CN105019420A - 一种新吹填超软弱土地基一次性深层处理方法 - Google Patents

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鲍树峰
董志良
娄炎
林军华
孙运坚
陈平山
李燕
曹智星
周红星
周琦
唐辉湘
谢荣星
陈朝典
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CCCC FOURTH HARBOR GEOTECHNICAL ENGINEERING Co Ltd
GUANGZHOU SIHANG MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co Ltd
No 2 Engineering Co of CCCC Fourth Harbor Engineering Co Ltd
Guangzhou Harbor Engineering Quality Inspection Co Ltd
Guangzhou Port Group Co Ltd
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Guangzhou Harbor Engineering Quality Inspection Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种新吹填超软弱土地基一次性深层处理方法,其包括以下步骤:(1)形成整体复合式工作垫层;(2)布设真空预压排水系统;(3)布设真空预压密封系统;(4)布设抽真空系统,使之与所述真空预压排水系统通过管路相连,然后进行真空荷载的加载方式。本发明针对新吹填超软弱土地基采用了一种改进的深层处理方法,可以缩短至少60天工期,有效降低了施工成本,且达到良好的地基加固效果。

Description

一种新吹填超软弱土地基一次性深层处理方法
技术领域
本发明涉及地基处理技术领域,具体地说是一种适用于新吹填超软弱土地基的加固技术。
背景技术
近年来,国内掀起了一股围海造陆热潮,以缓解沿海地区经济建设与用地不足的矛盾,如广州、深圳、厦门、天津、连云港、温州、珠海、惠州等沿海地区已经先后开展了大面积的围海造陆工程。
随着开山石、砂料等自然资源的过度开采,现已愈发匮乏,其造价也十分昂贵,而且现今国家对工程建设提出了更高的环保要求,因此,目前围海造陆工程多采用港池航道的疏浚淤泥作为围海造地材料,经水力吹填后形成陆域。新吹填超软弱土,则主要指疏浚淤泥经水力重塑和颗粒重新分选后、自重沉积尚未完成、黏粒和强亲水矿物含量高、结构极松散、含水率极高、处于流动或者悬浮状态的刚吹填形成的软土,其工程特性极差、地基承载力几乎为零,因此,地基处理难度非常大。目前,该类地基主要采用真空预压技术进行二次加固,也即“先采用基于真空预压原理的浅层快速加固技术对新吹填超软弱土地基进行浅层处理,加固时间一般为30~40天,待浅层地基足以作为后续施工设备(如深层插板机等)的工作平台后,再通过常规真空预压技术对新吹填超软弱土地基进行深层处理”,这种二次处理方法是迄今为止性价比最高、应用最为广泛的方法。然而,这种二次处理的方法也仍然存在着施工耗时较长、施工成本较高的缺点。
另外,现行竖向排水体相关性能指标(包括排水性能指标和材料强度指标两方面)与新吹填淤泥固有的工程特性不相适宜、以及目前的真空预压设计时采用过快的真空荷载加载速率而未有效避免“土柱”现象过早的形成,这两方面共同导致了“新吹填超软弱土地基真空预压处理后,土体强度增长有限、有效加固深度小以及承载力仍无法满足建设用地需求”,这也正是“新吹填超软弱土地基需要采用真空预压技术进行二次处理”的另一主要原因。
因此,鉴于沿海地区建设用地日趋紧张的局面,新吹填超软弱土地基实现真空预压技术一次性深层处理就显得尤为迫切,具有深远的意义。
发明内容
本发明的目的是克服新吹填超软弱土地基现有处理技术的不足,提供一种施工工期短、施工效率高、施工成本低、可实现分级真空预压、地基加固效果好、尤其适用于围海造陆形成的新吹填超软弱地基的加固技术。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种新吹填超软弱土地基一次性深层处理方法,其包括以下步骤:
(1)形成整体复合式工作垫层
所述整体复合式工作垫层包括袋装填充层以及覆盖于袋装填充层之上的由土工格栅及由中粗、中细或粉细砂垫层组成的表面垫层;
所述袋装填充层采用上下两层土工合成材料缝制成充填砂袋,多个充填砂袋分别从纵向和横向序贯连接拼接成整体;上下两层土工合成材料之间间隔均匀地设置多个纵向分隔壁以将充填砂袋内腔分隔成多个纵向隔仓;在上层土工材料表面间隔均匀地设置多个充填袖口;在充填砂袋周边均匀设置多个拉环;
加工完成后的充填砂袋沿纵向卷/叠/裹成长条状有序地放置在加固区边界上;
施工人员借助浮式平台将卷好的充填砂袋以长杆推动,使其在加固区域表面铺开,然后将充填砂袋周边的拉环在陆上或岸上固定或锚定;
向充填砂袋内输送充填料,形成袋装填充层;
在所述形成的袋装填充层表面铺设一层土工格栅,然后分层吹填或铺设中粗、中细或粉细砂垫层;
(2)布设真空预压排水系统
所述真空预压排水系统由水平排水管路和竖向排水体组成,两者之间通过连接头连接;
(3)布设真空预压密封系统
