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摘要：对插板排水固结堆载预压法的工作原理及施工工艺进行了阐述，依据某城市主干路软基处理工程中的实践，分析了其优缺点。实践证明，从技术可行性、经济性角度出发，该法是道路工程软基处理较优方式。
关键字：软基处理 排水固结 塑料排水板 堆载预压
中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：
1、工程背景
某市新建城市主干道，设计桩号K1+200～K4+250 段为滨海相软土层，据勘察报告，路基范围内第四系地层自上而下依次为：①第四系素填土、植物层、填石，②第四系全新统海陆交互相淤泥、中粗砂（含淤泥），③第四系全新统冲洪积粘土、中粗砂，④第四系上更新统冲洪积淤泥质粘土、粘土、中粗砂，⑤第四系中更新统残积砂质粘性土、粉质粘土。道路路基设计范围内现状表层分布4.8m～13m 厚的软弱淤泥层、中粗砂（含淤泥）以及淤泥质粘土等，稳定性和适宜性差。
针对地下水埋藏浅，土层天然含水量高、孔隙比大、高压缩性、低渗透性等特点，需根据地质情况和特点进行软基处理，主要采用插排水固结堆载预压法。
2、原理概述
土的固结过程就是超静孔隙水压力消散和有效应力增长的过程，软基在上部荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，孔隙体积不断减小，地基发生固结变形，同时随着超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增大，地基强度逐步增长，提高承载能力。而通过增加土层的排水途径、缩短排水距离的办法则可以加速土层的固结。
排水固结法主要应用于软基处理，原理是采用各种方法加快排除软基深层含水量，达到软基慢慢固结的效果，而插排水固结堆载预压法就是针对软基处理的一种综合处理方式。
塑料排水板是由芯体和包围芯体的透水膜构成的复合体，芯体上有疏水槽。塑料板板排水固结堆载预压法就是将排水板插入软基土层中，在荷载作用下，土中空隙水慢慢排出并随着排水板上升到水平砂砾石垫层，然后通过砂砾石垫层水平渗出，从而改变土壤的含水量和土体结构，加快土体固结硬化，从而提高土体的承载力。
插板排水固结堆载预压法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成。
（1）排水系统
排水系统由水平排水垫层和竖向排水体构成。
水平排水垫层：在现状软土层顶面铺一层250g/m2 聚丙稀编织布后填筑1.2m 厚砂砾石垫层。每30m设置一条横向过路的盲沟，盲沟采用渗滤土工布包裹碎石形式，以便渗出水的快速排出。
竖向排水体：在砂砾石垫层上按梅花形（正三角形）间距 2.0m 布设竖向排水体，排水体需打穿软弱淤泥层,进入下卧层至少0.5m，上端高出水平排水砂砾石垫层顶部0.3m，本次使用的竖向排水体为塑料排水板SPB-B 型。
（2）加压系统
现状软基上的填筑分四个部分：第一部分为水平排水系统所含的1.2m厚砂砾石垫层；第二部分为在砂砾石垫层顶部继续填筑砂砾石直至设计路基顶面高程下1.5m处；第三部分，于砂砾石顶面铺设一层双向经编PVC 增强纤维土工格栅后填筑1.5m 厚路床填土，此部分填料需为满足道路设计填筑要求的素土；第四部分为2.5m 厚超载预压砂，为节约成本，此部分填料可用中细砂。需按照填筑设计要求填筑，特别是第一、二、三部分作为道路的永久路基，其填筑必须严格按照路基设计要求分层填筑压实，严控填筑质量。
3、施工工序及技术要求
（1）施工工序
工前准备→填筑水平砂砾石垫层→打入塑料排水板→施做盲沟和埋设监测仪器→继续填筑砂砾石层→填筑路床土→填筑加载预压砂层→沉降监测→卸载。
