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塑料排水板在軟土堤基處理中的應用

文檔作者：商兆濤文檔來源：蕪湖市水利工程質量監督站		點擊數：	更新時間： 2025年08月29日
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第28卷第6期
2016年12月
浙江水利水電學院學報
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用
商兆濤
(蕪湖市水利工程質量監督站，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，施工過程中發生失穩．為加速堤基土體固結，增加
淤泥質軟土地基的強度，采用塑料排水板排水固結法對失穩堤段堤基進行處理，通過穩定計算和沉降監測分析，堤
基處理效果較好．經過2016年超標準洪水檢驗，堤防運行狀況良好，可為同類工程施工提供參考．
關鍵詞：塑料排水板；堤防；軟基處理
中圖分類號：TV871 文獻標志碼：A 文章編號：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、粉細砂等細微粒子
的土質構成的地基．這種地基具有孔隙率大、壓縮
性大、含水量大、滲透系數小、水分不易排出、承載
能力差、沉陷大、觸變性強等特點，在這種軟弱地基
土上修建堤防等各類建筑物，會產生較大的沉降或
差異沉降，難以滿足承載力和穩定性要求．塑料排
水板排水固結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械在軟土地基中插設
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，并與地表鋪設的砂墊層連接，組成排水系統，
通過分期加載預壓，促使土體中的孔隙水排出，加
速地基的固結，從而提高地基承載力和強度，這種
處理方法具有處理效果顯著、造價低廉、施工簡便
等優點，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進而對軟弱堤基
收稿日期：2016-09—24
作者簡介：商兆濤(1983一)，男，黑龍江哈爾濱人，碩士，工程
師，從事水利工程質量監督工作．
進行處理為例，通過穩定復核及后續施工變形監
測，對塑料排水板排水固結法施工工藝、技術要求、
沉降監測等方面進行了深入闡述．
1 工程概況
安徽青弋江分洪道部分新建堤段(樁號34+
270～34+550，堤防等級3級)堤基坐落于水塘范
圍內，水塘塘底新近沉積的流塑態淤泥采用擠淤法
未完全清除到位，堤身填筑前未進行地基加固，堤
身土直接填筑在塘底淤泥和③、層淤泥質重粉質壤
土上，雖然有性質較好的堤身填土擠入表層土中，
強度提高有限，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(堤頂設計高程
11．8 m)處堤身外平臺及堤身發生突發沉降與滑
移．究其原因，主要因素為堤基土體軟弱抗剪強度
低、壓實變形大，堤內側堆土增加了堤基附加應力，
施工加荷速率較快孑L隙水壓力來不及消散，土體強
度得不到提高，導致堤身整體失穩．失穩堤段地質
縱剖面圖(見圖1)，各土層物理力學指標(見表1)．
萬方數據
浙江水利水電學院學報第28卷
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萬方數據
第6期商兆濤：塑料排水板在軟土堤基處理中的應用45
通過對失穩后補勘成果和初設階段勘測成果中關
于③，土層的力學指標對比分析，可以得出失穩堤
段堤基土層中對堤防穩定影響最大的是③。層淤泥
質粉質壤土，對比分析成果(見表2)．
表1各土層力學指標建議值表(補勘)
??。?? 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。
補充勘察淤泥質重粉質壤土～淤泥1．67 1．73 10 1．7 15 9
初設階段淤泥質粉質壤土1．83 1，93 12 5 15 8
2 堤基處理方案設計
因失穩堤段堤基③，土層土體軟弱、抗剪強度
低，并且厚度大(土層厚度12．10～17．40 m)，如不
進行堤基處理，堤身斷面較大、退堤距離較遠，增加
永久占地較多．因此，采用塑料排水板排水固結法
對該堤段軟弱堤基進行堆載預壓處理從技術、經濟
層面均是可行的．
根據補勘成果，該堤段地面高程一般在5．5～
6．0 m，對已填筑的堤段，清除堤身填土至6．0 m高
程，在此基礎上進行砂被和塑料排水板的鋪設．堤身
范圍內塑料排水板鋪設按間距為1．0 m的正方形布
置，排水板底部高程超過淤泥質土層底部約1．0 m．在
堤防填筑前鋪設50 cm厚砂被，為防止形成滲水通
道，在堤頂往河道側灘面設置截滲槽，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，截滲槽范圍內不鋪設砂被和塑料排水
板悼1．利用堤身9．5 m高程平臺對堤基進行預壓，堆
