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塑料排水板在軟土堤基處理中的應(yīng)用

文檔作者：商兆濤文檔來源：蕪湖市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年08月29日
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第28卷第6期
2016年12月
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)
J．Zhejiang Univ of Wat．Res&amp;amp;Electric Pow
V01．28 NO．6
Dec．2016
塑料排水板在軟土堤基處理中的應(yīng)用
商兆濤
(蕪湖市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽蕪湖241000)
摘要：安徽青弋江分洪道部分新建堤段堤基為深厚軟土地基，施工過程中發(fā)生失穩(wěn)．為加速堤基土體固結(jié)，增加
淤泥質(zhì)軟土地基的強(qiáng)度，采用塑料排水板排水固結(jié)法對(duì)失穩(wěn)堤段堤基進(jìn)行處理，通過穩(wěn)定計(jì)算和沉降監(jiān)測(cè)分析，堤
基處理效果較好．經(jīng)過2016年超標(biāo)準(zhǔn)洪水檢驗(yàn)，堤防運(yùn)行狀況良好，可為同類工程施工提供參考．
關(guān)鍵詞：塑料排水板；堤防；軟基處理
中圖分類號(hào)：TV871 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008—536X(2016)12．0043—05
Application of Plastic Drainage Plates in Soft G round Treatment
SHANG Zhao．tao
(Wuhu Water Conservancy Engineering Quality Supervision Station，Wuhu 241000，China)
Abstract：Deep soft ground in part new—built floodway of Qingyi river in Anhui leads to instability in construction process．
In order to accelerate soil consolidation of the embankment foundation，and to increase the strength of the silt soft soil foun—
dation，plastic drainage plates are adopted to treat the instability in embankment by drainage consolidation method．The em—
bankment treatment is proved good by stability calculation and subsidence monitoring analysis．The excessive flood in 2016
well attested the treatment effect and good running condition，providing a beneficial reference and model for similar projects．
Key words：plastic drainage plates；embankment；soft ground treatment
軟土地基是由淤泥、壤土、粉細(xì)砂等細(xì)微粒子
的土質(zhì)構(gòu)成的地基．這種地基具有孔隙率大、壓縮
性大、含水量大、滲透系數(shù)小、水分不易排出、承載
能力差、沉陷大、觸變性強(qiáng)等特點(diǎn)，在這種軟弱地基
土上修建堤防等各類建筑物，會(huì)產(chǎn)生較大的沉降或
差異沉降，難以滿足承載力和穩(wěn)定性要求．塑料排
水板排水固結(jié)法是處理軟土地基行之有效的方法
之一，工藝原理是利用插板機(jī)械在軟土地基中插設(shè)
具有良好透水性的塑料排水板，從而在軟土地基中
