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
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。且施工质量受
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
,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
· 54 ·
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
、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,其最小自由透水表面积宜为 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
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
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
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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