一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法
2023-04-25 12:06:41
專利名稱：一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法
技術領域：
本發明涉及建築工程、港口工程、公路工程等固定建築物的地基處理技術領域，具 體涉及超軟弱土地基快速加固的工程技術。
背景技術：
近年來，圍海造地通常結合航道清淤、疏浚工程，採用疏浚土作為圍海造陸的填 土，通絞吸船等機械吹填至施工場地後，往往在表面形成超軟弱土，含水量極高，通常達 70% 200%，處於流動狀態；而且吹填土以下也廣泛分布著深厚的軟粘土土層，該土層具 有含水量高、壓縮性大、強度及承載力低等特點，道路、貨櫃堆場以及各種設施的建設都 將在這些軟土地基上進行，因此在進行任何使用之前必須對地基進行加固處理，才能把圍 海造陸所得的土地作為建設用地。此外在河、海灘涂、泥塘等往往由於大面積回填時，形成大面積納泥區，強度及承 載力極低，各種施工設備都將陷入超軟弱土之中，無法進行排水砂墊層、塑料排水板或袋裝 砂井的施工。針對上述難題，近來年出現了淺表層處理，常見的淺表層處理方法主要有(1)自 然晾曬處理，施工效率低，施工工期長；( 在超軟弱土(浮泥 淤泥)上鋪設編織布、荊芭 和數層土工格柵等施工危險性高，而且形成不均勻地基，工後差異沉降大；C3)淺表層真空 預壓快速加固法等，加固效果良好，但在經淺表層快速加固處理後，深層軟土仍要進行二次 處理，成本高，工期長。公開號為CN1858361，
公開日為2006年11月8日，發明名稱為「超軟弱土快速加固 方法及其加固裝置」的中國發明專利申請公開了一種超軟弱土的快速加固方法，其包括以 下步驟(1)在超軟弱土上鋪一層或多層格柵，垂直插入長度與超軟弱土厚度相當的塑料 排水板或袋裝砂井，在格柵上鋪排水墊層，並在排水墊層中沿水平方向鋪濾管，然後覆蓋密 封膜；形成超軟弱土快速加固裝置；( 對步驟(1)形成的超軟弱土快速加固裝置內的超軟 弱土層進行7 14天的真空預壓；(3)清除步驟(1)鋪設的排水墊層，再鋪設排水砂墊層， 再鋪排水砂墊層，然後採用常規的真空預壓或堆載預壓法對地基進行整體加固。整個超軟 弱土快速加固裝置由密封膜、排水墊層、抽真空濾管、排水板或袋裝砂井及格柵層構成。該 技術要對超軟弱土地基進行兩次處理，即第一次超軟弱土層進行7 14天的真空預壓(深 度為與超軟弱土厚度相當)，第二次採用常規的真空預壓或堆載預壓法對地基進行整體加 固。且該技術需要在步驟(1)中先鋪設一層或多層格柵和排水墊層，在進行7 14天的真 空預壓；然後再在步驟(3)中清除步驟(1)鋪設的排水墊層，然後又鋪設排水砂墊層，整個 施工過程較為複雜，處理成本較高。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種快速、有效解決超軟弱地基淺 表層和深層一次處理問題，提供一種能極大的節約成本的、應用於表層含超軟弱土或吹填淤泥超軟弱土，深層有軟弱土的地基快速加固處理地基的方法。本發明的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術包括如下步驟(1)在超軟弱土地基上形成快速加固裝置，其主要施工步驟如下(A)在加固區超軟弱土地基之上鋪設充填袋，把各充填袋拼接成整體，位於加固 區周邊的充填袋邊緣與陸上或岸上固定或錨定，然後往充填袋內以輸送設備充入粉土、粉 細砂、細砂或中粗砂，充填完結束紮緊充填袋並排水後在超軟弱地基之上形成袋裝砂硬殼 層；(B)在形成硬殼層的充填袋錶面利用插板機械插設豎向塑料排水板，布設水平排 水系統，水平排水系統由水平排水管路和抽真空系統組成，在加固區表層鋪設土工布和密 封薄膜；(C)通過波紋管將水平排水管路與抽真空系統連接，形成超軟弱土快速加固裝 置；(2)對所述的快速加固裝置進行抽真空，利用真空負壓對超軟弱土地基加固；(3)對地基進行整體加固。其中，步驟(1)中的充填袋選用編織布、高強度土工布、土工格柵中的一種或若干 種縫製而成，充填袋上均勻布置有若干個充灌口，充填袋內縱向或橫向2 3米間距設置有 拉筋，加工完成後的充填袋沿長邊方向卷疊裹成長條狀備用。所述卷疊成長條狀備用的充填袋被置於加固區場地邊緣，施工人員將卷好的充填 袋以長杆推動，進行鋪設展開作業。具體地來說，所述步驟(1)中的輸送設備為砂泵或泥漿泵，泵送充填時須反覆多 次充填，使充填物中的漿水被壓擠出充填袋外，控制充填袋的充填厚度在0.4 0. 6m之間。所述步驟(1)中插設豎向塑料排水板，要求塑料排水板插設深度穿透加固區表層 超軟土和下臥原狀軟土層，或達到預定的設計處理深度。具體地來說，所述水平排水管路可以選用塑料濾管、盲溝、軟式透水管中的一種或 若干種，外包一層無紡布。