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减少塑料排水板回带率的研究邱镇华岑钊翁明智广东珠海 519070)( 中国铁建港航局集团有限公司摘 要 回带是塑料排水板施工过程中最常见也是最难解决的问题，为查明回带原因，减少塑料排水板回带，结合工程实例，通过现场观察、数据收集，对比分析，总结出了 4 种适用于不同土质的减少回带的施工措施，为今后类似 软基处理工程塑料排水板施工提供技术参考。关键词 软基处理 塑料排水板 回带中图分类号 TV223 5; TU753 66文献标识码 A文章编号 1009-4539 ( 2014) 11-0069-03esearch on Decreasing ewind ate of Plastic Drainage SheetsQiu Zhenhua，Cen Zhao，Weng Mingzhi( CCC Harbour Channel Engineering Bureau Group Co Ltd ，Zhuhai 519070，China)Abstract Back-drawing of drain is the most common and difficult problem in the construction of plastic drainage sheetsIn order to find out the reasons for back-drawing of drain and reduce the back-drawing of plastic drainage sheets，this pa- per，combined with the engineering examples，summarizes four construction measures applied to different soils to reduce the back-drawing of drain by means of field observation，data collection and comparative analysis，which provides technical ref- erences to soft foundation treatment project for the future similar plastic drainage sheets constructionKey words soft soil foundation treatment; plastic drainage sheets; rewind板施工数据的记录分析，在前人研究成果的基础上找出造成塑料排水板回带的主要原因，总结出了减 少塑料排水板回带的措施，为日后类似软基处理工 程塑料排水板施工提供数据及技术参考。引言塑料排水板主要应用于软基处理工程，是 淤 泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏性土及杂填土运用 排水固结法进行软基处理的良好垂直通道，能大大 缩短软土固结时间。塑料排水板的施工主要是通 过插板机将排水板插入软土地基，利用土体对排水 板的摩擦力将排水板留在土体中。然而在实际工 程中，待处理土质较为复杂，存在土质不同、土层含 水量不同、土层中存在石块和建筑垃圾等情况，造 成塑料排水板施工回带，减缓施工效率，影响后期 真空预压效果，且当回带长度超过 500 mm 时，需在 板位旁 45 cm 处进行补打1 2，回带补打不仅增加 塑料排水板材料成本，而且还影响工程施工进度和 施工质量。为此，下面以厦门丙洲岛综合整治二期 工程( E 标) I 标段工程为依托，通过对其塑料排水12工程实例简介丙洲岛综合整治二期工程( E 标) I 标段位于丙洲岛中部，工程内容主要包括围堰、清淤疏浚、吹填造地、软基处理、地块场平及附属工程( 施工阶段场 地临时排水、施工便道、施工用电和储泥砂池等) 。 该标段真空预压面积 13 25 万 m2 ，施打塑料排水板 工程量为 112 7 万 m，排水板设计施打深度 7 2 m， 共计需 156 528 根，根据规范及设计要求排水板回 带长度应小于 30 cm，排水板回带根数不应超过打 设总根数的 5%2。2012 年 9 月，在选取 3 个试验区域，即真空预 压吹泥砂 1 区中的 A 2 区、A 3 区和 A 6 区进收稿日期: 201407 162014 (11)铁道建筑技术AILWAY CONSTUCTION TECHNOLOGY69岩土工程行排水板试插后，对塑料排水板打设回带情况进行了现场调查，实测数据见表 1 及表 2。