（a）工前准备:
抽排围堰封闭道路用地围内的明显地表水，再清表30cm厚并对表层土进行翻晒后进行场地整平处理。
（b）填筑水平砂砾石垫层
在整平后的现状土基顶面铺设一层土工布，防止淤泥进入上部砂砾石垫层而影响其排水效果。土工布采用250g/m2 聚丙稀编织布。在土工布上填筑1.2m厚砂砾石垫层。
（c）打入塑料排水板。
（d）施做盲沟。
在砂垫层中施做盲沟和集水井，并埋设监测仪器。路两侧设土边沟，以便渗出水排出路基范围外，必要时进行抽水。
（e）继续填筑砂砾石垫层
分层碾压填筑砂砾石垫层至路床顶面以下1.5m，分层碾压填砂需含预留软基沉降量。
（f）填筑路床土
在砂砾石层顶部铺设一层双向经编PVC 增强纤维土工格栅后开始分层碾压填筑1.5m 厚路床填土。
（g）填筑超载预压砂层
在路床填土上填筑2.5m 厚的加载预压砂层。
（h）沉降监测
施工过程中进行浅层沉降、分层沉降、边桩位移及孔隙水压力观测，控制加载速率和卸载标准。
（2）施工技术要求
（a）塑料排水板技术标准
在插板堆载预压施工中，易产生质量事故和难以控制的是加载速度问题。
在底基层填筑过程中，往往因为赶工期而使得加载速率大大超标，致使沉降板的日沉降量大大超过15 mm／d，淤泥层产生剪切破坏，附加沉降大大增加，更为严重的是因为加载不均匀和速度快而使得淤泥产生大面积的滑坡，最后不得不大面积停止加载，反而延误了工期。还有，因为同样的原因而使得大面积淤泥隆起，使排水板缩进淤泥层，盲沟被切断，产生严重的质量事故。为避免以上事故的发生，实际施工中一定要特别注意严格控制加载速率。
（c）预压时间
设计预压时间满载不少于220天，实际卸载时间应该根据设计预压时间、实测沉降推算工后沉降量、实测沉降速率等综合确定。
（d）卸载标准
经过预压处理后的软弱层固结度要达到≥90%的要求，预压期最后连续两个月，沉降速率小于5mm/月。软基处理交工面即路床设计高顶面承载力标准值>120KPa。
4、施工监测、分析及效果
排水固结堆载预压施工的全过程须进行监控。施工监测是保证围堰施工安全、场地填筑过程中边界稳定的重要措施，现场监测的数据也将作为工后沉降的推算、处理效果的评价、工程量核实等的重要依据。
（1）施工监测的内容：
（a）沉降板，放置在砂垫层的底面，监测总沉降量。
（b）分层沉降标，沉降测环布置在淤泥底面、淤泥中部和淤泥层顶部三个位置。
（c）孔隙水压力计，每组3 个，分别在淤泥层的下部、中部和上部，监测淤泥层超静孔压的消散。
（2）监测断面的布置
（a）一般观测断面，按 50 米间距布置1 块沉降板。
（b）完整观测断面，按 100 米间距布置一个观测断面，每个断面布置沉降板1 块、分层沉降标1 组3 个，孔隙水压力计1 组3 个。
（3）监测控制值
施工期的填筑安全性参照规范要求，由上述监测的结果进行控制，具体标准为：
（a）沉降速率：小于15mm/d。
（b）孔隙水压力增量与加载量的比值：B≤0.6。
（4）监测频率
（a）场地填土施工期，场地布置的各监测项目、边界位移监测项目每天监测一次。
（b）填土间歇期，根据变形发展的稳定情况，可以调整为2～3 天一次。
（c）满载预压期，沉降、孔压等仪器设备每3 天监测一次。
（d）当发生沉降、位移偏大等不稳定情况时，应加密监测次数。
5、结论
在本次软基处理中，插板排水固结堆载预压法得到了成功运用，即使本项目的软基处理要求较高，该方法的单位面积地基处理造价仍然明显低于其他方法，仅为搅拌桩复合地基法的42％，具有投资省、施工简便、排水效果好、对周边土层扰动效果小等显著特点。
另一方面，插板排水固结堆载预压法处理软基的工期较长，因此在制定类似此类技术方案时，必须综合考虑工期、工程造价等综合因素，因地制宜的制定软基处理技術方案。
参考文献：
