打设情况―――>桩机移位,重复定桩位。

2)复核定位桩:在定位桩与船体之间系上测绳,并计算每船与定位桩之间的距离,使船体定位准确。船体平行区块边线布置,船头、船尾各抛二头八字锚,锚缆绳长度为100m,采用绞锚机进行调整船体位置。并且,每10分钟根据潮的涨落调整锚缆,确保施工时塑料插板的平面位置准确。移船定位偏差不宜超过±50mm,并在船上标出桩位,即在插板船的船体横梁上按桩位尺寸标好刻度,而插板桩机可在船体平台上前后左右移动;

3)为确保打设深度要经常用垂球检测水深,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。回带长度的控制主要有二方面:一方面要做好桩靴与沉管口的密封,防止淤泥进入沉管引起回带;另一方面是在沉管上拨时观测沉管上口与排水板有没有相对位移。施工时必须严格控制回带长度,回带长度不得大于500mm,且回带的根数不得大于总根数的5%,如果超过标准,一般在邻近处补打一根;

4)在沉管管靴拔离碎石面后,水下剪板系统操作,水下剪板采用软轴锯片法。排水板长度不足需接长时应按要求进行接长,搭接长度应大于200 mm

5)每根板在定位后插打前必须调整导管的垂直度。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;

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。为了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30cm,使排水板的外露部分能自然下垂;

7)打设过程中逐根做好施工原始记录。(可与自动记录互较)

8)海上施工时由于机架高度高,船体稳定性差降低了安全程度,因此当风力大于6级时应停止施工,且插板机与操作平台周边保持一定距离,以免平台倾斜过大。

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