形成豎向的排水通道。1。，改變土層中自由水的滲出
途徑，并與地表鋪設(shè)的砂墊層連接，組成排水系統(tǒng)，
通過分期加載預(yù)壓，促使土體中的孔隙水排出，加
速地基的固結(jié)，從而提高地基承載力和強(qiáng)度，這種
處理方法具有處理效果顯著、造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)便
等優(yōu)點(diǎn)，適用于大面積軟土地基處理．本文以安徽
青弋江分洪道部分新建堤段失穩(wěn)進(jìn)而對(duì)軟弱堤基
收稿日期：2016-09—24
作者簡(jiǎn)介：商兆濤(1983一)，男，黑龍江哈爾濱人，碩士，工程
師，從事水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作．
進(jìn)行處理為例，通過穩(wěn)定復(fù)核及后續(xù)施工變形監(jiān)
測(cè)，對(duì)塑料排水板排水固結(jié)法施工工藝、技術(shù)要求、
沉降監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行了深入闡述．
1 工程概況
安徽青弋江分洪道部分新建堤段(樁號(hào)34+
270～34+550，堤防等級(jí)3級(jí))堤基坐落于水塘范
圍內(nèi)，水塘塘底新近沉積的流塑態(tài)淤泥采用擠淤法
未完全清除到位，堤身填筑前未進(jìn)行地基加固，堤
身土直接填筑在塘底淤泥和③、層淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤
土上，雖然有性質(zhì)較好的堤身填土擠入表層土中，
強(qiáng)度提高有限，厚度也有限，僅1．8～1．9 m，多為軟
塑狀．堤身填筑至高程10．8 111(堤頂設(shè)計(jì)高程
11．8 m)處堤身外平臺(tái)及堤身發(fā)生突發(fā)沉降與滑
移．究其原因，主要因素為堤基土體軟弱抗剪強(qiáng)度
低、壓實(shí)變形大，堤內(nèi)側(cè)堆土增加了堤基附加應(yīng)力，
施工加荷速率較快孑L隙水壓力來不及消散，土體強(qiáng)
度得不到提高，導(dǎo)致堤身整體失穩(wěn)．失穩(wěn)堤段地質(zhì)
縱剖面圖(見圖1)，各土層物理力學(xué)指標(biāo)(見表1)．
萬方數(shù)據(jù)
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)第28卷
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萬方數(shù)據(jù)
第6期商兆濤：塑料排水板在軟土堤基處理中的應(yīng)用45
通過對(duì)失穩(wěn)后補(bǔ)勘成果和初設(shè)階段勘測(cè)成果中關(guān)
于③，土層的力學(xué)指標(biāo)對(duì)比分析，可以得出失穩(wěn)堤
段堤基土層中對(duì)堤防穩(wěn)定影響最大的是③。層淤泥
質(zhì)粉質(zhì)壤土，對(duì)比分析成果(見表2)．
表1各土層力學(xué)指標(biāo)建議值表(補(bǔ)勘)
??。?? 濕密度／ 飽和密度／ 自快固快
成果階段地層名稱
(g／cm，) (g／cm，)—焉孬石萬／Ikr-'a蘭蘭兩葛驢／—面西再i／IkF_a蘭蘭丙面曠／ ( 。) ( 。) 戚聚7] 州庠探用。鬣糶刀州庠保用。
補(bǔ)充勘察淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土～淤泥1．67 1．73 10 1．7 15 9
初設(shè)階段淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土1．83 1，93 12 5 15 8
2 堤基處理方案設(shè)計(jì)
因失穩(wěn)堤段堤基③，土層土體軟弱、抗剪強(qiáng)度
低，并且厚度大(土層厚度12．10～17．40 m)，如不
進(jìn)行堤基處理，堤身斷面較大、退堤距離較遠(yuǎn)，增加
永久占地較多．因此，采用塑料排水板排水固結(jié)法
對(duì)該堤段軟弱堤基進(jìn)行堆載預(yù)壓處理從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)
層面均是可行的．
