低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法的製作方法
2023-05-14 17:05:06 1
專利名稱：低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法的製作方法
技術領域：
本發明涉及為建築工程的地基處理技術，是一種土地基處理的新方法，具體地說，是一種低位預壓排水強夯法」軟土地基處理工法。
背景技術：
現有的地基處理方法對軟土地基的處理效果不好，這也直接影響了建築物的建造質量。如現有的動力排水固結法，軟土處理深度小；集水井在預壓範圍外而不便於管理和維護；集水井在強夯與地面建築物期不可繼續使用；工後沉降大。高真空擊密法，回填土(或砂)要用插管降水；回填料受粒徑限制；工後沉降大；排水費用高；因填土粒徑受限而硬殼層強度不高。低位真空分層預壓擊密法，需插管排水；回填土(或砂)受粒徑限制；預壓排水要採用真空泵排水而動力費用大；造價高；因填土粒徑受限，填土強度低。堆載預壓相比，工期長；表層回彈模量與強度低；工後沉降大。真空預壓相比，要用射流泵排水，造價高；表層密實度低和強度小；工後沉降大。
發明內容
本發明的目的是提供一種軟土處理深度大，工期短，表層回彈模量與強度高，工後沉降小，造價高，表層密實度高和強度大的低位預壓排水強夯法」軟土地基處理工法。
本發明的技術解決方案是一種低位預壓排水強夯法」軟土地基處理工法，其特徵是首先在地基表面構築水平排水網絡；其次是在軟土層中布置豎向排水體，並使其插到軟土層底部；然後，在外圍布設集水井，並使之與預壓區邊緣的匯水溝連通；再回填碎石土，並進行分層碾壓。
本發明中所述的水平排水網絡的構築過程為首先在地基表面開挖縱橫溝，溝中鋪中砂，並埋入相互連通的帶孔濾管，帶孔濾管的各管口伸入到預壓邊緣的匯水溝中；然後在整個場地鋪設中粗砂墊層。縱橫溝是在經平整後的場地上開挖的，縱橫溝的間距為18～24米，深18～24釐米，寬18～24釐米。帶孔濾管的直徑為30～35毫米。整個場地上鋪設的中粗砂墊層的厚度為400毫米；含泥量小於5％；砂墊層寬度在預壓邊界外擴2～3米。在軟土層中所布置豎向排水體，是在地基中插打塑料排水板，其上端留30～40釐米纏於水平帶孔濾管上。在外圍布設的集水井，直徑為1米，深度為1～1.5米；井底設0.3～0.4米厚的沙礫反濾層，預壓開始後，在集水井中安裝離心泵排出集水。回填碎石土的厚度為2～2.5米，最大粒徑不大於3毫米，並按單層1米進行分層碾壓。集水井在強夯過程中和地面建築物施工過程中繼續保留，直至地面建築物施工結束才回填。
本發明的有益效果為軟土處理深度大，工期短，表層回彈模量與強度高，工後沉降小，造價高，表層密實度高和強度大。本發明是一項將低位預壓排水與強夯相結合的軟土地基處理新工法，其預壓排水不同於真空預壓和堆載預壓，其強夯降水不同於真空井點降水強夯和高真空擊密法及低位真空預壓分層擊密法的排水強夯，適用於大面積分期回填土的軟土地基工程。
與現有相關技術相比的效果1)與動力排水固結法相比，具有a.軟土處理深度大；b.集水井在預壓範圍外而便於管理和維護；c.集水井在強夯與地面建築物期可繼續使用；d.施工沉降大，工後沉降小。
2)與高真空擊密法相比，具有a.回填土(或砂)不用插管降水；b.回填料因不插管排水不受粒徑限制；c.可降低深層(8m以下)軟土中的含水量而控制工後沉降為最少；d.排水費用很低；因填土粒徑不限而硬殼層強度更高。
3)與低位真空分層預壓擊密法相比，具有a.無需插管排水而進行強夯；b.回填土(或砂)因不插管排水而不受粒徑限制；c.預壓排水不採用真空泵排水而可大為節省動力費用；d.造價低；e.因填土粒徑不限，可使強夯後的填土強度更高。
4)與堆載預壓相比，具有a.工期短；b.表層回彈模量與強度高；c.工後沉降小。
