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塑料排水板 在洋山一期地基加固工程中的试验 摘要：洋山一期地基加固工程中，在镬盖塘以南、码头以北存在一块淤泥软卧层，对该区域的处理，设计要求进行40米深度的塑料排水板施工。项目部选择两种机型进行了塑料排水板的试验，最大深度达33米，在对该区域进行地质检测后，发现地质条件有所变化，经与设计联系后，采用了其它地基处理方式。但本次的塑排试验，为后期同类型的地基加固积累了宝贵的经验。 关键词：单套管、双套管、含水量、压缩性、沉降 一、简述 洋山一期塑料排水板施工区主要位于镬盖塘南侧下方, 此区域原为海域, 泥面标高约为-21.0～-25.0m, 后经吹填形成陆域至+6m标高，吹填砂是指粒径大于0.075mm 、颗粒重量超过80%的砂土，主要由砂质粉土和粉砂组成。吹填砂厚度为27~31米，主要以粉细砂为主，含贝壳碎片，局部混较多粘性土，为粉细砂混粘性土或粉质粘土混粉细砂。具体砂质分为三段：第一段标贯击数N<10击，为松散的粉细砂层，第二段的土层为稍密—中密状的吹填粉细砂，标贯击数1015击，第三段土层为中密状粉细砂，标贯击数15机械设备 打设塑料排水板的设备有两种形式：一种为履带式打桩机，一种为门架式插板机(带导轨) 。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备，不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形，内径大于排水板的尺寸，长度大于排水板设计长度，在打设中保护排水板不 被损坏。 本次试验，我们共改造、组织两台履带式打桩机进行试验。一台机架总高度为43.5米, 重约45T, 配备不同型号振动锤, 主插管长42米、采用壁厚10㎜，管径<=160mm的无缝钢管焊接而成，钢管材料为锰钢、其强度较高。插管下端焊接一个10㎜×50㎜×160mm 的矩形端头，利用φ<=30mm的插销固定塑料排水板端头。整台打桩机配备一台150KW 的发电机，以提供机械行走和打排水板用电。另一台桩架高度为27米，重约23T ，采用不同型号振动锤，主插管为双套管形式，外管长度为23米。内管φ<=130mm、外管φ<=160mm，内外管的连接采用4颗φ<=25mm插销连接，插销间距为20～30㎝左右。整台打桩机配备一台120KW 的发电机。 四、施工工艺 1、测量放样 (1)根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩，再每隔10～20m 放出路线中心桩。 (2)按照打设的宽度放出边桩及护桩。 2、地面清理及整平 将施工范围内的杂物清理干净，并将施工场地大致整平，若设计有整平标高时，应按设计标高整平，并进行压实(压实度＞85%)。 3、砂垫层铺设 一般天然泥面须铺设砂垫层，形成排水通道，砂垫层总厚度要求大于30cm(压实) 。摊铺做到均匀、平整，形成双向横坡。同时注意避免泥土、杂物混入砂层。压实应用静压式压路机进行，不得振碾。由于本次施工地表已有吹填砂，不需再铺设砂垫层。 4、桩位放样 (1)首先根据设计给定的处理长度、宽度计算出布设的排数和列数。 (2)根据计算结果画出布桩图，标明排列的编号。每排桩的轴线应垂直于路线中心线，曲线上应为法线方向。同时应绘制一张较大的布桩图交施工人员打设时使用，每施打一根在图上相应位置标出，以免遗漏。由于有些处理段落位于不规则的边界区域，应注意不要超布或遗? 漏。 (3)根据布桩图在铺设好的砂垫层上放出具体的桩位，做出鲜明的标志。一般可用15cm 长的塑料排水板（已剖开的）插在桩位上，放桩位时一般一次不宜过多，可先在半幅内布设。以免施工时丢失。施工中应经常注意检查和保护，丢失的及时补上。 5、塑料排水板施工 1）施工准备 在进行施工放样等工序的同时，应做好施工准备。主要是塔架的拼装，机件的安设调试，可在待处理地段端部的场地上进行。然后试打2～5根检验机器的性能、地质情况及工艺。 2）施打排水板 A 、机器调试正常后移入场内。 B 、将排水板装入卷筒，并穿过振动锤将排水板引入插杆中。 C 、将排水板从插入杆端头引出、折回，夹上短钢筋，用订板机订好。 