CN104895039A - 饱水软土地基施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饱水软土地基施工方法，包括施工准备阶段、粘土帷幕桩密封墙施工、插排水板、管网铺设和设备安装、挖压膜沟、封膜、预压等步骤。本发明与传统的强夯加固、粉喷桩法等软土地基处理方法相比较，该方法具有生产成本低，加固效果显著、缩短施工工期、节能环保、噪音小等一系列优点。

Description

饱水软土地基施工方法

技术领域

本发明涉及一种软土地基施工方法。

背景技术

饱水软土地基固结度不高、施工周期长、污染环境等一直是软土地基固结度施工中难以解决的问题，成为了影响饱水软土地基使用年限的主要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加固效果显著、缩短施工工期、节能环保、噪音小的饱水软土地基施工方法。

本发明的技术解决方案是：

一种饱水软土地基施工方法，其特征是：包括下列步骤：

（一）施工准备阶段

对于饱水软土地基，必须先做工作垫层，以使加固工作得以进行；

（1）工作垫层

工作垫层由铺荆笆和填干土两道工序组成，做法为：先铺荆笆，选用当年柔韧的荆笆，在饱水软土表面按顺序满铺两层，荆笆的块与块之间搭接200mm，并用14～16#铅丝按500mm间距绑扎牢，层与层之间要错缝；然后填干土，如无干土或遇雨季施工则填山皮土或土石屑，厚度不小于450mm；填土只能由人工用小推车进行；

（2）铺滤水层

滤水层的材料通常用中粗砂，也可用不带利刃的工业废料、液态碴颗粒材料代替，其作用是在土体上表面形成水平排水通道，滤水层厚度为400mm，作业要求表面平整，厚度均匀，厚度误差不大于±20mm；

（二）粘土帷幕桩密封墙施工

（1）粘土帷幕桩密封墙是为了隔断透气透水层，利于密封膜铺设；在地基处理区和非处理区之间存在着像粉砂层这样的透气透水层，这一土层将直接影响真空预压的加固效果，为了提高加固区的效果和工程质量，按设计要求在每个加固区的周边打设一道连续的密封墙来切断透气透水层，从而保证加固区的密封性，确保预压区不透气透水，并为铺膜创造条件；

（2）粘土帷幕桩密封墙的施工工序

定桩位→移机对位→预拌下沉→泥浆制备→至设计的深度→原位旋喷30秒→喷浆搅拌提升→重复喷浆搅拌至设计标高→重复搅拌下沉至桩端→停桩→提升搅拌头至地表→制桩结束移位；

沿真空预压边缘排水板向外挖一个搅拌沟槽，然后由制浆机配制泥浆，通过泥浆泵将泥浆输送到深层搅拌机进行密封墙的施工，密封墙采用4搅2喷法施工；在打设前放样好每个桩位，严格按照桩位打设，在处理区域打设双排搅拌桩，桩径φ600mm，相邻两孔相交0.2m，形成厚度为1.0m的粘土帷幕桩密封墙；

（3）技术指标

设计要求的粘土帷幕桩密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s，对其相应的施工泥浆技术要求：粘土含泥量大于90%；

制造泥浆，首先将制浆机内泵入1 m3的水，再起动制浆机，然后将1.5 m³粘土倒入制浆机内，制成比重为≥1.4t/m3的泥浆，供施工中使用；

（4）粘土桩密封墙控制要点

打入深度，粘土帷幕桩密封墙的数量，下转和提升速度1m/min，喷浆时管道压力0.4～0.6Mpa，钻进、提升时管道压力0.2Mpa，泥浆比重≥1.4t/m³，粘土帷幕桩密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s；

（三）插排水板

（1）插板机的工作原理

插板机是利用沿竖直轨道上下运动的震动锤将穿有塑料排水板的钢套管插入地下，当套管向上拔起时，位于钢管下端的桩靴把排水板留滞在地下，在土体内形成竖向排水通道；

（2）插板机施工顺序

插板前应根据设计要求和地块形状，进行布点平面设计，接近加固区周边的排水板应离开铺膜沟中心线1200～1500mm，门式插板机转向比较困难，因而行走方向应沿地块长方向安排；

