CN102127908B

CN102127908B - 一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法

Info

Publication number: CN102127908B
Application number: CN 201110096418
Authority: CN
Inventors: 董志良; 张功新; 林军华; 罗彥; 黄锦雄; 邱青长; 胡继业; 郑新亮; 李松; 乜树强; 冯晓莉
Original assignee: GUANGZHOU SIHANG GEOTECHNICAL ENGINEERING Co Ltd; CCCC Fourth Harbor Engineering Co Ltd; China Harbour Engineering Co Ltd; CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co Ltd; Guangzhou Harbor Engineering Quality Inspection Co Ltd
Current assignee: CCCC Fourth Harbor Engineering Co Ltd; China Harbour Engineering Co Ltd; CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co Ltd; Guangzhou Harbor Engineering Quality Inspection Co Ltd; CCCC National Engineering Research Center of Dredging Technology and Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2031-04-18
Also published as: CN102127908A

Abstract

本发明公开了一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，包括如下步骤：(1)在超软弱土地基上形成快速加固装置，其主要施工步骤如下：(A)在加固区超软弱土地基之上铺设充填袋，把各充填袋拼接成整体，然后往充填袋内以输送设备充入填充料，充填完结束扎紧充填袋并排水密实后在超软弱地基之上形成袋装砂硬壳层；(B)在形成硬壳层的充填袋表面插设竖向塑料排水板；(C)通过波纹管将水平排水管路与抽真空系统连接，形成超软弱土快速加固装置；(2)对所述的快速加固装置进行抽真空；(3)对地基进行整体加固。本发明方法具有以下一些优点：本发明工艺简易，成本低，工期短，施工后差异沉降小，节省后期中粗砂排水垫层铺设的费用。

Description

一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法

技术领域

本发明涉及建筑工程、港口工程、公路工程等固定建筑物的地基处理技术领域，具体涉及超软弱土地基快速加固的工程技术。

背景技术

近年来，围海造地通常结合航道清淤、疏浚工程，采用疏浚土作为围海造陆的填土，通绞吸船等机械吹填至施工场地后，往往在表面形成超软弱土，含水量极高，通常达70％～200％，处于流动状态；而且吹填土以下也广泛分布着深厚的软粘土土层，该土层具有含水量高、压缩性大、强度及承载力低等特点，道路、集装箱堆场以及各种设施的建设都将在这些软土地基上进行，因此在进行任何使用之前必须对地基进行加固处理，才能把围海造陆所得的土地作为建设用地。

此外在河、海滩涂、泥塘等往往由于大面积回填时，形成大面积纳泥区，强度及承载力极低，各种施工设备都将陷入超软弱土之中，无法进行排水砂垫层、塑料排水板或袋装砂井的施工。

针对上述难题，近来年出现了浅表层处理，常见的浅表层处理方法主要有(1)自然晾晒处理，施工效率低，施工工期长；(2)在超软弱土(浮泥～淤泥)上铺设编织布、荆芭和数层土工格栅等施工危险性高，而且形成不均匀地基，工后差异沉降大；(3)浅表层真空预压快速加固法等，加固效果良好，但在经浅表层快速加固处理后，深层软土仍要进行二次处理，成本高，工期长。

公开号为CN1858361，公开日为2006年11月8日，发明名称为“超软弱土快速加固方法及其加固装置”的中国发明专利申请公开了一种超软弱土的快速加固方法，其包括以下步骤：(1)在超软弱土上铺一层或多层格栅，垂直插入长度与超软弱土厚度相当的塑料排水板或袋装砂井，在格栅上铺排水垫层，并在排水垫层中沿水平方向铺滤管，然后覆盖密封膜；形成超软弱土快速加固装置；(2)对步骤(1)形成的超软弱土快速加固装置内的超软弱土层进行7～14天的真空预压；(3)清除步骤(1)铺设的排水垫层，再铺设排水砂垫层，再铺排水砂垫层，然后采用常规的真空预压或堆载预压法对地基进行整体加固。整个超软弱土快速加固装置由密封膜、排水垫层、抽真空滤管、排水板或袋装砂井及格栅层构成。该技术要对超软弱土地基进行两次处理，即第一次超软弱土层进行7～14天的真空预压(深度为与超软弱土厚度相当)，第二次采用常规的真空预压或堆载预压法对地基进行整体加固。且该技术需要在步骤(1)中先铺设一层或多层格栅和排水垫层，在进行7～14天的真空预压；然后再在步骤(3)中清除步骤(1)铺设的排水垫层，然后又铺设排水砂垫层，整个施工过程较为复杂，处理成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种快速、有效解决超软弱地基浅表层和深层一次处理问题，提供一种能极大的节约成本的、应用于表层含超软弱土或吹填淤泥超软弱土，深层有软弱土的地基快速加固处理地基的方法。

