可降解环保排水板加固效果研究

姚达芦业磊花叶琦

摘要：真空预压技术是基于土的固结原理而发展起来的一种经济可靠的软土地基处理方法，目前在真空预压技术应用中排水材料主要为塑料排水板，塑料排水板不仅污染环境，而且大量的排水板在施工结束后留在地基中形成空隙，对加固后的地基造成不利的影响。本文中提出了一种新型的排水材料-可降解环保排水板，并通过实际工程应用，研究其加固效果，结果表明：采用可降解环保排水板与塑料排水板加固软土地基效果相近。

关键词：真空预压；可降解环保排水板；加固效果

引言：在真空预压加固软土地基应用中需要使用大量的排水材料，目前使用的排水材料主要为塑料排水板，塑料排水板打设至软土中后长期留存，不仅污染了环境，而且大量的排水板在施工结束后留在地基中形成空隙，对加固后的地基造成不利的影响。俞炯奇等通过现场开挖已打设了2年的塑料排水板试样进行室内检测，发现塑料排水板在软土中埋设2年时间基本无磨损。据不完全统计，近年来我国每年使用的塑料排水板达1.5亿m以上，在当前我国环境保护要求日益提高的情况下，塑料排水板污染问题已是真空预压技术应用的一个重要限制因素。

为此研发出了一种利用天然生物质材料制作的可降解环保排水板，但其加固效果是否能够达到塑料排水板的标准还需要进一步研究，因此本文结合实际工程进行了可降解环保排水板加固效果研究，为该种排水板的推广应用提供依据。

1可降解环保排水板与塑料排水板对比

可降解环保排水板板芯原材料为基础树脂、淀粉以及秸秆纤维，滤膜则使用全生物降解材料聚乳酸制备，在特定的环境下（常温、泥土层下、无紫外光照、水浸泡），具有逐渐失去原有力学性能，并发生崩解，形成碎块，再进一步由微生物消化分解的特性，可降解成无害物质，避免环境污染。按相关国内标准对可降解排水板与塑料排水板的物理性能、透水性能等指标进行检测，检测结果如下表1。

表1两种塑料排水板的性能指标对比

由上表1可以看出可降解环保排水板相较于塑料排水板其性能指标并无明显差别，满足实际工程设计技术要求。

2可降解环保排水板工程应用

本次可降解环保排水板应用工程为某排泥场退水口区淤土加固工程，该排泥场2015年底吹填结束，其退水口区域面积约3万m2，该区域细颗粒富集，含水率高，渗透性差，采用直排式真空预压技术进行加固处理，即用管路系统替代砂垫层，通过专用接头连接排水板，使真空压力直接传递到土体内部，降低真空沿程损失。本次工程在加固区中间开挖一条排水沟将场地一分为二，西区为排水材料采用可降解环保排水板，东区采用塑料排水板作为对照组，排水板布设方式为均为正方形布置，打设间距0.8m，插板方式采用人工插板，插设深度为3.0m，抽真空满载时间为49d，整个真空预压期间膜下真空度始终稳定地保持在80kPa以上。

3加固效果分析

在本次真空预压期间，对地表沉降、土体真空度、地基土性指标的变化情况及地基承载力进行了监测和检测，下面对监测和检测结果进行对比分析。

3.1土体真空度

采用真空表对施工期间的膜下真空度和土体真空度进行监测，结果如图1所示。由图可以看出排水板材料的可降解性并不会影响真空度的传递效果，其衰减规律与普通排水板类似。

3.2地表沉降

试验区的沉降曲线如图3所示，结果表明东区和西区在真空预压期间地表沉降量分别为310mm和272mm，在施工期前15天两条曲线基本重合，30天后沉降速率已低于2mm/d，达到稳定标准。从沉降历时变化曲线来看，符合真空预压一般规律。根据双曲线法由沉降曲线推算地基固结度，两个试验区分别为93.0%和95.1%。由此可知，采用可降解环保排水板与塑料排水板，地基的沉降量和固结度相差不大。

图1真空压力变化时程曲线

图2地表沉降曲线图

3.3土体物理力学指标变化

为了了解吹填淤土真空预压加固前后的物理力学性质变化，对土体进行取样测试，测试结果见表2。可以看出两个试验区加固前后土体的物理力学性质均有所改善，且改善程度接近，土的含水率、孔隙比、液性指数、压缩系数等指标减小，土的重度等指标增大。

表2加固前后土体物理力学指标变化

4结论

通过对可降解环保排水板的加固效果研究，可以得出以下结论：

(1)可降解环保排水板的物理性能、透水性能等指标与塑料排水板相差无几，可以根据工程的造价及环保要求选择使用。

(2)明确了可降解环保排水板处理软基的加固效果，预压后土体的物理力学性质有明显的改善，地基的沉降及强度均满足设计和使用要求。

参考文献

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江苏省水利科技项目（合同编号2016004）