深厚軟基加固處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程、港口工程、公路工程等固定建筑物的地基處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及公路工程橋頭路堤路段的軟基處理技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年我國(guó)沿海、沿江地區(qū)建設(shè)規(guī)模大，對(duì)建設(shè)質(zhì)量和工期要求高，但該類地區(qū)地層一般埋藏著大于1m甚至超過30m的深厚淤泥軟土，這類軟土天然含水量高，孔隙比大、壓縮性高、滲透性小(10 6?10 8cm/s)、抗剪強(qiáng)度及承載力低，同時(shí)存在沉降量大，沉降延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)及不均勻沉降嚴(yán)重等問題，從而導(dǎo)致地基處理難度加大。特別對(duì)于市政道路工程，橋頭路堤高度普遍較高，橋頭路堤的工后沉降又是非常嚴(yán)格的，為了控制好“橋頭跳車”，橋頭路堤段的軟基處理技術(shù)是市政道路工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的預(yù)壓方法(真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓及真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓)由于存在表層剛度不夠、高填料、工期長(zhǎng)的缺陷難以在較短時(shí)間內(nèi)完成深厚淤泥的固結(jié)，因而不能適應(yīng)快速建設(shè)的需要。
[0004]而一般的復(fù)合地基加固法(水泥土攪拌樁、剛性樁等)則存在施工難度大、施工要求高、工程造價(jià)高以及復(fù)合地基樁間土性質(zhì)得不到明顯改善等缺點(diǎn)，與排水固結(jié)法相比顯得不夠經(jīng)濟(jì)合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能節(jié)約成本的、有效控制工后沉降的加固深厚淤泥土地基的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種深厚軟基加固處理方法，其包括以下步驟:
[0008](I)對(duì)待加固區(qū)的地表進(jìn)行清理及場(chǎng)地整平；
[0009](2)填筑不小于0.4m厚的砂墊層；
[0010](3)插設(shè)豎向排水體；
[0011](4)在待加固區(qū)的四周挖密封溝；
[0012](5)鋪設(shè)真空管路，待加固區(qū)場(chǎng)地用砂料找平，然后先后鋪設(shè)膜下土工布和密封膜，密封膜埋入待加固區(qū)四周的密封溝內(nèi)并用粘性土填實(shí)；
[0013](6)安裝抽真空裝置，連接真空管路主管與抽真空裝置，開始抽真空，當(dāng)膜下真空度達(dá)到80kPa以上并穩(wěn)定后，在膜上鋪設(shè)土工布，開始堆載施工；
[0014](7)待加固區(qū)地基達(dá)到控制固結(jié)度即60%?80%后，逐級(jí)減壓直至停止抽真空；
[0015](8)真空預(yù)壓卸載后，在加固區(qū)布置井點(diǎn)或排水溝進(jìn)行降水施工；
[0016](9)強(qiáng)夯加固前，選擇有代表性場(chǎng)地進(jìn)行試夯，強(qiáng)夯施工過程中，按先輕后重，逐級(jí)加能，少擊多遍，逐級(jí)加固原則，逐步提高加固深度；
[0017](10)場(chǎng)地整平至交工面標(biāo)高。
[0018]具體來說，所述步驟2的砂墊層采用細(xì)砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5%。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟3的豎向排水體選用塑料排水板、砂井或袋裝砂井中的一種或幾種，排水體的間距根據(jù)地基土的固結(jié)特性和預(yù)定時(shí)間內(nèi)要求達(dá)到的控制固結(jié)度確定，深度根據(jù)預(yù)壓期需完成的變形量確定，且宜穿透軟土層但不應(yīng)進(jìn)入下臥透水層。
[0020]所述步驟4當(dāng)待加固區(qū)處理深度范圍內(nèi)存在通透砂層時(shí)，在待加固區(qū)四周設(shè)置雙排泥漿攪拌樁。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟5的真空管路主管及濾管選用UPVC硬塑料管、或軟式透水管或塑料盲溝。
[0022]所述步驟6中堆載料包括開山土、砂土和石料等,堆載高度H =交工面高程，h0現(xiàn)地面高程，Ii1預(yù)計(jì)固結(jié)沉降，h2預(yù)估夯沉量。
[0023]所述步驟8中井點(diǎn)深度根據(jù)降水深度確定，強(qiáng)夯施工前宜將地下水位降至坑底面以下2m ;井點(diǎn)計(jì)算以水井理論為依據(jù)，通過計(jì)算單井涌水量確定井點(diǎn)數(shù)量和間距，其計(jì)算結(jié)果宜經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行修正。