根據(jù)補(bǔ)勘成果，該堤段地面高程一般在5．5～
6．0 m，對(duì)已填筑的堤段，清除堤身填土至6．0 m高
程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行砂被和塑料排水板的鋪設(shè)．堤身
范圍內(nèi)塑料排水板鋪設(shè)按間距為1．0 m的正方形布
置，排水板底部高程超過淤泥質(zhì)土層底部約1．0 m．在
堤防填筑前鋪設(shè)50 cm厚砂被，為防止形成滲水通
道，在堤頂往河道側(cè)灘面設(shè)置截滲槽，截滲槽中心線
距堤軸線14．0 m，截滲槽頂部高程6．0 m，頂寬4．0
m，深度1．0 m，截滲槽范圍內(nèi)不鋪設(shè)砂被和塑料排水
板悼1．利用堤身9．5 m高程平臺(tái)對(duì)堤基進(jìn)行預(yù)壓，堆
載預(yù)壓時(shí)間不少于90 d，堆載預(yù)壓期間不進(jìn)行河道疏
挖．堆載預(yù)壓期間典型橫斷面圖(見圖2)．
簡(jiǎn)易瀝青路面
圖2 堆載預(yù)壓期間典型橫斷面圖
3 塑料排水板施工技術(shù)要求
3．1 塑料排水板主要技術(shù)參數(shù)
塑料排水板采用寬100 mm，厚度4 mm規(guī)格的
標(biāo)準(zhǔn)型式，濾膜采用滌綸或丙綸無紡織物，單位面積
質(zhì)量宜大于85 g／m2；濾膜的滲透系數(shù)要求大于i×
10。cm／s(1≤i≤10)，且其等效孔徑0。，宜小于
0．08 mm㈨．塑料排水板抗壓屈強(qiáng)度應(yīng)大于350 kPa．
3．2 砂袋主要技術(shù)參數(shù)
砂被的充填砂料在選定的料場(chǎng)開采區(qū)內(nèi)挖取，其
萬方數(shù)據(jù)
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)第28卷
滲透系數(shù)不低于10～cm／s，粒徑d>0．075 mm的顆
粒含量不小于75％，同時(shí)粒徑小于0．05 mm的顆粒
含量不大于10％，含泥量不大于5％，無雜物和有機(jī)
質(zhì)混入M。．砂被充填袋采用扁絲編織土工布，其單位
質(zhì)量150 g／m2，縱橫向極限抗拉強(qiáng)度20 kN／m．
3．3施工加載速率要求
堤防填筑過程中應(yīng)嚴(yán)格控制加載速率，保證施
工階段之間的時(shí)間間隔，分階段完成堤防填筑．具
體施工加載速率要求(見表3)．
表3施工加載時(shí)間要求
4 堤防穩(wěn)定復(fù)核
4．1 固結(jié)度計(jì)算
對(duì)于多級(jí)等速加荷地基的固結(jié)度計(jì)算，采用下
式進(jìn)行修正計(jì)算㈨：
壙薈蠢∽_¨)一
百Ot c_-#t(e川。_e_雎一1)】(1)
曉：之(2)
盧=器+嘉㈩
式中：日一排水板深度；C。一豎向固結(jié)系數(shù)；
c。一徑向固結(jié)系數(shù)；n一井徑比，n=半；
d。一塑料排水帶影響范圍直徑，排水帶正方
形布置，間距為1．2 m，則d。=1．13 L；
d。一塑料排水帶等效直徑，若塑料排水帶寬
度為6，厚為6，則也：住×叢魚_盟，
a為換算系數(shù)(0．75～1．oo)；
t一第i級(jí)加載的起止時(shí)間；
qi一第i級(jí)加載的荷載速率；
Σ△p一各級(jí)荷載的累加值．
失穩(wěn)堤段堤基固結(jié)度計(jì)算結(jié)果(見表4)，每級(jí)
加載之間的時(shí)間間隔為30 d．經(jīng)計(jì)算，三級(jí)加載施
工完成時(shí)，堤防堤基通過插打塑料排水板處理，在
堤身荷載作用下，固結(jié)度可達(dá)到60％左右．
根據(jù)不同施工階段固結(jié)度計(jì)算成果，考慮③，
土層強(qiáng)度增長(zhǎng)后物理力學(xué)指標(biāo)(見表5)．
表4匿結(jié)計(jì)算成果表
萬方數(shù)據(jù)
第6期商兆濤：塑料排水板在軟土堤基處理中的應(yīng)用47
由此可見，隨著分層填筑、分期加載預(yù)壓，軟土
地基中孔隙水隨之大量排出，土體加速固結(jié)，凝聚
力和內(nèi)摩擦角等物理力學(xué)指標(biāo)相應(yīng)提高．
4．2計(jì)算工況
選取以下工況進(jìn)行穩(wěn)定復(fù)核：
(1)施工期(6．0 m高程以上無加載)河道疏挖
邊坡穩(wěn)定性；