5)與真空預壓相比，具有a.不用射流泵排水，造價低(＞2/3)；b.表層密實度高和強度大；工後沉降更小。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明
附圖為本發明的一種低位預壓排水強夯法」軟土地基處理工法的標準模式圖。
具體實施例方式附圖描述了本發明的一個實施例。圖中1為分層回填料；2為水平排水管；3為豎向排水體(塑料排水板)；4為強夯；5為土工布；6為中粗砂墊層；7為集水井；8為軟土層；9為硬土層。
採用低位預壓排水強夯法是用來解決低位預壓從下伏軟土排到砂墊層中的地下水；防止因砂墊層中的水未及時排出而在毛細管作用和壓力作用下使填土飽和；使填土在最佳含水量條件下強夯而獲得最大密實度；填土層可快速成為超固結的硬殼層而滿足設計的承載力要求和使下臥軟土滿足工後沉降要求；低位預壓排水可留至地面建築施工時繼續使用，使地面建築施工變為加載預壓過程，從而進一步減少下臥層的工後沉降；本發明對厚填土可不必再設置排水措施而可直接進行強夯，從而既縮短工期、又因填土不受粒徑限制而可就地取材降低造價。
低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法的基本方案是
6)在處理地面回填0.5m的中粗砂墊層，然後插豎向排水體(塑料排水板或砂井)，把塑料排水板上端預留頭(長約0.4m)與埋設在砂墊層中的水平排水管相連；7)在砂墊層上鋪設1～2層土工布(防止填土的粘粒混入砂墊層中)；8)在場地砂墊層外緣設置穿過砂墊層達到下臥軟土中1.0～1.5m深的集水井(井底應設反濾層)收集砂墊層內排水管中的水並用潛水泵排走；9)在砂墊層的土工布上回填土(或砂)，填土厚度及回填速率同於堆載預壓，但在回填過程中應分層碾壓(回填單層厚度＜1m)，回填土總厚度按設計標高加預算施工沉降量。利用回填土荷重為預壓荷載進行預壓，將下伏軟土中的孔隙水通過豎向排水體排至砂墊層中，然後經砂墊層中的排水管匯入集水井而排出，使預壓水位始終低於土工布；10)在預壓過程中進行地基土沉降觀測，當累計沉降量達到預測沉降量的80％左右，最後五次沉降速率均小於2mm/d後停止預壓，按設計參數進行強夯。強夯過程既是對填土密實固結過程，也是藉助強夯的衝擊波荷載促使豎向排水體繼續排水而使軟土進一步排水固結的過程，可使強夯影響深度的軟土固結度達85％以上，從而滿足承載力和工後沉降的要求。
本發明中的豎向排水體插到軟土層底部；集水井深1.0～1.5m，井管採用水泥管；集水井應設置在填土堆載邊界以外不小於5m，用深約20cm的埋管砂溝與砂墊層相連；回填料每層厚度為2～2.5m，下層不含＞0.5cm的粒徑粗粒料，要分層碾壓填料；填料高度及強夯能量按承載力要求而定；預壓時間按沉降觀測的沉降量和S-t沉降曲線確定；集水井數量按1個/5000m2布置，抽水離心泵大小按砂墊層排水量而定。
本發明首先平整場地，以20m間距開挖深20cm、寬20cm縱橫溝，溝中鋪中砂，並埋入帶孔的φ32mmPVC濾管，縱橫臥管相互連通形成水平排水網絡，各管口伸入到預壓邊緣的匯水溝中。整個場地鋪設400mm厚的中粗砂墊層(含泥量小於5％)，砂墊層寬度應在預壓邊界外擴2～3m。
插打塑料排水板，其長度由需處理的軟土層厚度而定，一般應達軟土層底板，上端留30～40cm纏於水平排水PVC管上。
在砂墊層上鋪設2層土工布，以防止上覆填土粘粒堵塞砂墊層。
在砂墊層外圍布設D＝1.0m、h＝1.0～1.5m的集水井，並與預壓區邊緣的匯水溝連通，井底應設0.3～0.4m厚的砂礫石反濾層。預壓開始後，在集水井中安設離心泵排出集水。
按每2500m2一個沉降觀測點的要求布置沉降樁，測定樁位，建立測區沉降觀測網。