〔1〕建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）北京：中国建筑工业出版社，2003
〔2〕龚晓南 地基处理手册（第3版）中国建筑工业出版社
关键字：软基处理 排水固结 塑料排水板 堆载预压
中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：
1、工程背景
某市新建城市主干道，设计桩号K1+200～K4+250 段为滨海相软土层，据勘察报告，路基范围内第四系地层自上而下依次为：①第四系素填土、植物层、填石，②第四系全新统海陆交互相淤泥、中粗砂（含淤泥），③第四系全新统冲洪积粘土、中粗砂，④第四系上更新统冲洪积淤泥质粘土、粘土、中粗砂，⑤第四系中更新统残积砂质粘性土、粉质粘土。道路路基设计范围内现状表层分布4.8m～13m 厚的软弱淤泥层、中粗砂（含淤泥）以及淤泥质粘土等，稳定性和适宜性差。
针对地下水埋藏浅，土层天然含水量高、孔隙比大、高压缩性、低渗透性等特点，需根据地质情况和特点进行软基处理，主要采用插排水固结堆载预压法。
2、原理概述
土的固结过程就是超静孔隙水压力消散和有效应力增长的过程，软基在上部荷载作用下，土中孔隙水慢慢排出，孔隙体积不断减小，地基发生固结变形，同时随着超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增大，地基强度逐步增长，提高承载能力。而通过增加土层的排水途径、缩短排水距离的办法则可以加速土层的固结。
排水固结法主要应用于软基处理，原理是采用各种方法加快排除软基深层含水量，达到软基慢慢固结的效果，而插排水固结堆载预压法就是针对软基处理的一种综合处理方式。
塑料排水板是由芯体和包围芯体的透水膜构成的复合体，芯体上有疏水槽。塑料板板排水固结堆载预压法就是将排水板插入软基土层中，在荷载作用下，土中空隙水慢慢排出并随着排水板上升到水平砂砾石垫层，然后通过砂砾石垫层水平渗出，从而改变土壤的含水量和土体结构，加快土体固结硬化，从而提高土体的承载力。
插板排水固结堆载预压法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成。
（1）排水系统
排水系统由水平排水垫层和竖向排水体构成。
水平排水垫层：在现状软土层顶面铺一层250g/m2 聚丙稀编织布后填筑1.2m 厚砂砾石垫层。每30m设置一条横向过路的盲沟，盲沟采用渗滤土工布包裹碎石形式，以便渗出水的快速排出。
竖向排水体：在砂砾石垫层上按梅花形（正三角形）间距 2.0m 布设竖向排水体，排水体需打穿软弱淤泥层,进入下卧层至少0.5m，上端高出水平排水砂砾石垫层顶部0.3m，本次使用的竖向排水体为塑料排水板SPB-B 型。
（2）加压系统
现状软基上的填筑分四个部分：第一部分为水平排水系统所含的1.2m厚砂砾石垫层；第二部分为在砂砾石垫层顶部继续填筑砂砾石直至设计路基顶面高程下1.5m处；第三部分，于砂砾石顶面铺设一层双向经编PVC 增强纤维土工格栅后填筑1.5m 厚路床填土，此部分填料需为满足道路设计填筑要求的素土；第四部分为2.5m 厚超载预压砂，为节约成本，此部分填料可用中细砂。需按照填筑设计要求填筑，特别是第一、二、三部分作为道路的永久路基，其填筑必须严格按照路基设计要求分层填筑压实，严控填筑质量。
3、施工工序及技术要求
（1）施工工序
工前准备→填筑水平砂砾石垫层→打入塑料排水板→施做盲沟和埋设监测仪器→继续填筑砂砾石层→填筑路床土→填筑加载预压砂层→沉降监测→卸载。
（a）工前准备:
抽排围堰封闭道路用地围内的明显地表水，再清表30cm厚并对表层土进行翻晒后进行场地整平处理。
（b）填筑水平砂砾石垫层