(2)施工期(填筑至9．5 In)河道無水驗(yàn)算迎水
坡穩(wěn)定性；
(3)施工期(填筑至11 m)河道無水驗(yàn)算迎水
坡穩(wěn)定性；
(4)施工完建期(填筑至堤頂)河道無水驗(yàn)算迎
水坡穩(wěn)定性；
(5)正常運(yùn)行期設(shè)計(jì)洪水位驟降3．0 m驗(yàn)算迎
水坡穩(wěn)定性；
(6)正常運(yùn)行期設(shè)計(jì)枯水位驗(yàn)算迎水坡穩(wěn)定性；
(7)正常運(yùn)行期設(shè)計(jì)洪水位穩(wěn)定滲流期驗(yàn)算背
水坡穩(wěn)定性．
正常運(yùn)用時(shí)期及施工期堤頂考慮通過10 t的
汽車荷載．
根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定：該堤段堤
防在正常運(yùn)行情況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于
1．20，施工期抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于1．10．
4．3穩(wěn)定復(fù)核成果及分析
采用上述計(jì)算參數(shù)和計(jì)算方法，其中高程
6．0 in以上無加載河道邊坡穩(wěn)定和堆載至9．5 in高
程迎水坡穩(wěn)定兩種工況不考慮堤基土層強(qiáng)度增
長(zhǎng)陽1，穩(wěn)定計(jì)算成果(見表6)．由計(jì)算結(jié)果可知，各
種工況下PM3--PM3’剖面穩(wěn)定均能滿足規(guī)范要求．
表6穩(wěn)定復(fù)核成果表
地質(zhì)剖面堤防樁號(hào)計(jì)算工況安全系數(shù)規(guī)范要求
無加載河道邊坡穩(wěn)定1．23 1．1
堆載至9．5 m 1．148 1．1
填筑至11．0 nl 1．119 1．1
PM3--PM3 Z34+340 施工完建期1．254 1．1
運(yùn)行驟降1．295 1．2
設(shè)計(jì)枯水位1．234 1．2
洪水位背水坡1．229 1．2
5 監(jiān)測(cè)成果分析
為確保施工期間堤身外平臺(tái)及堤身施工安
全，為各施工節(jié)點(diǎn)提供依據(jù)，指導(dǎo)施工和通水運(yùn)
行．在坍塌滑坡堤段及相鄰堤段選取4個(gè)監(jiān)測(cè)斷
面，有針對(duì)性地進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)¨“1．監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括
施工前、填筑至間歇高程、準(zhǔn)備下階段施工前，其
中沉降計(jì)M01用于監(jiān)測(cè)高程9，5～13．0 m層間的
沉降變化．現(xiàn)階段測(cè)得沉降位于0．0～一67．0 mm
之間波動(dòng)，堤防沉降已趨于穩(wěn)定．其2016年監(jiān)測(cè)
成果曲線(見圖3)．
薹；iiI’、t。、、、，．．。．．．。．．．。．?！?。。。!：：：二!差多
伊蘸≯≯≯麗磊≯
圖3 沉降計(jì)M01監(jiān)測(cè)成果曲線
6 結(jié)論
本工程利用塑料排水板排水固結(jié)法對(duì)失穩(wěn)堤
段軟土地基進(jìn)行處理，通過堤基穩(wěn)定復(fù)核及沉降觀
測(cè)成果分析表明，堤基處理效果較好，堤防經(jīng)過
2016年超標(biāo)準(zhǔn)洪水檢驗(yàn)運(yùn)行狀況良好，未發(fā)生較大
沉降及滑移．實(shí)踐證明，塑料排水板排水固結(jié)法可
使用機(jī)械埋設(shè)提高施工效率，縮短地基加固周期，
具有排水暢通、濾水性好、地基擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于
深厚的軟土地基采用排水固結(jié)法進(jìn)行加固時(shí)，是一
種經(jīng)濟(jì)、有效、可行的方法，值得在同類工程中進(jìn)行
推廣．
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口
H
哺

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