（3）排水板位置及深度控制

排水板的平面位置和埋置深度应严格控制，水平间距允许误差不大于±100mm，埋置深度允许误差不大于±300mm；为了防止埋置深度不够，除了要根据土质条件选择合适的桩靴外，操作时应让桩管插够深度后缓缓向上拔管，待确认排水板下端锚固好后再加快拔管速度；

（四）管网铺设和设备安装

滤水管采用?89mm聚氯乙烯硬塑料管制作，在管壁上按每60mm钻一圈?10mm小孔，每圈为6个孔；然后在管表面先裹一层塑料窗纱，再包一层剪去硬皮的棕皮，并用16#铅丝按每100mm一道绑扎牢，也可用加厚无纺布缠裹两层，同样用16#铅丝绑扎，管接头可用配套的塑管接头，也可用胶管接头；安装和绑扎时把绑扎铅丝一顺向下，以防朝上时扎破上面的密封膜；滤水管埋在滤水层的中间，上下厚度均匀；滤水管的间距不大于8m，外侧管距膜沟中心线距离不大于4m；

（五）挖压膜沟

（1）采用人工或机械开挖压膜沟， 压膜沟开挖沿各分区边界进行，其深度必须达到地下粘土层并完全切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求；

（2）压膜沟回填料应为纯粘土，不含杂质，回填时应避免回填料直接撞击密封膜，以免击破漏气；回填时应分层夯实；

（3）挖沟时如有排水板，应沿沟边向上插入砂垫层中，不能剪断，插入量应大于220mm；

（六）密封膜

（1）塑料薄膜及缝合密封膜是采用厚度为0.08～0.10mm的白色聚氯乙烯农用薄膜经热缝合而成；

（2）铺膜

密封膜应该铺三层，铺膜前应先将压膜沟挖好；铺膜应选择无风的好天气，铺膜工作要在白天一次完成，铺膜要集中人力，一块10000m²的地块，铺膜的人数不少于30人；施工人员必须穿无钉软底鞋，在统一组织指挥下进行铺膜作业；铺膜沿着长边的一侧开始，当第一张膜铺开后应组织所有人员一字摆开认真检查塑料膜有无开焊、破孔，并及时修补；第一层膜修补后才能铺第二层、第三层；相邻两层膜的合缝必须错开500mm以上，严禁焊缝重叠；修补孔洞可用小块薄膜，要求用温布将破孔周围和小薄膜擦洗干净，再分别涂刷氯丁胶，待胶干燥后将小块膜粘帖在破孔处，以两层膜间没有气泡即可；大片撕裂处要用热合机缝合。铺膜后应立即填压膜沟，以防遇大风将膜掀坏；

（七）预压

 （1）试抽气

抽气开始时，要把所有的抽气泵都开动，并认真观察真空度的变化，正常情况下，开泵后2～4h，泵口处的真空度就能达到20kPa，此阶段要多安排一些人在地块内和膜沟附近认真巡查，寻找漏气部位，发现一批停泵修理一批，反复寻找，反复修理，直至无漏气点为止；巡查时要特别注意压膜沟有无漏气，如有漏气一定要及时停泵修理，否则会造成膜沟决口，增加修复难度。当膜内真空度达到40kPa时应停泵，进行一次全面检修，检修内容包括：

1）挡水埝和膜内外侧的地面有无裂焊、塌陷，并查明原因进行加固处理；

2）预压区内有无过大的不均匀沉降，如沉降呈塌形时要剪开密封膜用砂子填平；

3）真空表灵敏度是否正常；

4）电器、机械是否完好。

（2）正式抽气

经过检查、修理，再抽气时真空度提高很快，此时观察整个预压区内有无异常，因为随着真空度的提高，一旦发生故障情况比较突然，会造成较大的损坏，而且不易修复；经过24h抽气，如情况正常，便可向埝内灌水，在无外来水源时可用抽出的地下水；覆水要求把所有的塑料膜都浸在水里，如地下水不够也可就近抽海水；