本发明的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基技术包括如下步骤：

(1)在超软弱土地基上形成快速加固装置，其主要施工步骤如下：

(A)在加固区超软弱土地基之上铺设充填袋，把各充填袋拼接成整体，位于加固区周边的充填袋边缘与陆上或岸上固定或锚定，然后往充填袋内以输送设备充入粉土、粉细砂、细砂或中粗砂，充填完结束扎紧充填袋并排水后在超软弱地基之上形成袋装砂硬壳层；

(B)在形成硬壳层的充填袋表面利用插板机械插设竖向塑料排水板，布设水平排水系统，水平排水系统由水平排水管路和抽真空系统组成，在加固区表层铺设土工布和密封薄膜；

(C)通过波纹管将水平排水管路与抽真空系统连接，形成超软弱土快速加固装置；

(2)对所述的快速加固装置进行抽真空，利用真空负压对超软弱土地基加固；

(3)对地基进行整体加固。

其中，步骤(1)中的充填袋选用编织布、高强度土工布、土工格栅中的一种或若干种缝制而成，充填袋上均匀布置有若干个充灌口，充填袋内纵向或横向2～3米间距设置有拉筋，加工完成后的充填袋沿长边方向卷叠裹成长条状备用。

所述卷叠成长条状备用的充填袋被置于加固区场地边缘，施工人员将卷好的充填袋以长杆推动，进行铺设展开作业。

具体地来说，所述步骤(1)中的输送设备为砂泵或泥浆泵，泵送充填时须反复多次充填，使充填物中的浆水被压挤出充填袋外，控制充填袋的充填厚度在0.4～0.6m之间。

所述步骤(1)中插设竖向塑料排水板，要求塑料排水板插设深度穿透加固区表层超软土和下卧原状软土层，或达到预定的设计处理深度。

具体地来说，所述水平排水管路可以选用塑料滤管、盲沟、软式透水管中的一种或若干种，外包一层无纺布。

所述水平排水管路可布设在袋装砂垫层内，水平排水管路间距为3～6m；或水平排水管路布设在袋装砂垫层表面，一排竖向排水板对应布设一条水平排水管路，或两排竖向排水板中间布设一条水平排水管路，所述竖向排水板头直接与管路相连接。

如果水平排水管路布设在袋装砂垫层表面，排水板板头与水平排水管路的搭接方式可以为绑扎、缠绕、开槽或打入。该做法更利于真空度传至超软弱地基中，此外，软土固结排水经排水板直接进入滤管，缩短排水距离，同时避免了常规方法水平排水垫层淤塞后造成排水板排水性能无法正常发挥现象。

所述步骤(2)中的抽真空可选用功率为5.5～7.5kw的真空射流泵或潜水泵，按800～1200平方米/套控制。

具体来说，所述步骤(3)中的对地基进行整体加固是指抽真空至满足工后沉降和固结度要求后卸载，或进行真空联合堆载预压地基处理，也可真空卸载后强夯处理。

本发明可实现超软弱土地基浅表层和深层的一次处理。该加固法可直接在超软弱地基上铺设充填袋并填充粉土、粉细砂或细砂，并排水后快速形成硬壳层，以达到可以满足机械在超软弱土地基上进行插板施工的场地条件，插板深度可穿透表层超软土和下卧原状软土层，或达到设计加固深度，有效克服了常规插板施工时必须进行浅表层处理的缺点。

本发明的袋装砂垫层快速加固超软弱土地基技术具有以下一些优点：

(1)在超软弱土地基上，无需进行浅表层预处理，可以直接在超软弱土地基上快速形成硬壳层，速度快，成本低，使插板机械可在超软弱土地基上行走并一次插板深度穿透软土层，满足地基处理深度要求；

(2)利用本发明将水平排水管路可布设在袋装砂垫层内；也可布设于袋装砂垫层之上，间距可以一排排水板布设一条管路，或两排排水板中间布设一条管路，排水板头直接与管路相连接；

(3)本发明可在吹填超软弱土后即时进行加固，工艺简易，成本低，施工工期短；加固强度均匀，施工后差异沉降小，节省后期中粗砂排水垫层铺设的费用，尤其适用于中粗砂源紧缺地区。降低后期各项作用的危险性，并有利于资源和生态环境保护。

附图说明

图1充填袋平面布置图；

图2充填袋剖面图；

图3袋装砂垫层快速加固超软弱土地基技术示意图；

图4采用联合堆载预压法加固软土地基示意图；

图5卸载后采用强夯机械固结软基的示意图；

图中：(1)充填袋；(2)充灌口；(3)充填袋边界；(4)充填袋底层；(5)拉筋；(6)粉土、粉细砂或细砂材料；(7)相邻充填袋连接；(8)密封膜；(9)土工布；(10)水平排水管路；(11)抽真空系统；(12)排水板；(13)堆载预压材料；(14)强夯机械；(15)加固后地表面。