[0024]所述步驟9中強(qiáng)夯可采用兩遍點(diǎn)夯+ —遍普夯，夯擊能600?3000kN.m，其中收錘標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)調(diào)整，以確保土體結(jié)構(gòu)不被破壞。
[0025]本發(fā)明中的深厚軟基是指深度大于1m甚至超過30m的深厚淤泥軟土，這類軟土天然含水量高，孔隙比大、壓縮性高、滲透性小(10 6?10 Scm/s)、抗剪強(qiáng)度及承載力低，同時(shí)存在沉降量大，沉降延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)及不均勻沉降嚴(yán)重等問題，從而導(dǎo)致地基處理難度加大。本發(fā)明將真空負(fù)壓、堆載正壓和動(dòng)力荷載的作用相結(jié)合，形成靜-動(dòng)力固結(jié)復(fù)合加固技術(shù)，對(duì)深厚軟基進(jìn)行處理。地基土控制固結(jié)度達(dá)到60%?80%，即滿足后續(xù)施工機(jī)械設(shè)備在其上正常施工所需要的承載力條件；同時(shí)，真空預(yù)壓卸載后，水位以上部分軟土層處于非飽和狀態(tài)，利用已有水平及豎向排水系統(tǒng)促進(jìn)孔壓消散，有效避免了夯擊過程中“橡皮土”的出現(xiàn)。其加固效果主要表現(xiàn)在兩方面:(I)表層填土:回填土表層土體結(jié)構(gòu)因沖剪破壞而密實(shí)，形成超固結(jié)的硬殼層，隨著能級(jí)的增加，硬殼層厚度逐漸增加，不均勻沉降量減小。(2)下臥軟土:夯擊產(chǎn)生的振動(dòng)波和沖擊波可對(duì)軟土產(chǎn)生壓密與剪切作用。隨著動(dòng)力沖擊波次數(shù)的增加，超孔隙水壓力增加，導(dǎo)致多次土體液化與觸變、孔壓消散、土體觸變恢復(fù)及強(qiáng)度增長(zhǎng)的反復(fù)發(fā)生，使土體骨架壓縮，密度不斷提高，土的強(qiáng)度增大。在靜力排水固結(jié)的基礎(chǔ)上對(duì)土體施加動(dòng)力排水固結(jié)，主固結(jié)殘余沉降量快速完成，次固結(jié)沉降得到有效控制。
[0026]本發(fā)明適用于滲透系數(shù)小于10 6cm/s，黏粒含量高或含有機(jī)質(zhì)的深厚軟基。與傳統(tǒng)排水固結(jié)法相比，可縮短1/3工期，工后沉降可減少30cm以上；與排水固結(jié)+復(fù)合地基二次處理的方法相比，可節(jié)省20%?40%工程造價(jià)，軟基加固效果更為顯著，適于大面積應(yīng)用推廣。
【附圖說明】
[0027]圖1真空堆載預(yù)壓聯(lián)合強(qiáng)夯深厚軟基加固法剖面示意圖。
[0028]圖中:砂墊層I ;豎向排水體2 ;密封溝3 ;泥漿攪拌墻4 ;密封膜5 ;抽真空裝置6 ；真空管7 ;膜上土工布8 ;井點(diǎn)管9 ;強(qiáng)夯10 ;分隔圍堰11 ;膜下土工布12 ;素填土 21 ;淤泥土 22 ;堆載料23。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1所示，為本發(fā)明的真空堆載預(yù)壓聯(lián)合強(qiáng)夯深厚軟基的加固處理方法的剖面示意圖，該法具體實(shí)施步驟如下:
[0030](I)對(duì)待加固區(qū)的地表進(jìn)行清理及場(chǎng)地整平。
[0031](2)填筑不小于0.4m厚的砂墊層I，砂墊層采用細(xì)砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5%。
[0032](3)插設(shè)豎向排水體2，豎向排水體可選用塑料排水板、或砂井或袋裝砂井等。
[0033](4)在待加固區(qū)的四周挖密封溝3，當(dāng)待加固區(qū)處理深度范圍內(nèi)存在通透砂層時(shí)，在加固區(qū)四周設(shè)置雙排泥漿攪拌樁4。
[0034](5)鋪設(shè)真空管路，真空濾管和真空主管均可采用UPVC硬塑料管，濾管外包裹一層無紡?fù)凉げ?。真空管路鋪設(shè)完后，加固區(qū)場(chǎng)地用砂料找平，然后分別鋪設(shè)I層膜下土工布12和2?3層密封膜5，密封膜埋入加固區(qū)四周的密封溝內(nèi)并用粘性土填實(shí)。
[0035](6)安裝抽真空裝置6，功率不小于7.5KW。連接主管與抽真空裝置，開始抽真空。當(dāng)膜下真空度達(dá)到SOkPa以上并穩(wěn)定后，在膜上鋪一層土工布8，開始堆載施工。
[0036](7)地基達(dá)到控制固結(jié)度(60%?80% )后，逐級(jí)減壓直至停止抽真空。
[0037](8)真空預(yù)壓卸載后，在加固區(qū)布置井點(diǎn)管9進(jìn)行降水施工，及時(shí)排出強(qiáng)夯期間排出的水。
[0038](9)強(qiáng)夯10加固前，選擇有代表性場(chǎng)地進(jìn)行試夯，確定施工參數(shù):強(qiáng)夯初定采用兩遍點(diǎn)窮+ 一遍普窮，窮擊能600?3000kN *m,按先輕后重,逐級(jí)加能,少擊多遍，逐級(jí)加固原貝U，逐步提聞加固深度。