所述真空预压密封系统由二层或二层以上密封膜形成的面层密封系统和由淤泥搅拌墙构成的侧向密封系统;
(4)布设抽真空系统,使之与所述真空预压排水系统通过管路相连,然后进行真空荷载的加载方式。
优选地,所述的整体复合式工作垫层还包括布设于待处理超软弱土地基表面的底层编织布及设置于底层编织布之上的竹栅垫层,所述袋装填充层设置于竹栅垫层之上。
优选地,所述袋装填充层厚度为0.4m~0.6m,填充有粉土、或粉细砂、或细砂,是通过砂泵或泥浆泵向充填袋内输送充填,充填后待其排水密实后扎紧充填袖口。
优选地,上层土工材料表面纵向间隔均匀地设置有多条与纵向长度相等的长加筋带、同时横向间隔均匀地设置有多条与横向长度相等的短加筋带。
优选地,所述步骤(4)真空荷载的加载方式为分级真空荷载加载,具体来说包括如下阶段:
0kPa-40kPa的低真空荷载阶段,直至该阶段地基的出水量趋于稳定;
40kPa-60kPa的中等真空荷载阶段,直至该阶段地基的出水量趋于稳定;
60kPa-90kPa的高真空荷载阶段。
本发明针对新吹填超软弱土地基采用了一种改进的深层处理方法,可以缩短至少60天工期,有效降低了施工成本,且达到良好的地基加固效果。
附图说明
图1为整体复合式工作垫层的袋装填充层的平面示意图。
图中:1-土工合成材料;2-分隔壁;3-长加筋带;4-短加筋带;5-充填袖口;6-拉环。
图2为新吹填超软弱土地基一次性深层处理的施工断面示意图。
图中:7-新吹填超软弱土地基;8-编织土工布;9-竹栅;10-袋装填充层;11-土工格栅;12-砂垫层;13-水平排水管路;14-连接接头;15-竖向排水体;16-密封膜;17-淤泥搅拌墙;18-抽真空系统;19-真空压力调控阀门。
具体实施方式:
以下仅为本发明的实施范例,不能以此限定本发明的范围。即但凡依本发明申请专利范围所作的非实质性变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
一种新吹填超软弱土地基一次性深层处理方法,其包括以下步骤:
(1)形成整体复合式工作垫层
在新吹填超软弱土地基7表面形成整体复合式工作垫层由底面垫层、位于中间的袋装填充层以及覆盖于袋装填充层之上的表面垫层组成,表面垫层由土工格栅11及由中粗、中细或粉细砂垫层组成。
所述的底面垫层由一层或若干层编织土工布8和铺设于其上的均匀间隔的竹栅9组成。当新吹填超软弱土的含水率不超过150%时,可考虑取消底面垫层的铺设。
如图1所示,所述袋装填充层采用上下两层土工合成材料1缝制成充填砂袋,多个充填砂袋分别从纵向和横向序贯连接拼接成整体。土工合成材料可以是高强度加筋型式的编织土工布、机织布、针织复合模袋或者其它高强度和透水性能好的土工合成材料。
上层土工材料表面在纵向方向间隔均匀地设置有多条与纵向长度相等的长加筋带3、同时在横向方向间隔均匀地设置有多条与横向长度相等的短加筋带4;上下两层土工合成材料之间间隔均匀地设置多个纵向分隔壁2,从而将形成于上、下两层土工合成材料之间的充填砂袋内腔分隔成多个纵向隔仓。分隔壁间距大约为6m,具体可根据工程实际情况进行调整。
在上层土工材料表面间隔均匀地设置多个充填袖口5。袖口材料同充填袋,袖口长度为30~50cm、直径为30cm,间距可为6m,具体可根据工程实际情况进行调整。
在充填砂袋周边均匀设置多个拉环6,以便固定或锚定。
加工完成后的充填砂袋沿纵向卷/叠/裹成长条状有序地放置在加固区边界上。
施工人员借助塑料泡沫板形成的浮式平台将卷好的充填砂袋以长杆推动,使其在新吹填超软弱土地基7加固区域表面铺开,然后将充填砂袋周边的拉环6在陆上或岸上固定或锚定。
向充填砂袋内输送充填料:可为粉土、粉细砂、或细砂,形成袋装填充层,可先充填四周的充填砂袋,然后沿铺设方向依次进行充填施工。充填压力以充填袋不发生爆裂为原则进行控制,确保袋体在充填过程中的均匀性,充填至厚度为0.4m~0.6m,并预留足够的时间使其充分排水密实,最后扎紧充填袖口。
在所述形成的袋装填充层表面铺设一层土工格栅11,然后分层吹填或铺设中粗、中细或粉细砂垫层12;中细或粉细砂垫层厚度不小于0.6m,采用中细或粉细砂,其级配良好、无杂质,且含泥量不大于10%,渗透系数不小于1×10-3cm/s;中粗砂垫层厚度不小于0.4m,采用中、粗砂,其级配良好、无杂质,且含泥量不大于5%,渗透系数不小于5×10-3cm/s。采用吹填方式时,需填筑分隔子堰进行围闭。从而形成整体复合式工作垫层。
(2)布设真空预压排水系统
利用插板机按一定插设间距和插设深度施工竖向排水体15,布设水平排水管路13,然后将竖向排水体15和水平排水管路13通过连接接头14连接。
(3)布设真空预压密封系统
密封系统由面层密封系统(二层以上密封膜16)和侧向密封系统(淤泥搅拌墙17)组成。施工淤泥搅拌墙17,铺设密封膜16,并将密封膜16插入淤泥搅拌墙17中一定深度。
(4)布设抽真空系统,并与真空预压排水系统相连,安装真空压力调控阀门19,进行分级抽真空施工。
所述的抽真空系统为功率为5.5~7.5kw的真空射流泵或潜水泵,可通过安装于真空泵上的真空压力调控阀门19实现分级提供真空荷载的加载方式。
具体来说,包括如下阶段:
(1)0kPa-40kPa的低真空荷载阶段,直至该阶段地基的出水量趋于稳定;
(2)40kPa-60kPa的中等真空荷载阶段,直至该阶段地基的出水量趋于稳定;
(3)60kPa-90kPa的高真空荷载阶段。

