CN105220674A - 深厚软基加固处理方法 - Google Patents

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陈伟东
周琦
杨福麟
陈伟
李榕波
潘晓光
邓伟
袁坤
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CCCC FOURTH HARBOR GEOTECHNICAL ENGINEERING Co Ltd
GUANGZHOU SIHANG MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种深厚软基加固处理方法，其包括以下步骤：对待加固区场地整平后填筑砂垫层，插设竖向排水体，挖密封沟，铺设真空管路及安装抽真空装置，抽真空且当膜下真空度达到80kPa以上并稳定后，在膜上铺设土工布，开始堆载施工；待加固区地基达到控制固结度即60％～80％后，逐级减压直至停止抽真空；真空预压卸载后进行降水施工；强夯；场地整平至交工面标高。本发明是将真空负压、堆载正压和动力荷载的作用相结合，形成静-动力固结复合加固技术。与传统排水固结法相比，可缩短1/3工期，工后沉降可减少30cm以上；与排水固结+复合地基二次处理的方法相比，可节省20％～40％工程造价，软基加固效果更为显著，适于大面积应用推广。

Description

深厚软基加固处理方法
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，具体涉及公路工程桥头路堤路段的软基处理技术。
背景技术
近年我国沿海、沿江地区建设规模大，对建设质量和工期要求高，但该类地区地层一般埋藏着大于10m甚至超过30m的深厚淤泥软土，这类软土天然含水量高，孔隙比大、压缩性高、渗透性小(10-6～10-8cm/s)、抗剪强度及承载力低，同时存在沉降量大，沉降延续时间长及不均匀沉降严重等问题，从而导致地基处理难度加大。特别对于市政道路工程，桥头路堤高度普遍较高，桥头路堤的工后沉降又是非常严格的，为了控制好“桥头跳车”，桥头路堤段的软基处理技术是市政道路工程的重点和难点。
传统的预压方法(真空预压、堆载预压及真空-堆载联合预压)由于存在表层刚度不够、高填料、工期长的缺陷难以在较短时间内完成深厚淤泥的固结，因而不能适应快速建设的需要。
而一般的复合地基加固法(水泥土搅拌桩、刚性桩等)则存在施工难度大、施工要求高、工程造价高以及复合地基桩间土性质得不到明显改善等缺点，与排水固结法相比显得不够经济合理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能节约成本的、有效控制工后沉降的加固深厚淤泥土地基的方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种深厚软基加固处理方法，其包括以下步骤：
(1)对待加固区的地表进行清理及场地整平；
(2)填筑不小于0.4m厚的砂垫层；
(3)插设竖向排水体；
(4)在待加固区的四周挖密封沟；
(5)铺设真空管路，待加固区场地用砂料找平，然后先后铺设膜下土工布和密封膜，密封膜埋入待加固区四周的密封沟内并用粘性土填实；
(6)安装抽真空装置，连接真空管路主管与抽真空装置，开始抽真空，当膜下真空度达到80kPa以上并稳定后，在膜上铺设土工布，开始堆载施工；
(7)待加固区地基达到控制固结度即60％～80％后，逐级减压直至停止抽真空；
(8)真空预压卸载后，在加固区布置井点或排水沟进行降水施工；
(9)强夯加固前，选择有代表性场地进行试夯，强夯施工过程中，按先轻后重，逐级加能，少击多遍，逐级加固原则，逐步提高加固深度；
(10)场地整平至交工面标高。
具体来说，所述步骤2的砂垫层采用细砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5％。
优选地，所述步骤3的竖向排水体选用塑料排水板、砂井或袋装砂井中的一种或几种，排水体的间距根据地基土的固结特性和预定时间内要求达到的控制固结度确定，深度根据预压期需完成的变形量确定，且宜穿透软土层但不应进入下卧透水层。
所述步骤4当待加固区处理深度范围内存在通透砂层时，在待加固区四周设置双排泥浆搅拌桩。
优选地，所述步骤5的真空管路主管及滤管选用UPVC硬塑料管、或软式透水管或塑料盲沟。
所述步骤6中堆载料包括开山土、砂土和石料等，堆载高度H＝h-h0+h1+h2，h交工面高程，h0现地面高程，h1预计固结沉降，h2预估夯沉量。