覆水有两个作用，其一是覆水后可以在三层膜间形成很薄的夹水层，增加膜的密封性能；其二是可以防止直接暴晒塑料膜，减缓膜的老化；此外，如遇冬季施工可以起到保温防冻作用。

本发明与传统的强夯加固、粉喷桩法等软土地基处理方法相比较，该方法具有生产成本低，加固效果显著、缩短施工工期、节能环保、噪音小等一系列优点。

本发明施工工艺无需控制加荷速率，可一次加压到设计压力而不需要担心地基失稳，排水固结速度快，有效地节约工期及施工过程中劳动力、施工设备的投入，能有效缩短工期15%左右。

施工使用的机械设备简单且可重复使用，施工过程无需大量的预压材料。降低了施工成本，而且对周边环境无任何污染，更好的适应了国家积极倡导的绿色施工的方针。

饱水软土地基真空压排固结施工可以明显的提高饱水软土地基的固结度，施工效果显著，处理后地基不仅沉降大、均匀而且侧向位移向着预压区中心。处理饱水软土地基固结度均达到92%以上，高于设计要求的80%的标准，有效的确保了工程施工质量。

适用于饱水软土地基或超软地基的加固，一般加固深度达10m。可广泛使用于沿海、大江大河冲积平原、内陆湖泊沉积地区。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

一种饱水软土地基施工方法，包括下列步骤：

（一）施工准备阶段

对于饱水软土地基，必须先做工作垫层，以使加固工作得以进行；

（1）工作垫层

工作垫层由铺荆笆和填干土两道工序组成，做法为：先铺荆笆，选用当年柔韧的荆笆，在饱水软土表面按顺序满铺两层，荆笆的块与块之间搭接200mm，并用14～16#铅丝按500mm间距绑扎牢，层与层之间要错缝；然后填干土，如无干土或遇雨季施工则填山皮土或土石屑，厚度不小于450mm；填土只能由人工用小推车进行；

（2）铺滤水层

滤水层的材料通常用中粗砂，也可用不带利刃的工业废料、液态碴颗粒材料代替，其作用是在土体上表面形成水平排水通道，滤水层厚度为400mm，作业要求表面平整，厚度均匀，厚度误差不大于±20mm；

（二）粘土帷幕桩密封墙施工

（1）粘土帷幕桩密封墙是为了隔断透气透水层，利于密封膜铺设；在地基处理区和非处理区之间存在着像粉砂层这样的透气透水层，这一土层将直接影响真空预压的加固效果，为了提高加固区的效果和工程质量，按设计要求在每个加固区的周边打设一道连续的密封墙来切断透气透水层，从而保证加固区的密封性，确保预压区不透气透水，并为铺膜创造条件；

（2）粘土帷幕桩密封墙的施工工序

定桩位→移机对位→预拌下沉→泥浆制备→至设计的深度→原位旋喷30秒→喷浆搅拌提升→重复喷浆搅拌至设计标高→重复搅拌下沉至桩端→停桩→提升搅拌头至地表→制桩结束移位；

沿真空预压边缘排水板向外挖一个搅拌沟槽，然后由制浆机配制泥浆，通过泥浆泵将泥浆输送到深层搅拌机进行密封墙的施工，密封墙采用4搅2喷法施工；在打设前放样好每个桩位，严格按照桩位打设，在处理区域打设双排搅拌桩，桩径φ600mm，相邻两孔相交0.2m，形成厚度为1.0m的粘土帷幕桩密封墙；

（3）技术指标

设计要求的粘土帷幕桩密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s，对其相应的施工泥浆技术要求：粘土含泥量大于90%；

制造泥浆，首先将制浆机内泵入1 m3的水，再起动制浆机，然后将1.5 m³粘土倒入制浆机内，制成比重为≥1.4t/m3的泥浆，供施工中使用；

（4）粘土桩密封墙控制要点

打入深度，粘土帷幕桩密封墙的数量，下转和提升速度1m/min，喷浆时管道压力0.4～0.6Mpa，钻进、提升时管道压力0.2Mpa，泥浆比重≥1.4t/m³，粘土帷幕桩密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s；

