塑料排水板在市政道路上的应用
煤矿现代化 2004年第1期 总第58期
1 概 述
料撕水饭在市政 路 的应用
南京河西新城区开发建设指挥部 万 俊
摘 要 本文通过工程实例,对塑料排水板在软土地基处理中的应用进行了小结
,通
过实例,塑料排水板用于排水固结法处理软土地基的工程实践中,是可行的,必将得到广泛
的应用。
关键词 塑料排水板 排水固结 堆载预压 真空预压
随着我国经济的发展,城市规模的扩大,在市政道路建
设方面,从老路改造到城市周边新建道路,越来越多的遇到
软土路基的处理问题,以往的浅部换填不仅不能适应新建道 ...
煤矿现代化 2004年第1期 总第58期
1 概 述
料撕水饭在市政 路 的应用
南京河西新城区开发建设指挥部 万 俊
摘 要 本文通过
实例,对塑料排水板在软土地基处理中的应用进行了小结
,通
过实例,塑料排水板用于排水固结法处理软土地基的工程实践中,是可行的,必将得到广泛
的应用。
关键词 塑料排水板 排水固结 堆载预压 真空预压
随着我国经济的发展,城市规模的扩大,在市政道路建
设方面,从老路改造到城市周边新建道路,越来越多的遇到
软土路基的处理问题,以往的浅部换填不仅不能适应新建道
路的载重要求,也会相应增加造价。因此适用于处理淤泥质
土,淤泥冲填土等饱和粘性土地基排水固结预压法。越来越
多的用于城市新建道路中。无论采用堆载预压,真空预压,降
水或联合预压,均应首先设置排水通道,以往均采用砂井(普
通砂井或袋装砂井),但其设备笨重,造价高。且
质量受
人为影响较大。近年来随着塑料工业的发展,出现了一种代
替袋装砂井的新材料,即塑料排水板,塑料排水板的作用与
原理和砂井相同,且具有插板机械轻,效率高,对土层的扰动
小,造价低等特点。不仅加快了建设周期,节约造价,而且在
钻孑L深度 z一定时,若配制的泥浆重度 .比(1)式计
算值偏小 ,则孑L壁会发生剪切破坏,导致 “塌孑L”(如图2中
莫尔圆 I,实际上这种情况不存在的);若配制泥浆重度 1
按(1)式计算得出,则孑L壁处于极限平衡状态(圆Ⅱ);若配
制泥浆重度 ,大于(1)式计算数值,则孑L壁处于理论稳定
状态(圆Ⅲ)。
图2 a.a:a 3对应于泥浆重度 yly 2y 3
3 结语
(1)本文仅从理想状态推导出泥浆重度计算公式,建议
钻探施工时,从施工安全的角度出发结合施工经验和该理论
公式配制泥浆,配制时要留出一定的安全系数;
(2)本计算模型为理想模型 ,未予以考虑的因素还很
多,如:孑L径因素;泥浆使孑L壁粘性土含水虑增大,改变其物
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质量控制、排水效果等方面,大大地减少了人为因素,提高排
水效果。下面结合实例就塑料排水板设计、施工等做一浅述。
2 排水固结法的原理
饱和软粘土地基在荷载作用下,孑L隙中的水排出,孑L隙
体积慢慢地减小,地基发生固结变形,同时随着超静孑L隙水
压力逐渐消散,有效应力逐渐提高,地基土的强度逐渐增长,
所以土体在受压固结时,一方面孑L隙比减小产生压缩,一方
面抗剪强度也得到提高,这说明,如果在场地上先加一个与
使用荷载相同的压力进行预压,使土层固结,然后卸除荷载,
再造建筑物,这样建筑物引起的沉降即可大大减少,如果预
压荷载大于建筑物荷载,即所为超载预压,则效果最好,因为
经过超载预压,当土层的固结压力大于使用荷载下的同结压
力时,原来的正常固结的粘土层将处于固结状态,而使土层
理力学性质指标的因素;泥浆在孑L内流动对孑L壁的摩擦、冲
刷的因素等等;
(3)本公式适用范围
a.钻孑L深度未达到地下潜水面;
b.孑L壁土类型限于粘性土:
c.孑L壁土只有一层,且各项同性。
(4)还有待于研究解决的问题
a.孑L壁土有多层时的泥浆选择;
b.护壁孑L段位于潜水或承压水含水层中的泥浆选择;
c对 于泥浆护壁钻进时泥浆在碎石土、砂土、粉土中的扩
散形成的 “泥浆一骨粒”联合体对孑L壁的稳定性影响问题;
(5)该公式对生产实践的指导意义还有待于检验。
参 考 文献
[1] 地基及基础,中国建筑工业出版社,北京,1998年 6月
第三版
作 者 简 介
牛磊,男,山东东营人。1976年出生,学士,助理.Y-程师,
主要从事地质勘察技术.Y-作。
刘焕东,男,山东邹城人,1975年出生,学士,助理工程
