CN102817354A - 吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法 - Google Patents

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本发明涉及建筑物基础领域，具体为一种吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法。一种吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法，包括：a.吹填分区、b.形成初级排水体系和c.分层分区吹填并加固这三个依次进行的步骤，其特征是：a.吹填分区时，每个吹填单元(11)的面积在20000m2～50000m2；b.形成初级排水体系时，在吹填单元(11)的地面上挖设纵横交错的盲沟(31)，在吹填单元(11)的地面上铺设波纹滤管(32)和排水板(33)；c.分层分区吹填并加固时，逐级完成吹填区域(1)内的吹填，并通过各级排水网络进行加固。本发明施工方便，施工周期短，地基处理效果好，施工成本低。

Description

吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法
技术领域
本发明涉及建筑物基础领域，具体为一种吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法。
背景技术
利用疏浚土体进行吹填造地一方面可以疏浚航道，另一方面又可用做造地材料，故当前采用疏浚软土进行造地的工程越来越多，但疏浚软土造地必然会遇到地基处理问题。
当前对新近疏浚软土这种高含水量、强度几乎为零的土体的处理流程是：在吹填完成后，先晾晒一段时间（通常为1年以上），以使吹填淤泥表层形成一定的强度后，然后铺设荆芭等形成施工垫层，待人与机械可以进场后，开始进行地基处理。地基处理方法主要有排水固结法，如堆载预压法、真空预压法及其相关的变种，如低位真空预压法，无砂垫层真空预压法等，但这些技术通常是要在施工机械能够进场的时候才可使用，而且造价、工期上均不占优，具体而言，传统的排水固结技术存在以下几点不足：1. 施工机械无法进场，由于场地软弱，人都难于进入，再好的地基处理方法也无用武之地；2. 施工周期长，通常晾晒就需要将近1年以上，再加上施工期间的工期，通常至少要达到2年以上，难以达到业主急于用地的迫切要求；3. 造价较为昂贵，通常需要达到300元/米2以上；4. 资源难以配置，通常排水固结法需要砂垫层，但通常情况下吹填淤泥的区域，砂资源非常宝贵，难以满足施工要求，自然处理效果也就大打折扣。
目前已有高真空击密法等新方法问世，虽然用于吹填土也具有显著效果，但仍较难适应粘粒含量过高的疏浚软土。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供施工方便，施工周期短、地基处理效果好的地基处理方法，本发明公开了一种吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法，包括：a. 吹填分区、b.形成初级排水体系和c. 分层分区吹填这三个依次进行的步骤，其特征是：
a. 吹填分区时：将吹填区域划分成若干个吹填单元，每个吹填单元的面积在2万米2～10万米2，各吹填单元之间修筑分隔土堤予以分隔，分隔土堤由推土机推土填筑而成，分隔土堤的土体尽可能采用透水性较差的材料组成，分隔土堤的内侧和外侧分别包裹一层挡水薄膜，分隔土堤的初始高度在1.5m～2.5m，随着吹填高度的增加分隔土堤的高度也随之增加，位于分隔土堤底部的挡水薄膜用土封住，位于分隔土堤上部的挡水薄膜随着分隔土堤的增高而向上翻卷，直至吹填至最终标高，挡水薄膜用于保证分隔土堤不透水，分隔土堤的坡度为0.8～1；
b. 形成初级排水体系时：在吹填单元的地面上挖设纵横交错的盲沟，盲沟的深度在0.5m～1.0m，相邻盲沟的间距在20m～30m，盲沟作为主排水通道，主排水通道延伸至分隔土堤，在盲沟交错形成的每个交点处设置一个集水井，集水井由钢筋笼构成，集水井的外侧面包覆碎石构成的过滤层，在每个集水井中预置一真空射流泵；
在吹填单元的地面上铺设纵横交错的波纹滤管，相邻波纹滤管的间距在10m～15m，波纹滤管作为次排水通道，波纹滤管的管壁上开有渗水孔，波纹滤管的管壁外包覆硬质网，波纹滤管的相交处通过二通弯头、三通接头或四通接头连接；