所述水平排水管路可布設在袋裝砂墊層內，水平排水管路間距為3 6m ；或水平 排水管路布設在袋裝砂墊層表面，一排豎向排水板對應布設一條水平排水管路，或兩排豎 向排水板中間布設一條水平排水管路，所述豎向排水板頭直接與管路相連接。如果水平排水管路布設在袋裝砂墊層表面，排水板板頭與水平排水管路的搭接方 式可以為綁紮、纏繞、開槽或打入。該做法更利於真空度傳至超軟弱地基中，此外，軟土固結 排水經排水板直接進入濾管，縮短排水距離，同時避免了常規方法水平排水墊層淤塞後造 成排水板排水性能無法正常發揮現象。所述步驟O)中的抽真空可選用功率為5. 5 7. 5kw的真空射流泵或潛水泵，按 800 1200平方米/套控制。具體來說，所述步驟(3)中的對地基進行整體加固是指抽真空至滿足工後沉降和 固結度要求後卸載，或進行真空聯合堆載預壓地基處理，也可真空卸載後強夯處理。本發明可實現超軟弱土地基淺表層和深層的一次處理。該加固法可直接在超軟弱 地基上鋪設充填袋並填充粉土、粉細砂或細砂，並排水後快速形成硬殼層，以達到可以滿足 機械在超軟弱土地基上進行插板施工的場地條件，插板深度可穿透表層超軟土和下臥原狀軟土層，或達到設計加固深度，有效克服了常規插板施工時必須進行淺表層處理的缺點。本發明的袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術具有以下一些優點(1)在超軟弱土地基上，無需進行淺表層預處理，可以直接在超軟弱土地基上快速 形成硬殼層，速度快，成本低，使插板機械可在超軟弱土地基上行走並一次插板深度穿透軟 土層，滿足地基處理深度要求；(2)利用本發明將水平排水管路可布設在袋裝砂墊層內；也可布設於袋裝砂墊層 之上，間距可以一排排水板布設一條管路，或兩排排水板中間布設一條管路，排水板頭直接 與管路相連接；(3)本發明可在吹填超軟弱土後即時進行加固，工藝簡易，成本低，施工工期短； 加固強度均勻，施工後差異沉降小，節省後期中粗砂排水墊層鋪設的費用，尤其適用於中粗 砂源緊缺地區。降低後期各項作用的危險性，並有利於資源和生態環境保護。
圖1充填袋平面布置圖；圖2充填袋剖面圖；圖3袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術示意圖；圖4採用聯合堆載預壓法加固軟土地基示意圖；圖5卸載後採用強夯機械固結軟基的示意圖；圖中(1)充填袋；⑵充灌口 ；(3)充填袋邊界；⑷充填袋底層；(5)拉筋；(6)粉 土、粉細砂或細砂材料；(7)相鄰充填袋連接；(8)密封膜；(9) 土工布；(10)水平排水管路； (11)抽真空系統；(12)排水板；(13)堆載預壓材料；(14)強夯機械；(15)加固後地表面。
具體實施例方式按以下步驟進行一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術施工(1)如圖1所示，在陸上根據加固區面積大小分塊用編織布縫製大充填袋1，充填 袋1上均勻布置充灌口 2，充填袋內縱向和橫向2 : 間距設置拉筋5(見圖幻，加工完合 後沿長邊方向卷疊，裹成長條狀。充填袋可選用編織布、高強度土工布、土工格柵等材料的 一種或若干種縫製而成。(2)將充填袋1運至場地，並放置於場地邊界，施工人員站在泡沫板上，將卷好的 充填袋以長竹竿推動，進行鋪設展開作業。相鄰充填袋連接7用機縫拼接成整體，充填袋周 邊與陸上或岸上固定或錨定。(3)用泵往充填袋內充粉土、粉細砂或細砂6，反覆多次充填，以使砂水漿內的水 被壓擠出充填袋1外，充好後可將充灌口 2紮緊扎嚴，以防外漏跑沙。在充填施工過程中控 制充填層厚度在0. 4 0. 6m之間，(4)各充填袋充填完畢後，對加固區周邊及加固區內進行排水，使充填袋排水密 實，提高表面承載力，滿足插板機械在其上行走的施工條件。(5)在充填袋之上進行塑料排水板12插設施工，塑料排水板插設深度一次達到設 計處理深度。(6)塑料排水板12施工完畢後，鋪設水平向排水系統，水平排水系統由水平排水
5管路10和抽真空系統組成。水平排水管路可以選用塑料濾管、盲溝、軟式透水管，外包一層 無紡布。水平排水管路可布設在袋裝砂墊層內；也可布設袋裝砂墊層之上，間距可以一排排 水板布設一條管路，或兩排排水板中間布設一條管路，排水板頭直接與管路相連接。抽真空 系統可選用功率為5. 5 7. 5kw的真空射流泵或潛水泵，抽真空系統包括抽真空管路10及 連接抽真空管路的抽真空設備11，按800 1200平方米/套控制；在加固區的最上層鋪設 土工布9和2 3層密封薄膜8。所形成的快速加固裝置如圖3所示。(7)運行抽真空設備11進行抽真空至滿足沉降和固結度要求，或進行真空聯合堆 載預壓地基處理(見圖4)，或採用強夯機械14進行真空卸載後強夯處理(見圖5)。
權利要求