（三）插排水板

（1）插板机的工作原理

插板机是利用沿竖直轨道上下运动的震动锤将穿有塑料排水板的钢套管插入地下，当套管向上拔起时，位于钢管下端的桩靴把排水板留滞在地下，在土体内形成竖向排水通道；

（2）插板机施工顺序

插板前应根据设计要求和地块形状，进行布点平面设计，接近加固区周边的排水板应离开铺膜沟中心线1200～1500mm，门式插板机转向比较困难，因而行走方向应沿地块长方向安排；

（3）排水板位置及深度控制

排水板的平面位置和埋置深度应严格控制，水平间距允许误差不大于±100mm，埋置深度允许误差不大于±300mm；为了防止埋置深度不够，除了要根据土质条件选择合适的桩靴外，操作时应让桩管插够深度后缓缓向上拔管，待确认排水板下端锚固好后再加快拔管速度；

（四）管网铺设和设备安装

滤水管采用?89mm聚氯乙烯硬塑料管制作，在管壁上按每60mm钻一圈?10mm小孔，每圈为6个孔；然后在管表面先裹一层塑料窗纱，再包一层剪去硬皮的棕皮，并用16#铅丝按每100mm一道绑扎牢，也可用加厚无纺布缠裹两层，同样用16#铅丝绑扎，管接头可用配套的塑管接头，也可用胶管接头；安装和绑扎时把绑扎铅丝一顺向下，以防朝上时扎破上面的密封膜；滤水管埋在滤水层的中间，上下厚度均匀；滤水管的间距不大于8m，外侧管距膜沟中心线距离不大于4m；

（五）挖压膜沟

（1）采用人工或机械开挖压膜沟， 压膜沟开挖沿各分区边界进行，其深度必须达到地下粘土层并完全切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求；

（2）压膜沟回填料应为纯粘土，不含杂质，回填时应避免回填料直接撞击密封膜，以免击破漏气；回填时应分层夯实；

（3）挖沟时如有排水板，应沿沟边向上插入砂垫层中，不能剪断，插入量应大于220mm；

（六）密封膜

（1）塑料薄膜及缝合密封膜是采用厚度为0.08～0.10mm的白色聚氯乙烯农用薄膜经热缝合而成；

（2）铺膜

密封膜应该铺三层，铺膜前应先将压膜沟挖好；铺膜应选择无风的好天气，铺膜工作要在白天一次完成，铺膜要集中人力，一块10000m²的地块，铺膜的人数不少于30人；施工人员必须穿无钉软底鞋，在统一组织指挥下进行铺膜作业；铺膜沿着长边的一侧开始，当第一张膜铺开后应组织所有人员一字摆开认真检查塑料膜有无开焊、破孔，并及时修补；第一层膜修补后才能铺第二层、第三层；相邻两层膜的合缝必须错开500mm以上，严禁焊缝重叠；修补孔洞可用小块薄膜，要求用温布将破孔周围和小薄膜擦洗干净，再分别涂刷氯丁胶，待胶干燥后将小块膜粘帖在破孔处，以两层膜间没有气泡即可；大片撕裂处要用热合机缝合。铺膜后应立即填压膜沟，以防遇大风将膜掀坏；

（七）预压

 （1）试抽气

抽气开始时，要把所有的抽气泵都开动，并认真观察真空度的变化，正常情况下，开泵后2～4h，泵口处的真空度就能达到20kPa，此阶段要多安排一些人在地块内和膜沟附近认真巡查，寻找漏气部位，发现一批停泵修理一批，反复寻找，反复修理，直至无漏气点为止；巡查时要特别注意压膜沟有无漏气，如有漏气一定要及时停泵修理，否则会造成膜沟决口，增加修复难度。当膜内真空度达到40kPa时应停泵，进行一次全面检修，检修内容包括：

