CN104746506A - 软土联合预压结构和施工方法 - Google Patents

软土联合预压结构和施工方法 Download PDF

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雷斌
李红波
周曦
李波
于亮
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    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/10Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains

Abstract

本发明涉及土建的技术领域,公开了软土联合预压结构和施工方法,软土联合预压结构,用于为近水陆的软土进行预压处理,包括多个竖直插设于所述软土内的排水板、覆盖于所述软土上端面的隔断层和沿所述隔断层外沿设置的围堰,所述围堰和所述隔断层围合成储水后能对所述软土提供预压力的储水空间,所述隔断层内设有真空管路,所述排水板上端连通至所述真空管路。本发明用水代替土进行预压,不需要专门规划堆叠施工过程,工期短、成本低,施工过程简便,可以改变围堰高度来调整预压力的大小,配合排水板和真空管路对软土进行抽吸,使整个软土预压过程更加快捷。

Description

软土联合预压结构和施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及土建的技术领域,尤其涉及软土联合预压结构和施工方法。
背景技术
[0002] 随着沿海、沿河地区城市建设的高速发展,为了满足日益增长的用地需求,近水陆域的土地利用越来越广泛。近水陆场地多为软土,普遍分布深厚的水陆交互沉积淤泥层,具有高含水量、高压缩性、低强度的特性,需对其进行预压处理后才能适应建筑场地建设条件要求。
[0003] 预压处理的目的主要是提高软土的强度和承载力,减少施工后沉降,为建筑基坑开挖和基础施工提供工程条件。现有技术中的预压处理包括堆载预压法、真空预压法和真空堆载(土)联合预压法。
[0004] 堆载预压法是将排水板插入软土中,在软土地表堆载大于或等于设计荷载的土进行预压,使软土孔隙中的水通过排水板排出地面,促使地基提前固结沉降,以提高地基强度。
[0005] 真空预压法是将排水板插入软土中,然后在地面铺设砂垫层,再覆盖不透气的密封层,然后通过埋设于砂垫层中的真空管网系统将软土内部的空气和水抽出,从而使软土固结。
[0006] 真空堆载(土)联合预压方法将上述两种施工方法整合并同时进行,地基受堆载预压、真空预压同时作用。
[0007] 上述的各中预压处理法中,真空预压法需要较长工期;而堆载预压法和真空堆载(土)联合预压法需要挖掘大量的土方进行堆载,工期长、施工成本高,而且施工需要层叠堆砌土方,施工过程复杂,需要对堆叠施工过程进行专门规划。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供软土联合预压结构和施工方法,旨在解决现有技术中的软土预压工程中,预压效果差和工期长、成本高、施工复杂的问题。
[0009] 本发明是这样实现的,软土联合预压结构,用于为近水陆的软土进行预压处理,包括多个竖直插设于所述软土内的排水板、覆盖于所述软土上端面的隔断层和沿所述隔断层外沿设置的围堰,所述围堰和所述隔断层围合成储水后能对所述软土提供预压力的储水空间,所述隔断层内设有真空管路,所述排水板上端连通至所述真空管路。
[0010] 进一步地,所述隔断层包括层叠设置的密封膜、垫砂层和土工布,所述垫砂层内插设有所述真空管路,所述排水板上端穿过所述土工布,插入所述垫砂层并连通至所述真空管路。
[0011] 进一步地,于所述隔断层边沿,设置有用于封闭所述密封膜边沿的压膜沟,所述围堰设置于所述压膜沟内。