在整平后的现状土基顶面铺设一层土工布，防止淤泥进入上部砂砾石垫层而影响其排水效果。土工布采用250g/m2 聚丙稀编织布。在土工布上填筑1.2m厚砂砾石垫层。
（c）打入塑料排水板。
（d）施做盲沟。
在砂垫层中施做盲沟和集水井，并埋设监测仪器。路两侧设土边沟，以便渗出水排出路基范围外，必要时进行抽水。
（e）继续填筑砂砾石垫层
分层碾压填筑砂砾石垫层至路床顶面以下1.5m，分层碾压填砂需含预留软基沉降量。
（f）填筑路床土
在砂砾石层顶部铺设一层双向经编PVC 增强纤维土工格栅后开始分层碾压填筑1.5m 厚路床填土。
（g）填筑超载预压砂层
在路床填土上填筑2.5m 厚的加载预压砂层。
（h）沉降监测
施工过程中进行浅层沉降、分层沉降、边桩位移及孔隙水压力观测，控制加载速率和卸载标准。
（2）施工技术要求
（a）塑料排水板技术标准
在插板堆载预压施工中，易产生质量事故和难以控制的是加载速度问题。
在底基层填筑过程中，往往因为赶工期而使得加载速率大大超标，致使沉降板的日沉降量大大超过15 mm／d，淤泥层产生剪切破坏，附加沉降大大增加，更为严重的是因为加载不均匀和速度快而使得淤泥产生大面积的滑坡，最后不得不大面积停止加载，反而延误了工期。还有，因为同样的原因而使得大面积淤泥隆起，使排水板缩进淤泥层，盲沟被切断，产生严重的质量事故。为避免以上事故的发生，实际施工中一定要特别注意严格控制加载速率。
（c）预压时间
设计预压时间满载不少于220天，实际卸载时间应该根据设计预压时间、实测沉降推算工后沉降量、实测沉降速率等综合确定。
（d）卸载标准
经过预压处理后的软弱层固结度要达到≥90%的要求，预压期最后连续两个月，沉降速率小于5mm/月。软基处理交工面即路床设计高顶面承载力标准值>120KPa。
4、施工监测、分析及效果
排水固结堆载预压施工的全过程须进行监控。施工监测是保证围堰施工安全、场地填筑过程中边界稳定的重要措施，现场监测的数据也将作为工后沉降的推算、处理效果的评价、工程量核实等的重要依据。
（1）施工监测的内容：
（a）沉降板，放置在砂垫层的底面，监测总沉降量。
（b）分层沉降标，沉降测环布置在淤泥底面、淤泥中部和淤泥层顶部三个位置。
（c）孔隙水压力计，每组3 个，分别在淤泥层的下部、中部和上部，监测淤泥层超静孔压的消散。
（2）监测断面的布置
（a）一般观测断面，按 50 米间距布置1 块沉降板。
（b）完整观测断面，按 100 米间距布置一个观测断面，每个断面布置沉降板1 块、分层沉降标1 组3 个，孔隙水压力计1 组3 个。
（3）监测控制值
施工期的填筑安全性参照规范要求，由上述监测的结果进行控制，具体标准为：
（a）沉降速率：小于15mm/d。
（b）孔隙水压力增量与加载量的比值：B≤0.6。
（4）监测频率
（a）场地填土施工期，场地布置的各监测项目、边界位移监测项目每天监测一次。
（b）填土间歇期，根据变形发展的稳定情况，可以调整为2～3 天一次。
（c）满载预压期，沉降、孔压等仪器设备每3 天监测一次。
（d）当发生沉降、位移偏大等不稳定情况时，应加密监测次数。
5、结论
在本次软基处理中，插板排水固结堆载预压法得到了成功运用，即使本项目的软基处理要求较高，该方法的单位面积地基处理造价仍然明显低于其他方法，仅为搅拌桩复合地基法的42％，具有投资省、施工简便、排水效果好、对周边土层扰动效果小等显著特点。
另一方面，插板排水固结堆载预压法处理软基的工期较长，因此在制定类似此类技术方案时，必须综合考虑工期、工程造价等综合因素，因地制宜的制定软基处理技術方案。
参考文献：
〔1〕建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）北京：中国建筑工业出版社，2003
〔2〕龚晓南 地基处理手册（第3版）中国建筑工业出版社