在吹填单元的地面上水平铺设排水板，相邻排水板的间距在0.5m～1.5m，将排水板和波纹滤管紧密缠绕，形成第一级排水管网；
吹填单元土体中的积水先通过排水板汇集至次排水通道，再汇集至主排水通道，然后通过真空射流泵排出，从而排干各个吹填单元内的积水；
c. 分层分区吹填并加固时：以不超过1.5m的单层淤泥吹填厚度对吹填单元进行第一级吹填，待完成一个吹填单元的第一级吹填后，转至相邻的吹填单元继续吹填，直至将吹填区域内所有的吹填单元全部完成吹填，从而在吹填区域上覆盖吹填层，随即开动真空泵进行低位真空降水预压10d～20d，待吹填层的土表层出现裂缝并达到一定强度后，在吹填层上铺设纵横交错的波纹滤管，相邻波纹滤管的间距在10m～15m，波纹滤管作为吹填层的主排水通道，波纹滤管的管壁上开有渗水孔，波纹滤管的管壁外包覆硬质网，波纹滤管的相交处通过二通弯头、三通接头或四通接头连接，形成第二级排水管网；
第二级排水管网通过集水井和第一级排水管网连接，形成一个立体排水体系；
重复第c步分层分区吹填并加固，每吹填一层即铺设一级排水管网，相邻的排水管网之间通过集水井连接，直至吹填至最终标高，应预留沉降的余量，随后继续抽真空降水预压10d～20d后，垂直插入排水板，在最上一层吹填层上铺设最后一级排水管网，完成立体排水体系的架设，在最上一层吹填层上铺设土工膜进行高位真空预压或真空联合堆载水预压，达到卸载要求后卸载，最后对表面进行低能量强夯或振冲碾压处理使地表承载力达到设计要求。
所述的吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法，其特征是：波纹滤管、排水板、波纹滤管管壁外包覆的硬质网以及连接波纹滤管的二通弯头、三通接头、四通接头都采用聚氯乙烯或聚丙烯制作。
本发明在吹填之前即在场地内预埋地基处理装置，避免吹填之后的施工设备进场问题，吹填过程中即进行地基处理，无疑在工期上、资金上以及处理效果上均是一个很好的选择。
本发明的有益效果是：
1. 本发明能够快速排出吹填淤泥中的孔隙水，缩短地基强度增长的时间，极大地节省工期。本发明所采用的处理方法，关键在于设置了多级低位真空预压排水管网，在整个吹填土区域形成了一个立体的抽气排水体系，缩短了吹填淤泥中孔隙水的排水距离，从而大大缩短了吹填淤泥中水的排出时间，而且第一级排水体系在吹填之前就已经设置完成，进一步缩短了地基处理工期，而且本发明采用分区分层吹填，可以流动作业，区域之间的吹填与后面级别的管网布设有时间上的搭接，不影响工期；
2. 处理效果显著，本发明中通过主、次排水通道进行排水，淤泥中的孔隙水绝对排水路径不超过1m，上部的吹填淤泥层可作为一隔气层，通过抽气可以起到真空负压作用，可以加速孔隙水的排出，孔隙中的水汇集到集水井后，通过真空射流泵排出；
3. 本发明中的集水井插入原地面不小于0.5m，这样可以保持在吹填过程中，即使经过吹填淤泥等的强烈冲刷，集水井不会倾覆，从而保证排水系统的有效畅通。集水井的外部包裹土工布，四周有砂石滤料。集水井可随着场地标高的提升而接长，在进行低位真空预压时，为防真空度损失，集水井的上部及周边的碎石滤层均采用薄膜进行密封，仅露出相应管线。进行高位真空预压时，将集水井拔出；
4. 待一个区域吹填结束后，继续进行低位真空预压，待最表层土体结硬后，铺设最后一级波纹滤管及塑料排水板，形成一类似的砂垫层，然后再竖向插打塑料排水板，再加上原有的各级水平排水、渗水滤管等，形成一个立体的水、气流通体系，真空预压的效果将更为显著。根据现场实况，可在薄膜上进行堆载或堆水进行预压，这样可进一步加快土体的固结。
5. 水平排水板与渗水管直接相连，通过缠绕方式将二者紧密相连，无需采用砂垫层。与砂垫层相比，节约了大量的中粗砂，大大节约了工程造价，特别是在砂资源缺乏的区域，该技术更有很大的优势。而且由于吹填淤泥形成后的地基强度很差，即使铺砂也会沉入淤泥中，造成砂源极大浪费；
6. 材料价格低廉，本发明中的主材为波纹滤管、塑料排水板、集水井和硬质塑料网，这些均为廉价材料，以6m高的吹填土为例，其材料费用不足20元/米2，而且最上部的波纹滤管还可循环利用，本发明中主要的费用为抽气排水所用的电费以及上部堆载所需费用，总费用一般不超过180元人民币/米2，相对于其它地基处理方法，造价上有很大的优势；