D 、拉紧排水板，将插入杆对准桩位。 E 、开启振动将插入杆压入地基。 F 、到达设计深度后将插入杆拔出，则排水板被短钢筋锚固于孔底。 G 、在砂垫层以上30cm 处将排水板剪断埋入砂中。 H 、移至下一个桩位。 具体设备及流程如下： 1） 单管式振动打设机 钢管（D＝14-16cm， 塑料排水板 钢管扶正器 振动锤 卷状塑料排水板 钢管扶正器 加压装置 初次打入钢管2）套管式振动打设机 双套管预备 提出内套管 最终打入钢管打入双套管继续打入套管 五、施工技术要求 根据施工图设计要求，本场地地基处理要求如下： 1） 塑料排水板采用B 型和C 型排水板，板芯材料为透明型、滤膜为粘合型，主要技术参数见下表： 2）塑料排水板外露长度不小于500㎜。 3）施工时应提交详细施工记录，包括插板深度、板位、垂直度、外露长度、回带长度、回带板根数、布打根数与位置，具体控制标准详见如下： 板位标记偏差：＋70㎜; 回带长度：≤500㎜（根数不得超过打设总根数的5%，大于1.5米时应在插点附近补打）； 外露长度：-0、+500㎜（根数小于3%） 平面位置：+100㎜（根数小于10%） 垂直度：+1.5%（根数小于10%） 4）打塑料排水板时严禁出现扭曲、断裂和撕破滤膜等现象，如果有此现象，应在插点附近补插。 5）打设塑料排水板应采用套管打法，并使用套靴；套管的断面形状、尺寸与管靴的材料、型式等应满足打设垂直度、深度等对套管强度及刚度要求，并减少对地基产生扰动。管靴材料可采用钢板、钢筋、混凝土或硬质塑料等，型式可根据试验确定。 六、施工说明 1）项目部自2004年4月5日到4月10日采用单套管进行了塑料排水板的试打工作, 振动锤采用30KW 、套管采用φ152钢管，共进行了23个点的试验，施工深度从14.5m ～24.5m 不等。从现场的试验情况看，施工场地地表下24.5m 内可分成三个小段。第一小段0m —13.5～17.5m 内的土层，施工时间在2—3分钟，电流表读数在50A 以内，这一段导管急速下沉；第二段13.5～17.5m —17.5～20m 内的土层，施工时间一般在15分钟以内，电流表读数在50—100A 间，这一段基本靠振动锤的震振动下沉；第三段17.5～20m —20.2～24.5m 内的土层，施工时间一般大于20分钟，且电流表读数始终在100—120A 以上，电机已属超负荷状态，插管下沉速度缓慢，甚至停止下沉。总体看，试验深度与设计要求相距较远，基本没有穿透25米厚的砂层，同时目前的设备也不能满足试验要求。 2）2004年6月5日至10日，在吸取第一次试打经验后，对管靴的? 形状进行了改变，改平口状为棱锥状，增强了穿透能力。施插进入硬层后，如果阻力偏大，则提升插管1米后再进行施插。本次试验是在第一次试验孔中选取部分进行二次施插，一方面可检查塌孔情况，另一方面为以后施工工艺提供借鉴，试验结果表明取得了一定的效果： A 、根据与前一次相同施插深度所需时间比较，第二次施插时间明显缩短； B 、施插深度比前一次增加了2.5m~3.8m，最深达28.3m ；说明管靴改进后有利于施插．但整体深度仍有欠缺。 C 、施插进入硬层后阻力偏大时，可采用先提升插管再施插的方法，结果表明电流读数明显不降，最后终止施插时，电流读数一般仍稳定在50~80A之间。 D 、在改进管靴的同时，我们也采用45KW 振动锤，套管仍采用φ152钢管但增加了壁厚，最终施打最大深度为33.7m 。共施打塑料排水板15根，从施工情况看，一般完成一个排水板插设需10~15分钟，但总体深度仍没有完全满足设计要求深度。

212　滤膜的影响 有的学者提出了滤膜的显著开口直径(AOS ) 的概念, 用AOS 表示滤膜通过细小颗粒的能力。AOS 应该足够小以阻止细小颗粒进入排水通道内。另一方面, AOS 不能太小, 否则滤膜就没有足够的渗透能力。3　塑料排水板的涂抹作用 插板机将塑料排水板插入土中时, 插板机心轴对排水板周围的土产生扰动, 这一扰动区域称为涂抹区。涂抹区土体由于受到扰动, 渗透系数大大降低, 影响了排水板的功能。有3个表征涂抹作用的参数:涂抹区直径d s 、涂抹区的水平向渗透系数k h ′和竖向渗透系数k v ′。涂抹区范围和渗透系数随插板机的进程、心轴的形状和尺寸以及土体结构的变化而变化。