Claims (5)

1.一种新吹填超软弱土地基一次性深层处理方法,其特征在于包括以下步骤:(1)形成整体复合式工作垫层
所述整体复合式工作垫层包括袋装填充层以及覆盖于袋装填充层之上的由土工格栅及由中粗、中细或粉细砂垫层组成的表面垫层;
所述袋装填充层采用上下两层土工合成材料缝制成充填砂袋,多个充填砂袋分别从纵向和横向序贯连接拼接成整体;上下两层土工合成材料之间间隔均匀地设置多个纵向分隔壁以将充填砂袋内腔分隔成多个纵向隔仓;在上层土工材料表面间隔均匀地设置多个充填袖口;在充填砂袋周边均匀设置多个拉环;
加工完成后的充填砂袋沿纵向卷/叠/裹成长条状有序地放置在加固区边界上;
施工人员借助浮式平台将卷好的充填砂袋以长杆推动,使其在加固区域表面铺开,然后将充填砂袋周边的拉环在陆上或岸上固定或锚定;
向充填砂袋内输送充填料,形成袋装填充层;
在所述形成的袋装填充层表面铺设一层土工格栅,然后分层吹填或铺设中粗、中细或粉细砂垫层;
(2)布设真空预压排水系统
所述真空预压排水系统由水平排水管路和竖向排水体组成,两者之间通过连接头连接;
(3)布设真空预压密封系统
所述真空预压密封系统由二层或二层以上密封膜形成的面层密封系统和由淤泥搅拌墙构成的侧向密封系统;
(4)布设抽真空系统,使之与所述真空预压排水系统通过管路相连,然后进行真空荷载的加载方式。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的整体复合式工作垫层还包括布设于待处理超软弱土地基表面的底层编织布及设置于底层编织布之上的竹栅垫层,所述袋装填充层设置于竹栅垫层之上。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述袋装填充层厚度为0.4m~0.6m,填充有粉土、或粉细砂、或细砂,是通过砂泵或泥浆泵向充填袋内输送充填,充填后待其排水密实后扎紧充填袖口。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上层土工材料表面纵向间隔均匀地设置有多条与纵向长度相等的长加筋带、同时横向间隔均匀地设置有多条与横向长度相等的短加筋带。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(4)真空荷载的加载方式为分级真空荷载加载,具体来说包括如下阶段:
0kPa-40kPa的低真空荷载阶段,直至该阶段地基的出水量趋于稳定;
40kPa-60kPa的中等真空荷载阶段,直至该阶段地基的出水量趋于稳定;
60kPa-90kPa的高真空荷载阶段。
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