师,主要从事地质勘察和金属冶炼技术.Y-作。
(收稿 日期:2003—12—03)
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煤矿现代化 2004年第1期 总第58期
在使用荷载下变形量大为减少。
3 材料
塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体,或是由单种
材料制成的多孑L管道板带(无滤套 )。芯板一般由聚乙烯或
聚丙烯加工而成的多孔管道或其他形式的板带滤套一般由
无纺织物制成。
板应具有足够的抗拉强度和垂直排水能力。抗拉强度
不应小于 130N/cm,排水能力一般不低于30cm2/m。芯板应具
有耐腐性和足够的柔性,保证在地下的耐久性并在土体固结
变形时不会被折断或破裂。
滤套应具有一定的隔离土颗粒和渗透功能,应等效于
0.025mm孑L隙,其最小自由透水
面积宜为 1500 cmZ/m,渗透
系数应不小于 5x 10%nds。
4 塑料排水板的设计
(1)深度:应根据土层条件,附加应力分布,施工因素等
确定,一般应打至下面的透水层或砂类透镜体,但粘土层很
厚时应以沉降所要求的处理深度来决定,可先初定一个深
度,待固结计算后再作调整。
(2)直径:Dp=2a(b+81/盯
式中 b一塑料排水板宽度;
8一塑料排水板厚度;
a一折算系数 ,由试验求得,当 L=10m,挠度在 10%以
下时,取 a=O.6—0.9,一般取a=O.75。
(3)间距与径比。间距一般由软土的性质和工期要求确
定。由固结度可见,井径比n越小,固结越快,但不宜太小,否
则扰动会增加 ,一般n=5~20,排水板间距一般 1-2m。
(4)平面排列。常用三角形和正方形两种形式平面上的
等效直径 de间距 a的关系:
三角形排列de=a、/ 、/了/盯=1.05a
正方形排列 de=a、/ /盯=1.128a
(5)砂垫层
厚度一般为 0.5~0.8m
5 施工
塑料排水板的施工机具为插板机,也可与袋装砂井打设
机具共用,但应将圆形套管换成矩形套管,施工前首先要对
软基进行预先处理,首先整平场地,铺设砂垫层,具体工艺如
下 :
平整场地 、挖排水沟一铺下层砂垫层一稳压一放样
机具就位一塑料排水板穿靴一插入套管一拨出套管一割断
排水板一检查并记录板位情况一机具移位—铺上层砂垫层。
拔出套管时密切注意观察如发生回带现象,应分析原
因,重新施打。
6 工程实例
(1)某工程位于南京河西区,自地表 2.0~13.0m为软塑
流塑状淤泥质粘土,设计采用超 1m堆载预压,塑料排水板插
板深度为 10m按变形要求控制,间距 1.5m,三角形布置。塑
料排水板端口进入砂垫层部分不小于50cm。
(2)本工程采用振动插板机,为保证插板质量,均采用
带刻度的排水板,便于跟踪控制。施工过严格控制回带现象,
一 但出现,重新打插 ,且再多打 0.5m~1.0m,一般可以避免。塑
料排水板插完后,顶端弯折平放,上覆 30cm粗砂。在预压区
周边设置排水盲沟及排水井,盲沟设置非常重要,一定要保
证排水畅通,及时排水,才能保证预压效果。
(3)效果:本工程由于塑料排水板、砂垫层、盲沟设置质
量较好,因此取得了较好的预压效果,沉降观测记录见表 1。
表 1 沉降观测记录
日
期
乃 乃
高程 高程 高程
(m) (mm) (mm) (m) (mm) (mm) (m) (mm) (mm)
7 几点体会
(1)塑料排水板由板芯、滤膜组成,当地基发生沉降,排
水板与土一起沉降呈⋯S’型,但必须保持渗水,排水的功能。
因此板芯具有一定强度,滤膜在湿润状态下的强度与渗透系
数,有效孑L径必须满足要求,否则无法保持长久的排水效果。
(2)应采用有刻度的塑料排水板 ,以便于确定打插深
度,由于插板速度较快,如无刻度,施工中的回带现象等易被
忽视。
(3)垫层与盲沟的设置必须保证有效,及时排出地下
水,以保证预压效果。
通过该工程的应用,塑料排水板在软土路处理中具有以
下优点:施工方便快捷;质量较袋装砂井易于控制;排水预压
效果较好,且造价低廉。随着城市周边地区新建道路的不断
建设,尤其是软土地区的道路建设,塑料排水板的使用,将越
来越广泛。
(收稿日期:2003—12—15)
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