[0012] 进一步地,还包括真空泵,所述真空泵通过抽气管连通至所述真空管路。
[0013] 进一步地,所述围堰下端设有向下延伸的帷幕。
[0014] 进一步地,所述帷幕为双排搅拌桩结构。
[0015] 进一步地,还包括用于将所述软土上端面缺口填补成为平面的吹填砂,所述吹填砂堆设于所述软土缺口与所述帷幕之间,所述隔断层覆盖于所述吹填砂与所述软土上端面。
[0016] 本发明还提供了施工方法,用于为近水陆的软土进行预压处理,包括以下步骤:
[0017] I)在所述软土上铺设用于隔水的隔断层;
[0018] 2)竖直向所述软土内插设多个排水板;
[0019] 3)在所述隔断层内铺设真空管路,并将所述排水板上端连通至所述真空管路;
[0020] 4)在所述隔断层外沿,修筑用于储水的围堰;
[0021] 5)用真空泵将通过真空管路将场地下的水抽出注入围岩内,同时进行抽气预压。
[0022] 6)检测预压结果,预压达标后,排出所述围堰内部水,然后拆除围堰和隔断层。
[0023] 进一步地,在步骤4)之前,还包括以下步骤:
[0024] 沿所述软土层边沿,向下打设双排搅拌桩水泥,形成帷幕。
[0025] 进一步地,所述隔断层包括层叠设置的密封膜、垫砂层和土工布,在步骤3)与步骤4)之间,还包括以下步骤:
[0026] 沿所述隔断层边沿挖设压膜沟,将所述密封膜边沿压入所述压膜沟底部,用黏土填充所述压膜沟,然后夯实。
[0027] 与现有技术相比,本发明中的软土联合预压结构用水代替了土来提供预压力,在施工的过程中,修建完成围堰和隔断层后,直接注入水即可进行预压,预压的效果可以通过改变围堰高度,选择不同深度的水量来进行控制,能容易的达到现有技术中土堆叠预压的标准。配合排水板和真空管路,对软土内部进行抽吸,加快内部排气排水过程,配合水堆叠预压,促进软土的压紧过程。施工中不需要专门规划堆叠过程,工期短,管理简便。近水陆地区水资源丰富,施工成本低。
附图说明
[0028] 图1为本发明实施例提供的软土联合预压结构的结构剖视示意图;
[0029] 图2为图1中A处的局部放大示意图。
具体实施方式
[0030] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0031] 以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。
[0032] 如图1所示,软土联合预压结构1,包括排水板13、隔断层14和围堰11,其中排水板13竖直插入软土 21中,隔断层14铺设在软土 21上端面,围堰11沿隔断层14边沿设置。围堰11和隔断层14围成储水空间,在隔断层14内设有真空管路143,排水板13上端插入真空管路143与其连通,形成排水通道。
[0033] 隔断层14和围堰11都能起到隔断水23的作用,在储水空间内注入水23后,会对隔断层14施加向下的压力,即传递给软土 21的预压力,软土 21受到预压力后,内部压缩,水和空气通过排水板13进入真空管路143排出。为了促进这个过程,真空管路143提供真空抽吸环境,将空气和水23从排水板13排出,配合预压力,联合进行预压处理。
[0034] 与现有技术相比,本实施例中的软土联合预压结构I,直接引水23进入围堰11,用水23代替土施加预压力,免去了挖掘土,层叠堆载等步骤,施工过程简便,工期短。可以设计不同高度的围堰11来调整可存储的水23量,来改变预压力,满足不同的软土 21预压要求。而近水陆地区水23资源丰富,引水23方便,施工成本低。
[0035] 隔断层14的主要起到隔断软土 21层和外界,以及提供真空管路143铺设载体的作用。其设计方式可以有多种,本实施例中的方式如图2所示,隔断层14包括层叠设置的密封膜141、垫砂层142和土工布144,垫砂层142内插设有真空管路143,排水板13上端穿过土工布144,插入垫砂层142并连通至真空管路143。垫砂层142起到真空管路143铺设载体的作用,最下层的土工布144为垫砂层142铺设提供载体,以避免在水23分含量过高的软土 21上垫砂层142容易陷入淤泥的问题。在实际中可以在垫砂层142与密封膜141之间再铺设一层土工布144,以免垫砂层142在铺设中刺破密封膜141。