7. 适用地基不均匀变形能力强，本发明中主要排水通道为塑料排水板与波纹渗水管，其适应变形能力均很强，渗水管可紧密地套在四通或三通管上，接口处通过拧紧丝口、加管口胶带等办法进行密封，由于以上措施，几乎不会出现排水通道脱节的现象；
8. 防淤堵能力强，通过在排水通道外部包裹土工织物，既能让水、气通过，又能防止细颗粒进入排水通道，塑料排水将两端的滤膜反向包裹，也能防止塑料排水板淤堵，从而保证排水通道的通畅性；
9. 由于吹填土表层强度得到改善，可以在卸载后不久，即可进行低能量强夯或冲击碾压等措施，从而使地基承载力达到设计要求；
10. 安全可靠，由于在吹填之前即将底层排水通道设置，待上部淤泥强度达到一定要求时铺设下一层排水通道，比起吹填土表层为淤泥时，不得不借助泡沫橡皮筏、竹笆和土工织物等来作为承重体时，安全性有了很大的改善；
11. 如原地基存在较厚的淤泥层，可先在原地基内部竖插塑料排水板，利用吹填土作为免费的预压荷载，这样上、下部淤泥可以同时改善，从而达到事半功倍的效果；
12. 可进行雨季施工，雨季时可以在各层吹填土的表面覆盖一层隔水膜，防止雨水深入淤泥内，影响处理效果；
13. 每个集水井中设置一台真空射流泵，排水效率较高，且真空射流泵可循环使用，造价较低。
附图说明
图1是本发明中吹填分区的示意图；
图2是本发明中吹填单元的剖面示意图；
图3是本发明中吹填单元的俯视示意；
图4是本发明中波纹滤管的结构示意图；
图5是本发明中集水井的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法，包括：a. 吹填分区、b. 形成初级排水体系和c. 分层分区吹填并加固这三个依次进行的步骤，具体步骤如下所述：
a. 吹填分区：如图1所示，将吹填区域1划分成若干个吹填单元11，每个吹填单元11的面积在2万米2～10万米2，如图2所示，各吹填单元11之间修筑分隔土堤22予以分隔，分隔土堤22由推土机推土填筑而成，分隔土堤22的土体尽可能采用透水性较差的材料组成，分隔土堤22的内侧和外侧分别包裹一层挡水薄膜221，分隔土堤22的初始高度在1.5m～2.5m，随着吹填高度的增加分隔土堤22的高度也随之增加，位于分隔土堤22底部的挡水薄膜221用土封住，位于分隔土堤22上部的挡水薄膜221随着分隔土堤22的增高而向上翻卷，直至吹填至最终标高，挡水薄膜221用于保证分隔土堤22不透水，分隔土堤22的坡度为0.8～1；
b. 形成初级排水体系：如图2和图3所示，在吹填单元11的地面上挖设纵横交错的盲沟31，盲沟31的深度在0.5m～1.0m，相邻盲沟31的间距在20m～30m，盲沟31作为主排水通道，主排水通道延伸至分隔土堤22，在盲沟31交错形成的每个交点处设置一个集水井4，集水井4如图4所示，由钢筋笼构成，集水井4的外侧面包覆碎石构成的过滤层41，在每个集水井4中预置一真空射流泵5；
在吹填单元11的地面上铺设纵横交错的波纹滤管32，相邻波纹滤管32的间距在10m～15m，波纹滤管32作为次排水通道，波纹滤管32如图5所示，波纹滤管32的管壁上开有渗水孔321，波纹滤管32的管壁外包覆硬质网322，波纹滤管32的相交处通过二通弯头、三通接头或四通接头连接；
在吹填单元11的地面上水平铺设排水板33，相邻排水板33的间距在0.5m～1.5m，将排水板33和波纹滤管32紧密缠绕，形成第一级排水管网；
吹填单元11土体中的积水先通过排水板33汇集至次排水通道，再汇集至主排水通道，然后通过真空射流泵排出，从而排干各个吹填单元11内的积水；
c. 分层分区吹填并加固：以不超过1.5m的单层淤泥6吹填厚度对吹填单元11进行第一级吹填，待完成一个吹填单元11的第一级吹填后，转至相邻的吹填单元11继续吹填，直至将吹填区域1内所有的吹填单元11全部完成吹填，从而在吹填区域1上覆盖吹填层，随即开动真空泵进行低位真空降水预压10d～20d，待吹填层的土表层出现裂缝并达到一定强度后，在吹填层上铺设纵横交错的波纹滤管32，相邻波纹滤管32的间距在10m～15m，波纹滤管32作为吹填层的主排水通道，波纹滤管32的管壁上开有渗水孔，波纹滤管32的管壁外包覆硬质网，波纹滤管32的相交处通过二通弯头、三通接头或四通接头连接，形成第二级排水管网；
第二级排水管网通过集水井4和第一级排水管网连接，形成一个立体排水体系；