載預壓時間不少于90 d，堆載預壓期間不進行河道疏
挖．堆載預壓期間典型橫斷面圖(見圖2)．
簡易瀝青路面
圖2 堆載預壓期間典型橫斷面圖
3 塑料排水板施工技術要求
3．1 塑料排水板主要技術參數
塑料排水板采用寬100 mm，厚度4 mm規格的
標準型式，濾膜采用滌綸或丙綸無紡織物，單位面積
質量宜大于85 g／m2；濾膜的滲透系數要求大于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度應大于350 kPa．
3．2 砂袋主要技術參數
砂被的充填砂料在選定的料場開采區內挖取，其
萬方數據
浙江水利水電學院學報第28卷
滲透系數不低于10～cm／s，粒徑d>0．075 mm的顆
粒含量不小于75％，同時粒徑小于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
質混入M。．砂被充填袋采用扁絲編織土工布，其單位
質量150 g／m2，縱橫向極限抗拉強度20 kN／m．
3．3施工加載速率要求
堤防填筑過程中應嚴格控制加載速率，保證施
工階段之間的時間間隔，分階段完成堤防填筑．具
體施工加載速率要求(見表3)．
表3施工加載時間要求
4 堤防穩定復核
4．1 固結度計算
對于多級等速加荷地基的固結度計算，采用下
式進行修正計算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。一豎向固結系數；
c。一徑向固結系數；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(0．75～1．oo)；
t一第i級加載的起止時間；
qi一第i級加載的荷載速率；
Σ△p一各級荷載的累加值．
失穩堤段堤基固結度計算結果(見表4)，每級
加載之間的時間間隔為30 d．經計算，三級加載施
工完成時，堤防堤基通過插打塑料排水板處理，在
堤身荷載作用下，固結度可達到60％左右．
根據不同施工階段固結度計算成果，考慮③，
土層強度增長后物理力學指標(見表5)．
表4匿結計算成果表
萬方數據
第6期商兆濤：塑料排水板在軟土堤基處理中的應用47
由此可見，隨著分層填筑、分期加載預壓，軟土
地基中孔隙水隨之大量排出，土體加速固結，凝聚
力和內摩擦角等物理力學指標相應提高．
4．2計算工況
選取以下工況進行穩定復核：
(1)施工期(6．0 m高程以上無加載)河道疏挖
邊坡穩定性；
(2)施工期(填筑至9．5 In)河道無水驗算迎水
坡穩定性；
(3)施工期(填筑至11 m)河道無水驗算迎水
坡穩定性；
(4)施工完建期(填筑至堤頂)河道無水驗算迎
水坡穩定性；
(5)正常運行期設計洪水位驟降3．0 m驗算迎
水坡穩定性；
(6)正常運行期設計枯水位驗算迎水坡穩定性；
(7)正常運行期設計洪水位穩定滲流期驗算背
水坡穩定性．
正常運用時期及施工期堤頂考慮通過10 t的
汽車荷載．
根據《堤防工程設計規范》相關規定：該堤段堤
防在正常運行情況下抗滑穩定安全系數不小于
1．20，施工期抗滑穩定安全系數不小于1．10．
4．3穩定復核成果及分析
采用上述計算參數和計算方法，其中高程
6．0 in以上無加載河道邊坡穩定和堆載至9．5 in高
程迎水坡穩定兩種工況不考慮堤基土層強度增
長陽1，穩定計算成果(見表6)．由計算結果可知，各
種工況下PM3--PM3’剖面穩定均能滿足規范要求．
表6穩定復核成果表
地質剖面堤防樁號計算工況安全系數規范要求
無加載河道邊坡穩定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
運行驟降1．295 1．2
設計枯水位1．234 1．2
洪水位背水坡1．229 1．2
5 監測成果分析
為確保施工期間堤身外平臺及堤身施工安
全，為各施工節點提供依據，指導施工和通水運
行．在坍塌滑坡堤段及相鄰堤段選取4個監測斷
面，有針對性地進行變形監測¨“1．監測節點包括
施工前、填筑至間歇高程、準備下階段施工前，其
中沉降計M01用于監測高程9，5～13．0 m層間的
沉降變化．現階段測得沉降位于0．0～一67．0 mm
之間波動，堤防沉降已趨于穩定．其2016年監測
成果曲線(見圖3)．
薹；iiI’、t。、、、，．．。．．．。．．．。．。～。。。!：：：二!差多
伊蘸≯≯≯麗磊≯
圖3 沉降計M01監測成果曲線
6 結論
本工程利用塑料排水板排水固結法對失穩堤
段軟土地基進行處理，通過堤基穩定復核及沉降觀
測成果分析表明，堤基處理效果較好，堤防經過
2016年超標準洪水檢驗運行狀況良好，未發生較大
沉降及滑移．實踐證明，塑料排水板排水固結法可
使用機械埋設提高施工效率，縮短地基加固周期，
具有排水暢通、濾水性好、地基擾動小等優點，對于
深厚的軟土地基采用排水固結法進行加固時，是一
種經濟、有效、可行的方法，值得在同類工程中進行
推廣．
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口
H
哺

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