[0036] 本实施例中的密封膜141为双层,两层膜的合缝不重合,而且铺设第一层后先进行试抽气,检查破损并修补完成后再铺设第二层。为了使密封膜141的边沿不会泄露,沿着隔断层14边沿,挖设有压膜沟,将密封膜141压入压膜沟,压膜前需先在压膜沟内灌水,压膜时先把密封膜141浸入水底,再在密封膜141上压一层黏土 ;当泥浸透后由人工将粘泥踩成泥浆,然后再在压膜沟沟里填黏土,并分层轻轻夯实,填实后,再修筑围堰11即可。
[0037] 如图1所示,本实施例中还设有真空泵111,其通过抽气管1111连通至真空管路143,提供抽气的动力。
[0038] 如图1所示,在实际施工中,在需要预压的施工范围内,软土 21可能存在的缺口,使上端面缺失,不成为平面,使近水陆地区的土地应用受到限制。本实施例中提供吹填砂22,填入缺口后,将施工面补充成为平面,在这个补充成的平面上进前述的预压处理即可。但是这种补充形成的软土 21结构松散,而且容易和相邻区域透气透水,影响最后的预压效果,所以需要沿围堰11的位置向下打设帷幕112,吹填砂22堆设与软土 21和帷幕112之间,能加固预压区域,并且防止预压区域和相邻区域透水透气,增强预压处理效果。这种帷幕112加固方式,也可以应用于虽然不需要吹填砂22填补,但是具有高透水透气性的软土21的预压中,使预压区域形成相对密闭的场地,提高真空抽吸效果。
[0039] 本实施例中的帷幕112为双排搅拌桩结构,搅拌桩为现有成熟技术,可以方便的实现软基加固,提高基础强度。在实际施工中也可以采用其他的方式,例如插入喷注管,灌注高压水泥浆喷射进行加固等方式。
[0040] 本实施例还提供了施工方法,用于为近水陆的软土 21进行预压处理,包括以下步骤:
[0041] I)在软土 21上铺设用于隔水的隔断层14,隔断层14包括密封膜141、垫砂层142和土工布144 ;
[0042] 2)竖直向软土 21内插设多个排水板13,如果软土 21过软无法承载插设排水板13的插板机,在插设前于现在软土 21层上铺设用竹笆支撑的格栅,以提高软土 21上表面承载力;
[0043] 3)在隔断层14的垫砂层142内铺设真空管路143,排水板13上端连通至真空管路 143 ;
[0044] 4)在隔断层14外沿挖设压膜沟,将压膜沟内灌水23,压膜时先把膜浸入水23底,再在膜上压一层黏土,混合成泥浆后,再用黏土填充压膜沟,夯实后在其上端修筑用于储水23的围堰11 ;
[0045] 5)试抽真空,检查隔断层14的密闭性,用真空泵111将通过真空管路1111将场地下的水23抽出注入围堰11内,同时进行抽气预压;
[0046] 6)检测预压结果,预压达标后,排出围堰11内部水23,然后拆除围堰11和隔断层14。
[0047] 本实施例中的施工方式中,用水23代替了土对软土 21进行预压,配合真空管路143和排水板13抽出软土 21内部的气和水23,能高效快速的达到预压要求。施工过程简便,施工成本低,工期短。
[0048] 在透气透水度高的软土 21预压中,可以在步骤4)之前,加入步骤:
[0049] 沿隔断层14边沿,向下打设双排搅拌桩,形成帷幕112。
[0050] 帷幕112能将需要预压的软土 21区域封闭,减少与相邻区域透水透气,提高真空抽吸效果。
[0051] 在施工中,需要确保以下项目数值:
[0052] 1、土工布144采用双排线折叠缝合法缝接,接缝宽度不小于30cm,相邻土工布144之间的搭接长度不小于lm。
[0053] 2、留在软土 21外的排水板13长度不小于30cm,并将其贯入垫砂层142中。