接触，减小了土体对排水板的下拉摩擦力而导致回带发生，并且套管上拔速度越快，回带情况越严重，详细数据见表 3。表 1 试验区域塑料排水板回带实测数据表 3 试验区插板机拔管速率记录率 / %表 2 试验区域塑料排水板回带情况回带原因分析33 3 土体含水量过大塑料排水板插设至设计深度后，由于土体含水 量过大，无法对排水板形成有效阻力，排水板自重 和土体摩擦力小于套管上拔时对排水板的上拉力， 导致排水板回带。3 4 打设深度浅，土层较干硬排水板施打深度较浅，土层较为干硬，套管上 拔后，桩位成孔，孔内泥土未立即恢复原状，以至套 管上拔时排水板无法被土体夹住而造成回带，当套 管上拔至较为软塑性土层时，周围土体可夹住排水 板底端，回带现象消失，即发生部分回带现象。塑料排水板施工主要利用插板机进行，在插板机就位后通过带振动锤或液压装置的钢制套管对 准插板孔位下沉，排水板从套管内穿过与端头的桩 靴相连，套管顶住桩靴将排水板插至设计入土深 度，拔管时利用排水板与土层的摩擦力将排水板留 在土中，套管拔出地面后剪断连续的排水板，即完 成一个排水孔插板操作。而在实际施打过程中由 于待处理土质较为复杂，极易发生回带，而导致回 带的原因可以总结成以下 4 种情况。3 1 淤泥进入套管塑料排水板在插设过程中，由于淤泥具有极强 的流动性和一定黏性，淤泥极易从桩靴与套管的缝 隙挤入管内，上拔套管时排水板粘附在套管内壁， 套管壁对排水板的上拉力远大于排水板的自重和 土体对其向下的摩擦力，造成排水板随套管一同 拔出。3 2 套管上拔速度过快通过对厦门丙洲岛综合整治二期工程( E 标) I 标段 3 个试验区排水板施工数据的记录分析可知套 管上拔速度过快，容易导致排水板无法与土体充分数据分析与成果4根据上述回带原因分析并结合表 2 统计数据可以看出，桩靴与套管端头密封不紧密导致淤泥进入套 管，套管上拔速度过快和土体含水量大三大原因为造 成排水板回带的主要原因，其所占比例为 93% 。因 此只要解决上述三大问题，塑料排水板回带情况便可 得到控制，而经过进一步分析可得出控制排水板的回 带重点是在控制摩擦力方面。简单的说，当塑料排水 板所受的下拉摩擦力大于套管等对排水板的上拉摩AILWAY CONSTUCTION TECHNOLOGY 2014 (11)铁道建筑技术70序号回带原因频次 /次累计 频次 / 次频率 /%累计 频率 / %1桩靴与套管端头密 封 不 紧密导致淤泥进入套管696951512套管上拔速度过快4111030813土体含水量大1612612934遇较硬土质或石块61324975其他41363100合计136100选取 区域序号根数/ 根平均施打 深度 / m平均 时间 / s平均拔管速率 /( ms 1 )回带A 211007 3150 4915 321007 3180 4113 831007 2200 3610 141007 3230 329 6A 311007 2160 4514 821007 3200 3711 331007 1210 3410 441007 4240 319 5A 611007 2150 4815 221007 1190 3712 531007 2200 3611 141007 2240 309 7序号试插 区域试插根 数 / 根回带30 cm根数 / 根回带 30 cm根数 / 根回带根数 合计 / 根回带 率 / %1A 230044852172A 3300421153183A 63002473110合计9001102613615岩土工程擦力时，排水板就不容易随着套管被拔出，因此施工过程中通过增加排水板与土体之间的下拉摩擦力，同 时减小排水板与插板机套管、桩靴等的上拉摩擦力即 可有效降低排水板施工回带率。示形式，将排水板穿过铁丝后折回套管中，拉紧排水板使铁皮紧贴套管端头以防止淤泥进入套管，随后进 行排水板打设) ，其优点是遇到较软土层时，铁皮紧包 套管底端，不易出现进泥堵管现象; 遇到较硬土层时， 铁皮保护了排水板不直接与土层接触，避免出现断板 现象，尤其工期较紧时宜选用铁皮代替桩靴的措施， 但选用此措施时要考虑铁皮带来的附加成本。减少排水板回带率的措施55 1 插板机改造在插板机套管进料口加装滚轴以减小塑料排 水板在进料口的摩擦力; 若施工现场附近有水源时 可在套管顶端安装高压水枪( 如图 1 所示) ，其一是 为了冲洗套管中挤入的淤泥，防止排水板粘附在套 管壁上，其二是通过在打设过程中给套管内加水， 可额外增加排水板受到的向下的力; 此外打设过程 中应严格控制套管上拔速度( 一般要求上拔速率约0 3 m / s) 。