1）挡水埝和膜内外侧的地面有无裂焊、塌陷，并查明原因进行加固处理；

2）预压区内有无过大的不均匀沉降，如沉降呈塌形时要剪开密封膜用砂子填平；

3）真空表灵敏度是否正常；

4）电器、机械是否完好。

（2）正式抽气

经过检查、修理，再抽气时真空度提高很快，此时观察整个预压区内有无异常，因为随着真空度的提高，一旦发生故障情况比较突然，会造成较大的损坏，而且不易修复；经过24h抽气，如情况正常，便可向埝内灌水，在无外来水源时可用抽出的地下水；覆水要求把所有的塑料膜都浸在水里，如地下水不够也可就近抽海水；

覆水有两个作用，其一是覆水后可以在三层膜间形成很薄的夹水层，增加膜的密封性能；其二是可以防止直接暴晒塑料膜，减缓膜的老化；此外，如遇冬季施工可以起到保温防冻作用。

Claims (1)

1.一种饱水软土地基施工方法，其特征是：包括下列步骤：

（一）施工准备阶段

对于饱水软土地基，必须先做工作垫层，以使加固工作得以进行；

（1）工作垫层

工作垫层由铺荆笆和填干土两道工序组成，做法为：先铺荆笆，选用当年柔韧的荆笆，在饱水软土表面按顺序满铺两层，荆笆的块与块之间搭接200mm，并用14～16#铅丝按500mm间距绑扎牢，层与层之间要错缝；然后填干土，如无干土或遇雨季施工则填山皮土或土石屑，厚度不小于450mm；填土只能由人工用小推车进行；

（2）铺滤水层

滤水层的材料通常用中粗砂，也可用不带利刃的工业废料、液态碴颗粒材料代替，其作用是在土体上表面形成水平排水通道，滤水层厚度为400mm，作业要求表面平整，厚度均匀，厚度误差不大于±20mm；

（二）粘土帷幕桩密封墙施工

（1）粘土帷幕桩密封墙是为了隔断透气透水层，利于密封膜铺设；在地基处理区和非处理区之间存在着像粉砂层这样的透气透水层，这一土层将直接影响真空预压的加固效果，为了提高加固区的效果和工程质量，按设计要求在每个加固区的周边打设一道连续的密封墙来切断透气透水层，从而保证加固区的密封性，确保预压区不透气透水，并为铺膜创造条件；

（2）粘土帷幕桩密封墙的施工工序

定桩位→移机对位→预拌下沉→泥浆制备→至设计的深度→原位旋喷30秒→喷浆搅拌提升→重复喷浆搅拌至设计标高→重复搅拌下沉至桩端→停桩→提升搅拌头至地表→制桩结束移位；

沿真空预压边缘排水板向外挖一个搅拌沟槽，然后由制浆机配制泥浆，通过泥浆泵将泥浆输送到深层搅拌机进行密封墙的施工，密封墙采用4搅2喷法施工；在打设前放样好每个桩位，严格按照桩位打设，在处理区域打设双排搅拌桩，桩径φ600mm，相邻两孔相交0.2m，形成厚度为1.0m的粘土帷幕桩密封墙；

（3）技术指标

设计要求的粘土帷幕桩密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s，对其相应的施工泥浆技术要求：粘土含泥量大于90%；

制造泥浆，首先将制浆机内泵入1 m3的水，再起动制浆机，然后将1.5 m³粘土倒入制浆机内，制成比重为≥1.4t/m3的泥浆，供施工中使用；

（4）粘土桩密封墙控制要点

打入深度，粘土帷幕桩密封墙的数量，下转和提升速度1m/min，喷浆时管道压力0.4～0.6Mpa，钻进、提升时管道压力0.2Mpa，泥浆比重≥1.4t/m³，粘土帷幕桩密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s；

（三）插排水板

（1）插板机的工作原理

插板机是利用沿竖直轨道上下运动的震动锤将穿有塑料排水板的钢套管插入地下，当套管向上拔起时，位于钢管下端的桩靴把排水板留滞在地下，在土体内形成竖向排水通道；

（2）插板机施工顺序

插板前应根据设计要求和地块形状，进行布点平面设计，接近加固区周边的排水板应离开铺膜沟中心线1200～1500mm，门式插板机转向比较困难，因而行走方向应沿地块长方向安排；