回填厚度2.0～2.5m、最大粒徑不大於3mm的碎石土，並按單層1.0m進行分層碾壓。進行預壓，觀測土體沉降量，當沉降量趨於穩定時，進行第二次分層碾壓。加高填土2.0m，填土粒徑可含3～5mm之間的碎石。繼續進行預壓和分次加高填土直到堆載設計標高。
在填土高度達設計標高后恆壓，當S-t曲線完全平穩，最後5次沉降量均≤2mm後停止預壓。
按設計對地基土的密實度和承載力要求，採用合適的夯擊能、夯擊遍數、夯點間距、每夯點擊數進行強夯，並繼續排出集水井中的水。在預壓排水強夯後，如地面標高低於設計標高，則回填土到設計標高進行分層碾壓。經養護期後交工驗收。
在地面建築物施工期如砂墊層中仍有水排出，則集水井繼續作為排水井使用，直到施工結束後回填(如相鄰地塊還需軟地基處理可利用)。
權利要求
1.一種低位預壓排水強夯法」軟土地基處理工法，其特徵是首先在地基表面構築水平排水網絡；其次是在軟土層中布置豎向排水體，並使其插到軟土層底部；然後，在外圍布設集水井，並使之與預壓區邊緣的匯水溝連通；再回填碎石土，並進行分層碾壓。
2.根據權利要求1所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是水平排水網絡的構築過程為首先在地基表面開挖縱橫溝，溝中鋪中砂，並埋入相互連通的帶孔濾管，帶孔濾管的各管口伸入到預壓邊緣的匯水溝中；然後在整個場地鋪設中粗砂墊層。
3.根據權利要求2所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是縱橫溝是在經平整後的場地上開挖的，縱橫溝的間距為18～24米，深18～24釐米，寬18～24釐米。
4.根據權利要求2所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是帶孔濾管的直徑為30～35毫米。
5.根據權利要求2所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是整個場地上鋪設的中粗砂墊層的厚度為400毫米；含泥量小於5％；砂墊層寬度在預壓邊界外擴2～3米。
6.根據權利要求2、3、4或5所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是在軟土層中所布置豎向排水體，是在地基中插打塑料排水板，其上端留30～40釐米纏於水平帶孔濾管上。
7.根據權利要求1、2、3、4或5所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是在外圍布設的集水井，直徑為1米，深度為1～1.5米；井底設0.3～0.4米厚的沙礫反濾層，預壓開始後，在集水井中安裝離心泵排出集水。
8.根據權利要求1、2、3、4或5所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是回填碎石土的厚度為2～2.5米，最大粒徑不大於3毫米，並按單層1米進行分層碾壓。
9.根據權利要求1、2、3、4或5所述的低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是集水井在強夯過程中和地面建築物施工過程中繼續保留，直至地面建築物施工結束才回填。
全文摘要
本發明公開了一種低位預壓排水強夯法軟土地基處理工法，其特徵是首先在地基表面構築水平排水網絡；其次是在軟土層中布置豎向排水體，並使其插到軟土層底部；然後，在外圍布設集水井，並使之與預壓區邊緣的匯水溝連通；再回填碎石土，並進行分層碾壓。其有益效果為軟土處理深度大，工期短，表層回彈模量與強度高，工後沉降小，造價高，表層密實度高和強度大。
文檔編號E02D3/08GK101021068SQ20071002023
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月9日 優先權日2007年3月9日
發明者包國建 申請人:包國建