图 2 排水板折叠示意图 3 钢筋条代替桩靴示意图 4 铁皮代替桩靴示意措施实施效果厦门丙洲岛综合整治二期工程( E 标) I 标段工 程采用上述控制回带措施进行剩余塑料排水板施 工，并选取 3 个试验区域，即真空预压吹泥砂 1 区中 的 A 2 区、A 3 区和 A 6 区进行效果检查，统计 结果见表 4 及图 5，效益分析见表 5，结果显示: 塑料 排水板回带率为 2 15% ，排水板回带根数未超过打 设总根数的 5% ，回带长度均在 0 300 mm 以内，符 合设计及规范要求。该工程于 2012 年 12 月保质保 量的完成了塑料排水板分项工程施工。6图 1 套管进料口加装滚轴及高压水枪示意5 2 不同土质控制措施塑料排水板施工前尽可能清除场地内的石块 和建筑垃圾，施工过程中若因土质太硬排水板无法 打设至设计深度或造成套管底部排水板损坏时，可 先使用振动型插板机成孔，再施打塑料排水板。( 1) 对于软塑状软黏土，可在预留排水板时多 层重叠折回( 如图 2 所示) ，若采取以上措施后仍无 法满足回带率要求，应根据现场实际情况采用增加 定期空振套管( 适用于振动型插板机) 或安装高压 水枪冲洗套管的控制措施。( 2) 对于软塑或可塑状软黏土，可使用废钢筋条 改造桩靴( 将废钢筋条截为每段 150 200 mm 长，然 后如图 3 所示将排水板绕过钢筋条后折回套管内，同 时拉紧排水板，使钢筋条正好贴在套管端头的凹槽 上，随后进行排水板打设) ，加大桩靴与套管端头贴合 度，增加桩靴、排水板与土体的摩擦力。但因排水板 与土体直接接触，因此不适用于较硬土层施工。( 3) 对于流塑状软黏土建议用铁皮代替桩靴( 选 取 150 mm 100 mm 薄铁片及铁丝制作成如图 4 所图 5应用措施前后回带情况对比表 4塑料排水板回带实测数据( 下转第 96 页)2014 (11)铁道建筑技术AILWAY CONSTUCTION TECHNOLOGY71序号区域根数 / 根回带根数合计 / 根回带率 / %1A 210 0002192 192A 315 0003452 303A 615 0002971 98合计40 0008612 15设备 / 仪器应用于各种结构件的强度和刚度计算3，这里应用ANSYS 对中间螺杆静强度进行计算。图 6 即为制动拉杆 5 在紧急制动，制动压力为420 kPa 工况下第四强度应力图，从图上可得制动拉 杆 5 最大应力为 29 2 MPa，小于许用应力值，满足 强度要求。参数的稳定性，保障物料运输车的行车安全。表 1 物料运输车制动缸鞲鞴行程的数据图 6 制动拉杆 5 应力图4 3现场验证自主研制的中间收缩式制动拉杆已投入车间5总结实际生产中，通过改进，物料运输车闸瓦间隙的调试工序得以简化，2 个人只需 0 5 h，使得调试效率 提高了 23 9 倍，大大提高了闸瓦调试效率。同时，通过改进，有效防止了质量问题和安全 隐患。统计了 10 台物料运输车制动缸鞲鞴行程的 数据，如表 1 所示。由表 1 可得: 多数制动缸鞲鞴行程位于标准值 的下偏差位置，若考虑能量损失，这些认为刚好达 到标准的数据显然无法满足要求，故留下了潜伏的 质量问题和安全隐患。通过活动实施，我们不仅简化了调试工序，而在分析物料运输车闸瓦调试效率低下原因的基础上，设计了中间收缩式制动缸拉杆，大大地提 高了闸瓦调试效率，节省了工时，方便了检修，进一 步为物料运输车的质量及行车安全提供了保障，该 设计有效地解决了一个实际工程问题，也可为同类 型大型养路机械闸瓦调试的改进提供借鉴。参考文献1孙贵菊 铁路动力物料运输车车架设计J 铁道标准设计，1997( 6 /7) : 83 84张进昌 DF4B 型机车制动缸行程和闸瓦间隙超差的原 因分析及预防措施J 内燃机车，2013( 3) : 41 46 王聪兴，冯茂林 现代设计方法在驱动桥设计中的应 用J 公路与汽运，2004( 4) : 372且可以轻松地把制动缸鞲鞴的行程量控制在( 5，+ 5) mm 之间，相比原先的( 15，+ 10 ) mm，进一步提高了其调试精度，从而有效地保证闸瓦间隙调试3檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪( 上接第 71 页)表 5 采取回带控制措施前后成本对比劳动强度小，能有效降低排水板施工回带率，减少因排水板回带补打而造成的材料损失。( 2) 提出了一种新型桩靴，解决了在含水量较 大的软弱土中塑料排水板施工回带率超标问