[0039](10)場(chǎng)地整平至交工面標(biāo)高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深厚軟基加固處理方法，其特征在于包括以下步驟: (1)對(duì)待加固區(qū)的地表進(jìn)行清理及場(chǎng)地整平； (2)填筑不小于0.4m厚的砂墊層； (3)插設(shè)豎向排水體； (4)在待加固區(qū)的四周挖密封溝； (5)鋪設(shè)真空管路，待加固區(qū)場(chǎng)地用砂料找平，然后先后鋪設(shè)膜下土工布和密封膜，密封膜埋入待加固區(qū)四周的密封溝內(nèi)并用粘性土填實(shí)； (6)安裝抽真空裝置，連接真空管路主管與抽真空裝置，開始抽真空，當(dāng)膜下真空度達(dá)到SOkPa以上并穩(wěn)定后，在膜上鋪設(shè)土工布，開始堆載施工； (7)待加固區(qū)地基達(dá)到控制固結(jié)度即60%?80%后，逐級(jí)減壓直至停止抽真空； (8)真空預(yù)壓卸載后，在加固區(qū)布置井點(diǎn)或排水溝進(jìn)行降水施工； (9)強(qiáng)夯加固前，選擇有代表性場(chǎng)地進(jìn)行試夯，強(qiáng)夯施工過程中，按先輕后重，逐級(jí)加能，少擊多遍，逐級(jí)加固原則，逐步提高加固深度； (10)場(chǎng)地整平至交工面標(biāo)高。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟2的砂墊層采用細(xì)砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟3的豎向排水體選用塑料排水板、砂井或袋裝砂井中的一種或幾種，排水體的間距根據(jù)地基土的固結(jié)特性和預(yù)定時(shí)間內(nèi)要求達(dá)到的控制固結(jié)度確定，深度根據(jù)預(yù)壓期需完成的變形量確定，且宜穿透軟土層但不應(yīng)進(jìn)入下臥透水層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟4當(dāng)待加固區(qū)處理深度范圍內(nèi)存在通透砂層時(shí)，在待加固區(qū)四周設(shè)置雙排泥漿攪拌樁。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟5的真空管路主管及濾管選用UPVC硬塑料管、或軟式透水管或塑料盲溝。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟6中堆載料包括開山土、砂土和石料等，堆載高度H = h-ho+hi+^, h交工面高程，h?，F(xiàn)地面高程，Ii1預(yù)計(jì)固結(jié)沉降，h2預(yù)估窮沉量。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟8中井點(diǎn)深度根據(jù)降水深度確定，強(qiáng)夯施工前宜將地下水位降至坑底面以下2m;井點(diǎn)計(jì)算以水井理論為依據(jù)，通過計(jì)算單井涌水量確定井點(diǎn)數(shù)量和間距，其計(jì)算結(jié)果宜經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行修正。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟9中強(qiáng)夯可采用兩遍點(diǎn)夯+—遍普窮，窮擊能600?3000kN.m,其中收錘標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)調(diào)整，以確保土體結(jié)構(gòu)不被破壞。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種深厚軟基加固處理方法，其包括以下步驟：對(duì)待加固區(qū)場(chǎng)地整平后填筑砂墊層，插設(shè)豎向排水體，挖密封溝，鋪設(shè)真空管路及安裝抽真空裝置，抽真空且當(dāng)膜下真空度達(dá)到80kPa以上并穩(wěn)定后，在膜上鋪設(shè)土工布，開始堆載施工；待加固區(qū)地基達(dá)到控制固結(jié)度即60％～80％后，逐級(jí)減壓直至停止抽真空；真空預(yù)壓卸載后進(jìn)行降水施工；強(qiáng)夯；場(chǎng)地整平至交工面標(biāo)高。本發(fā)明是將真空負(fù)壓、堆載正壓和動(dòng)力荷載的作用相結(jié)合，形成靜-動(dòng)力固結(jié)復(fù)合加固技術(shù)。與傳統(tǒng)排水固結(jié)法相比，可縮短1/3工期，工后沉降可減少30cm以上；與排水固結(jié)+復(fù)合地基二次處理的方法相比，可節(jié)省20％～40％工程造價(jià)，軟基加固效果更為顯著，適于大面積應(yīng)用推廣。
【IPC分類】E02D3/10
【公開號(hào)】CN105220674
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410234758
【發(fā)明人】董志良, 陳偉東, 周琦, 楊福麟, 陳偉, 李榕波, 潘曉光, 鄧偉, 袁坤
【申請(qǐng)人】中交四航工程研究院有限公司, 中交四航巖土工程有限公司, 廣州港灣工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司, 廣州四航材料科技有限公司, 中交四航局第二工程有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2014年5月29日