1.一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵在於包括如下步驟(1)在超軟弱土地基上形成快速加固裝置，其主要施工步驟如下(A)在加固區超軟弱土地基之上鋪設充填袋，把各充填袋拼接成整體，位於加固區周邊 的充填袋邊緣與陸上或岸上固定或錨定，然後往充填袋內以輸送設備充入粉土、粉細砂、細 砂或中粗砂，充填完結束紮緊充填袋並排水密實後在超軟弱地基之上形成袋裝砂硬殼層；(B)在形成硬殼層的充填袋錶面利用插板機械插設豎向塑料排水板，布設水平排水系 統，水平排水系統由水平排水管路和抽真空系統組成，在加固區表層鋪設土工布和密封薄 膜；(C)通過波紋管將水平排水管路與抽真空系統連接，形成超軟弱土快速加固裝置；(2)對所述的快速加固裝置進行抽真空，利用真空負壓對超軟弱土地基加固；(3)對地基進行整體加固。
2.根據權利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵 在於所述步驟(1)中的充填袋選用編織布、高強度土工布、土工格柵中的一種或若干種縫 制而成，充填袋上均勻布置有若干個充灌口，充填袋內縱向或橫向2 3米間距設置有拉 筋，加工完成後的充填袋沿長邊方向卷疊裹成長條狀備用。
3.根據權利要求2所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵 在於所述卷疊成長條狀的備用的充填袋被置於加固區場地邊緣，施工人員將卷好的充填 袋以長杆推動，進行鋪設展開作業。
4.根據權利要求3所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵 在於所述步驟(1)中的輸送設備為砂泵或泥漿泵，泵送充填時須反覆多次充填，使充填物 中的漿水被壓擠出充填袋外，控制充填袋的充填厚度在0. 4 0. 6m之間。
5.根據權利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵 在於所述步驟(1)中插設豎向塑料排水板，要求塑料排水板插設深度穿透加固區表層超 軟土和下臥原狀軟土層，或達到預定的設計處理深度。
6.根據權利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵 在於所述水平排水管路可以選用塑料濾管、盲溝、軟式透水管中的一種或若干種，水平排 水管路外包一層無紡布。
7.根據權利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵 在於所述水平排水管路可布設在袋裝砂硬殼層內，水平排水管路間距為3 6m ；或水平排 水管路布設在袋裝砂硬殼層表面，一排豎向排水板對應布設一條水平排水管路，或兩排豎 向排水板中間布設一條水平排水管路，所述豎向排水板頭直接與管路相連接。
8.根據權利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特 徵在於所述步驟O)中的抽真空可選用功率為5. 5 7. 5kw的真空射流泵或潛水泵，按 800 1200平方米/套控制。
9.根據權利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特徵 在於所述步驟(3)中的對地基進行整體加固是指抽真空至地基滿足工後沉降和固結度要 求後卸載，或進行真空聯合堆載預壓地基處理，也可真空卸載後強夯處理。
全文摘要
本發明公開了一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，包括如下步驟(1)在超軟弱土地基上形成快速加固裝置，其主要施工步驟如下(A)在加固區超軟弱土地基之上鋪設充填袋，把各充填袋拼接成整體，然後往充填袋內以輸送設備充入填充料，充填完結束紮緊充填袋並排水密實後在超軟弱地基之上形成袋裝砂硬殼層；(B)在形成硬殼層的充填袋錶面插設豎向塑料排水板；(C)通過波紋管將水平排水管路與抽真空系統連接，形成超軟弱土快速加固裝置；(2)對所述的快速加固裝置進行抽真空；(3)對地基進行整體加固。本發明方法具有以下一些優點本發明工藝簡易，成本低，工期短，施工後差異沉降小，節省後期中粗砂排水墊層鋪設的費用。
文檔編號E02D3/10GK102127908SQ201110096418
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月18日 優先權日2011年4月18日
發明者乜樹強, 馮曉莉, 張功新, 李松, 林軍華, 羅彥, 胡繼業, 董志良, 邱青長, 鄭新亮, 黃錦雄 申請人:中交四航工程研究院有限公司, 中交第四航務工程局有限公司, 中國港灣工程有限責任公司, 廣州四航巖土技術工程有限公司, 廣州港灣工程質量檢測有限公司