其中菱形的心轴产生的涂抹作用最小; 静压方式的比振动方式的涂抹作用小; 软粘土中的涂抹作用比坚硬土层中大一些。 311　涂抹区直径d s 的确定 图5　水平向和竖向渗透系数的比值随 径向距离的变化曲线 Chai 等[4]指出, 室内试验往往因为试样扰动和试 样的尺寸效应而低估了土层的渗透系数, 所以要进行修正, 修正公式为: k ′ =k v ′ k C k v l f (3) 式中, 下标l 表示室内试验测得的结果; C f 为修正系数, 取决于土层的情况。 4　砂垫层的作用 很多学者都对涂抹区直径的确定和土的涂抹作用进行过研究, 汉斯认为d s =(115～310) d e (d e 为插板机心轴的直径) , 这一计算式目前在设计计算中应用最为广泛。 312　涂抹区渗透系数的确定 一般认为砂垫层没有水力阻力。如果砂垫层厚度超过015m 或者选用的砂级配良好, 这种假设对结果不产生影响。Chai 等[4]通过对路堤的反分析指出, 如果砂垫层中砂的渗透系数小于10-4m Πs , 就会对排水板处理软土地基的性能产生不利影响。 (下转第75页) 用室内试验设备测得土样的水平向和竖向渗透系 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 2005N o. 6李　臻等: 国家大剧院音乐厅结构工程中木模板的应用75 用4m 和2m 刮杠刮平, 并控制好墙体两侧的标高, 标高偏差控制在≤2mm , 再用铁抹子找平, 支模时加设海绵条, 保证模板底部的平整、密实。 (3) 为了更好地提高混凝土的宏观质量, 防止拆模 的水平背楞, 钢管作竖楞, 钢管和钢管构成网架肋, 钢筋背楞为曲线形墙体提供弧度, 在保证弧度的前提下, 网架肋增强模板体系的刚度。 5　模板的清理和存放 (1) 木胶合板模板拆除时, 先清除模板上的混凝土 后支模棍短钢筋头外露, 在支模棍的两端加焊30～ 50mm 短钢筋头, 增大模板面板与支模棍之间的接触面 残渣, 取下连接螺栓, 清理干净, 用专用的袋子收集。拆下模板, 及时清理干净, 对板面和竖边框角钢的清理应作为重点。模板上不得留下任何的混凝土和海绵条残渣。 (2) 模板码放在间距为600mm 的100mm ×100mm 积, 减少对模板面的破坏。在曲线形墙施工时, 短钢筋头与弧形垂直相交, 有利于弧形的形成。 (4) 模板之间用螺栓连接, 直线墙体用双钢管作背 肋, 用钢管和可调顶托作墙体模板斜撑。模板拼缝侧面粘贴海绵条, 保证拼缝严密。 (5) 调节斜撑上的可调顶托, 用线坠和拉水平通线 垫木上。平放时, 堆放的层数不超过10层。模板的堆放应选在不积水, 尽量避免曝晒, 便于运输的场地内。 (3) 对在施工过程操作不当或正常消耗的模板, 及 等方法来控制模板的垂直度和水平度。 (6) 在模板上口放置与钢筋保护层同厚的通长木 时拆下面板, 作为梁侧模和梁、板底模使用。 6　施工效果 (1) 宏观效果好　由于标准木模板的面板韧性好, 条, 既能控制墙体钢筋保护层厚度, 又能控制墙体混凝土的浇筑高度。 (7) 混凝土浇筑完成后, 必要时利用水平通线和斜 刚度好, 平口接缝严密, 螺栓连接牢固可靠。墙体拆模后表面光滑, 弧形墙体弧度准确, 接缝一般只是条“混凝土线”, 用自制扁铲铲除后, 混凝土表面就能达到光滑、平整的清水混凝土效果。 (2) 周转率高　模板标准大小一致, 便于组配和排 撑对墙体的垂直度进行二次校核。 412　在曲线形墙体上的应用 (1) 施工工艺　按配模图准备模板→在模板背面 锯出小锯槽→模板按墙体边线就位→安装钢筋横肋→通过模板控制线调整弧度→安装钢管竖肋→支设斜撑→调整墙体弧度、垂直度→紧固螺栓、支撑→浇筑墙体混凝土→二次校核。 (2) 施工要点　主要有:①充分利用木胶合板韧性 板。对于结构复杂的公共建筑非常适用, 可减少定型模板的投入。 (3) 有利于加快施工进度　木模板质量轻, 操作方 便。木胶合板模板单块质量不到100kg , 可以人工运输、就位, 拼装组配方便, 操作简单。减少塔吊的吊次。

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