（3）排水板位置及深度控制

排水板的平面位置和埋置深度应严格控制，水平间距允许误差不大于±100mm，埋置深度允许误差不大于±300mm；为了防止埋置深度不够，除了要根据土质条件选择合适的桩靴外，操作时应让桩管插够深度后缓缓向上拔管，待确认排水板下端锚固好后再加快拔管速度；

（四）管网铺设和设备安装

滤水管采用?89mm聚氯乙烯硬塑料管制作，在管壁上按每60mm钻一圈?10mm小孔，每圈为6个孔；然后在管表面先裹一层塑料窗纱，再包一层剪去硬皮的棕皮，并用16#铅丝按每100mm一道绑扎牢，也可用加厚无纺布缠裹两层，同样用16#铅丝绑扎，管接头可用配套的塑管接头，也可用胶管接头；安装和绑扎时把绑扎铅丝一顺向下，以防朝上时扎破上面的密封膜；滤水管埋在滤水层的中间，上下厚度均匀；滤水管的间距不大于8m，外侧管距膜沟中心线距离不大于4m；

（五）挖压膜沟

（1）采用人工或机械开挖压膜沟， 压膜沟开挖沿各分区边界进行，其深度必须达到地下粘土层并完全切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求；

（2）压膜沟回填料应为纯粘土，不含杂质，回填时应避免回填料直接撞击密封膜，以免击破漏气；回填时应分层夯实；

（3）挖沟时如有排水板，应沿沟边向上插入砂垫层中，不能剪断，插入量应大于220mm；

（六）密封膜

（1）塑料薄膜及缝合密封膜是采用厚度为0.08～0.10mm的白色聚氯乙烯农用薄膜经热缝合而成；

（2）铺膜

密封膜应该铺三层，铺膜前应先将压膜沟挖好；铺膜应选择无风的好天气，铺膜工作要在白天一次完成，铺膜要集中人力，一块10000m²的地块，铺膜的人数不少于30人；施工人员必须穿无钉软底鞋，在统一组织指挥下进行铺膜作业；铺膜沿着长边的一侧开始，当第一张膜铺开后应组织所有人员一字摆开认真检查塑料膜有无开焊、破孔，并及时修补；第一层膜修补后才能铺第二层、第三层；相邻两层膜的合缝必须错开500mm以上，严禁焊缝重叠；修补孔洞可用小块薄膜，要求用温布将破孔周围和小薄膜擦洗干净，再分别涂刷氯丁胶，待胶干燥后将小块膜粘帖在破孔处，以两层膜间没有气泡即可；大片撕裂处要用热合机缝合。铺膜后应立即填压膜沟，以防遇大风将膜掀坏；

（七）预压

 （1）试抽气

抽气开始时，要把所有的抽气泵都开动，并认真观察真空度的变化，正常情况下，开泵后2～4h，泵口处的真空度就能达到20kPa，此阶段要多安排一些人在地块内和膜沟附近认真巡查，寻找漏气部位，发现一批停泵修理一批，反复寻找，反复修理，直至无漏气点为止；巡查时要特别注意压膜沟有无漏气，如有漏气一定要及时停泵修理，否则会造成膜沟决口，增加修复难度。当膜内真空度达到40kPa时应停泵，进行一次全面检修，检修内容包括：

1）挡水埝和膜内外侧的地面有无裂焊、塌陷，并查明原因进行加固处理；

2）预压区内有无过大的不均匀沉降，如沉降呈塌形时要剪开密封膜用砂子填平；

3）真空表灵敏度是否正常；

4）电器、机械是否完好。

（2）正式抽气

经过检查、修理，再抽气时真空度提高很快，此时观察整个预压区内有无异常，因为随着真空度的提高，一旦发生故障情况比较突然，会造成较大的损坏，而且不易修复；经过24h抽气，如情况正常，便可向埝内灌水，在无外来水源时可用抽出的地下水；覆水要求把所有的塑料膜都浸在水里，如地下水不够也可就近抽海水。