[0054] 3、密封搅拌桩为粘土搅拌桩墙,采用四喷四搅工艺,深度要求搅拌桩至少进入下卧不透水层(淤泥)1.0m。
[0055] 4、压膜沟深入淤泥至少50cm,为了保证密封沟的密封质量,压膜前需先在沟内灌水深200〜300mm。
[0056] 5、铺完密封膜141的第一层膜后检查并修补破口,之后才能铺第二层,相邻两层膜的合缝必须错开500mm以上,严禁接缝重叠。
[0057] 本施工方法与堆载预压法、真空预压法、真空堆载(土)联合预压法等传统软基处理方法相比较,在处理效果、工期、管理、造价等方面具有显著的优势,主要表现在:
[0058] (I)处理效果好。真空预压期间,受真空预压荷载的影响,软土 21产生侧向收缩变形;而在堆水23预压期间,土体受堆载影响,加固土体产生侧向挤出变形,上述两种变形在施工过程中可相互抵消,可使堆载速度加快又不使地基发生剪切破坏,处理效果好。
[0059] (2)工期较短。其预压荷载大,处理工期相对较短,缩短了固结时间。
[0060] (3)施工管理方便。本施工方法采用的堆载材料为抽排水23,可以保护密封膜141免受破损,更大大提高密封膜141的密封性,给现场施工管理带来便利。
[0061] (4)工程造价相对较低。本施工方法用抽排水23做为预压荷载,既提高了处理工效,还可节省其它方法产生的散体材料采购、运输、场内平整等费用,具有显著的技术经济效益。
[0062] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.软土联合预压结构,用于为近水陆的软土进行预压处理,其特征在于,包括多个竖直插设于所述软土内的排水板、覆盖于所述软土上端面的隔断层和沿所述隔断层外沿设置的围堰,所述围堰和所述隔断层围合成储水后能对所述软土提供预压力的储水空间,所述隔断层内设有真空管路,所述排水板上端连通至所述真空管路。
2.如权利要求1所述的软土联合预压结构,其特征在于,所述隔断层包括层叠设置的密封膜、垫砂层和土工布,所述垫砂层内插设有所述真空管路,所述排水板上端穿过所述土工布,插入所述垫砂层并连通至所述真空管路。
3.如权利要求2所述的软土联合预压结构,其特征在于,于所述隔断层边沿,设置有用于封闭所述密封膜边沿的压膜沟,所述围堰设置于所述压膜沟内。
4.如权利要求1至3任一项所述的软土联合预压结构,其特征在于,还包括真空泵,所述真空泵通过抽气管连通至所述真空管路。
5.如权利要求4所述的软土联合预压结构,其特征在于,所述围堰下端设有向下延伸的帷幕。
6.如权利要求4所述的软土联合预压结构,其特征在于,所述帷幕为双排搅拌桩结构。
7.如权利要求6所述的软土联合预压结构,其特征在于,还包括用于将所述软土上端面缺口填补成为平面的吹填砂,所述吹填砂堆设于所述软土缺口与所述帷幕之间,所述隔断层覆盖于所述吹填砂与所述软土上端面。
8.施工方法,用于为近水陆的软土进行预压处理,其特征在于,包括以下步骤: 1)在所述软土上铺设用于隔水的隔断层; 2)竖直向所述软土内插设多个排水板; 3)在所述隔断层内铺设真空管路,并将所述排水板上端连通至所述真空管路; 4)在所述隔断层外沿,修筑用于储水的围堰; 5)用真空泵将通过真空管路将场地下的水抽出注入围堰内,同时进行抽气预压。 6)检测预压结果,预压达标后,排出所述围堰内部水,然后拆除围堰和隔断层。
9.如权利要求8所述的施工方法,其特征在于,在步骤4)之前,还包括以下步骤: 沿所述软土层边沿,向下打设双排搅拌桩水泥,形成帷幕。
10.如权利要求8所述的施工方法,其特征在于,所述隔断层包括层叠设置的密封膜、垫砂层和土工布,在步骤3)与步骤4)之间,还包括以下步骤: 沿所述隔断层边沿挖设压膜沟,将所述密封膜边沿压入所述压膜沟底部,用黏土填充所述压膜沟,然后夯实。
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