重复第c步分层分区吹填并加固，每吹填一层即铺设一级排水管网，相邻的排水管网之间通过集水井4连接，直至吹填至最终标高，应预留沉降的余量，随后继续抽真空降水预压10d～20d后，垂直插入排水板33，在最上一层吹填层上铺设最后一级排水管网，完成立体排水体系的架设，在最上一层吹填层上铺设土工膜进行高位真空预压或真空联合堆载水预压，达到卸载要求后卸载，最后对表面进行低能量强夯或振冲碾压处理使地表承载力达到设计要求。
本实施例中，波纹滤管32、排水板33、波纹滤管32管壁外包覆的硬质网322以及连接波纹滤管32的二通弯头、三通接头、四通接头都采用聚氯乙烯或聚丙烯制作。

Claims (2)

1. 一种吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法，包括：a. 吹填分区、b. 形成初级排水体系和c. 分层分区吹填并加固这三个依次进行的步骤，其特征是：
a. 吹填分区时，吹填区域(1)的外围用围堤(21)围绕，吹填区域(1)内划分成若干个吹填单元(11)，每个吹填单元(11)的面积在20000m2～50000m2，各吹填单元(11)之间修筑分隔土堤(22)予以分隔，分隔土堤(22)的内侧和外侧分别包裹一层挡水薄膜(221)，分隔土堤(22)的初始高度在1.5m～2.5m，随着吹填高度的增加分隔土堤(22)的高度也随之增加，位于分隔土堤(22)底部的挡水薄膜(221)用土封住，位于分隔土堤(22)上部的挡水薄膜(221)随着分隔土堤(22)的增高而向上翻卷，直至吹填至最终标高，分隔土堤(22)的坡度为0.8～1；
b. 形成初级排水体系时，在吹填单元(11)的地面上挖设纵横交错的盲沟(31)，盲沟(31)的深度在0.5m～1.0m，相邻盲沟(31)的间距在20m～30m，盲沟(31)作为主排水通道，主排水通道延伸至分隔土堤(22)，在盲沟(31)交错形成的每个交点处设置一个集水井(4)，集水井(4)由钢筋笼构成，集水井(4)的外侧面包覆碎石构成的过滤层(41)，在每个集水井(4)中预置一真空射流泵(5)；
在吹填单元(11)的地面上铺设纵横交错的波纹滤管(32)，相邻波纹滤管(32)的间距在10m～15m，波纹滤管(32)作为次排水通道，波纹滤管(32)的管壁上开有渗水孔(321)，波纹滤管(32)的管壁外包覆硬质网(322)，波纹滤管(32)的相交处通过二通弯头、三通接头或四通接头连接；
在吹填单元(11)的地面上水平铺设排水板(33)，相邻排水板(33)的间距在0.5m～1.5m，将排水板(33)和波纹滤管(32)紧密缠绕，形成第一级排水管网；
吹填单元(11)土体中的积水先通过排水板(33)汇集至次排水通道，再汇集至主排水通道，然后通过真空射流泵排出，从而排干各个吹填单元(11)内的积水；
c. 分层分区吹填并加固时，以不超过1.5m的单层淤泥吹填厚度对吹填单元(11)进行第一级吹填，待完成一个吹填单元(11)的第一级吹填后，转至相邻的吹填单元(11)继续吹填，直至将吹填区域(1)内所有的吹填单元(11)全部完成吹填，从而在吹填区域(1)上覆盖吹填层，随即开动真空泵进行低位真空降水预压10d～20d后，在吹填层上铺设纵横交错的波纹滤管(32)，相邻波纹滤管(32)的间距在10m～15m，波纹滤管(32)作为吹填层的主排水通道，波纹滤管(32)的管壁上开有渗水孔，波纹滤管(32)的管壁外包覆硬质网，波纹滤管(32)的相交处通过二通弯头、三通接头或四通接头连接，形成第二级排水管网；
第二级排水管网通过集水井(4)和第一级排水管网连接，形成一个立体排水体系；
重复第c步分层分区吹填并加固，每吹填一层即铺设一级排水管网，相邻的排水管网之间通过集水井(4)连接，直至吹填至最终标高，随后继续抽真空降水预压10d～20d后，垂直插入排水板(33)，在最上一层吹填层上铺设最后一级排水管网，完成立体排水体系的架设，在最上一层吹填层上铺设土工膜进行高位真空预压或真空联合堆载水预压，达到卸载要求后卸载，最后对表面进行低能量强夯或振冲碾压处理使地表承载力达到设计要求。
2. 如权利要求1所述的吹填加固并举的疏浚软土地基处理方法，其特征是：波纹滤管(32)、排水板(33)、波纹滤管(32)管壁外包覆的硬质网(322)以及连接波纹滤管(32)的二通弯头、三通接头、四通接头都采用聚氯乙烯或聚丙烯制作。
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