具体实施方式

按以下步骤进行一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基技术施工：

(1)如图1所示，在陆上根据加固区面积大小分块用编织布缝制大充填袋1，充填袋1上均匀布置充灌口2，充填袋内纵向和横向2～3m间距设置拉筋5(见图2)，加工完合后沿长边方向卷叠，裹成长条状。充填袋可选用编织布、高强度土工布、土工格栅等材料的一种或若干种缝制而成。

(2)将充填袋1运至场地，并放置于场地边界，施工人员站在泡沫板上，将卷好的充填袋以长竹竿推动，进行铺设展开作业。相邻充填袋连接7用机缝拼接成整体，充填袋周边与陆上或岸上固定或锚定。

(3)用泵往充填袋内充粉土、粉细砂或细砂6，反复多次充填，以使砂水浆内的水被压挤出充填袋1外，充好后可将充灌口2扎紧扎严，以防外漏跑沙。在充填施工过程中控制充填层厚度在0.4～0.6m之间，

(4)各充填袋充填完毕后，对加固区周边及加固区内进行排水，使充填袋排水密实，提高表面承载力，满足插板机械在其上行走的施工条件。

(5)在充填袋之上进行塑料排水板12插设施工，塑料排水板插设深度一次达到设计处理深度。

(6)塑料排水板12施工完毕后，铺设水平向排水系统，水平排水系统由水平排水管路10和抽真空系统组成。水平排水管路可以选用塑料滤管、盲沟、软式透水管，外包一层无纺布。水平排水管路可布设在袋装砂垫层内；也可布设袋装砂垫层之上，间距可以一排排水板布设一条管路，或两排排水板中间布设一条管路，排水板头直接与管路相连接。抽真空系统可选用功率为5.5～7.5kw的真空射流泵或潜水泵，抽真空系统包括抽真空管路10及连接抽真空管路的抽真空设备11，按800～1200平方米/套控制；在加固区的最上层铺设土工布9和2～3层密封薄膜8。

所形成的快速加固装置如图3所示。

(7)运行抽真空设备11进行抽真空至满足沉降和固结度要求，或进行真空联合堆载预压地基处理(见图4)，或采用强夯机械14进行真空卸载后强夯处理(见图5)。

Claims

1.一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于包括如下步骤：

(A)在加固区超软弱土地基之上铺设充填袋，把各充填袋拼接成整体，位于加固区周边的充填袋边缘与陆上或岸上固定或锚定，然后往充填袋内以输送设备充入粉土、粉细砂、细砂或中粗砂，充填完结束扎紧充填袋并排水密实后在超软弱地基之上形成袋装砂硬壳层；

(3)对地基进行整体加固。

2.根据权利要求1所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的充填袋选用编织布、高强度土工布、土工格栅中的一种或若干种缝制而成，充填袋上均匀布置有若干个充灌口，充填袋内纵向或横向2～3米间距设置有拉筋，加工完成后的充填袋沿长边方向卷叠裹成长条状备用。

3.根据权利要求2所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述卷叠成长条状的备用的充填袋被置于加固区场地边缘，施工人员将卷好的充填袋以长杆推动，进行铺设展开作业。

4.根据权利要求3所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的输送设备为砂泵或泥浆泵，泵送充填时须反复多次充填，使充填物中的浆水被压挤出充填袋外，控制充填袋的充填厚度在0.4～0.6m之间。

5.根据权利要求1所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述步骤(1)中插设竖向塑料排水板，要求塑料排水板插设深度穿透加固区表层超软土和下卧原状软土层，或达到预定的设计处理深度。

6.根据权利要求1所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述水平排水管路选用塑料滤管、盲沟、软式透水管中的一种或若干种，水平排水管路外包一层无纺布。

7.根据权利要求1所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述水平排水管路布设在袋装砂硬壳层内，水平排水管路间距为3～6m；或水平排水管路布设在袋装砂硬壳层表面，一排竖向排水板对应布设一条水平排水管路，或两排竖向排水板中间布设一条水平排水管路，所述竖向排水板头直接与管路相连接。

8.根据权利要求1所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的抽真空选用功率为5.5～7.5kw的真空射流泵或潜水泵，按800～1200平方米/套控制。

9.根据权利要求1所述的一种利用袋装砂垫层快速加固超软弱土地基的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的对地基进行整体加固是指抽真空至地基满足工后沉降和固结度要求后卸载，或进行真空联合堆载预压地基处理，或真空卸载后强夯处理。