所述步骤8中井点深度根据降水深度确定，强夯施工前宜将地下水位降至坑底面以下2m；井点计算以水井理论为依据，通过计算单井涌水量确定井点数量和间距，其计算结果宜经现场试验进行修正。
所述步骤9中强夯可采用两遍点夯+一遍普夯，夯击能600～3000kN·m，其中收锤标准可适当调整，以确保土体结构不被破坏。
本发明中的深厚软基是指深度大于10m甚至超过30m的深厚淤泥软土，这类软土天然含水量高，孔隙比大、压缩性高、渗透性小(10-6～10-8cm/s)、抗剪强度及承载力低，同时存在沉降量大，沉降延续时间长及不均匀沉降严重等问题，从而导致地基处理难度加大。本发明将真空负压、堆载正压和动力荷载的作用相结合，形成静-动力固结复合加固技术，对深厚软基进行处理。地基土控制固结度达到60％～80％，即满足后续施工机械设备在其上正常施工所需要的承载力条件；同时，真空预压卸载后，水位以上部分软土层处于非饱和状态，利用已有水平及竖向排水系统促进孔压消散，有效避免了夯击过程中“橡皮土”的出现。其加固效果主要表现在两方面：(1)表层填土：回填土表层土体结构因冲剪破坏而密实，形成超固结的硬壳层，随着能级的增加，硬壳层厚度逐渐增加，不均匀沉降量减小。(2)下卧软土：夯击产生的振动波和冲击波可对软土产生压密与剪切作用。随着动力冲击波次数的增加，超孔隙水压力增加，导致多次土体液化与触变、孔压消散、土体触变恢复及强度增长的反复发生，使土体骨架压缩，密度不断提高，土的强度增大。在静力排水固结的基础上对土体施加动力排水固结，主固结残余沉降量快速完成，次固结沉降得到有效控制。
本发明适用于渗透系数小于10-6cm/s，黏粒含量高或含有机质的深厚软基。与传统排水固结法相比，可缩短1/3工期，工后沉降可减少30cm以上；与排水固结+复合地基二次处理的方法相比，可节省20％～40％工程造价，软基加固效果更为显著，适于大面积应用推广。
附图说明
图1真空堆载预压联合强夯深厚软基加固法剖面示意图。
图中：砂垫层1；竖向排水体2；密封沟3；泥浆搅拌墙4；密封膜5；抽真空装置6；真空管7；膜上土工布8；井点管9；强夯10；分隔围堰11；膜下土工布12；素填土21；淤泥土22；堆载料23。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的真空堆载预压联合强夯深厚软基的加固处理方法的剖面示意图，该法具体实施步骤如下：
(1)对待加固区的地表进行清理及场地整平。
(2)填筑不小于0.4m厚的砂垫层1，砂垫层采用细砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5％。
(3)插设竖向排水体2，竖向排水体可选用塑料排水板、或砂井或袋装砂井等。
(4)在待加固区的四周挖密封沟3，当待加固区处理深度范围内存在通透砂层时，在加固区四周设置双排泥浆搅拌桩4。
(5)铺设真空管路，真空滤管和真空主管均可采用UPVC硬塑料管，滤管外包裹一层无纺土工布。真空管路铺设完后，加固区场地用砂料找平，然后分别铺设1层膜下土工布12和2～3层密封膜5，密封膜埋入加固区四周的密封沟内并用粘性土填实。
(6)安装抽真空装置6，功率不小于7.5KW。连接主管与抽真空装置，开始抽真空。当膜下真空度达到80kPa以上并稳定后，在膜上铺一层土工布8，开始堆载施工。
(7)地基达到控制固结度(60％～80％)后，逐级减压直至停止抽真空。
(8)真空预压卸载后，在加固区布置井点管9进行降水施工，及时排出强夯期间排出的水。
(9)强夯10加固前，选择有代表性场地进行试夯，确定施工参数：强夯初定采用两遍点夯+一遍普夯，夯击能600～3000kN·m，按先轻后重，逐级加能，少击多遍，逐级加固原则，逐步提高加固深度。
(10)场地整平至交工面标高。

Claims (8)

1.一种深厚软基加固处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)对待加固区的地表进行清理及场地整平；
(2)填筑不小于0.4m厚的砂垫层；
(3)插设竖向排水体；
(4)在待加固区的四周挖密封沟；
(5)铺设真空管路，待加固区场地用砂料找平，然后先后铺设膜下土工布和密封膜，密封膜埋入待加固区四周的密封沟内并用粘性土填实；
(6)安装抽真空装置，连接真空管路主管与抽真空装置，开始抽真空，当膜下真空度达到80kPa以上并稳定后，在膜上铺设土工布，开始堆载施工；
(7)待加固区地基达到控制固结度即60％～80％后，逐级减压直至停止抽真空；
(8)真空预压卸载后，在加固区布置井点或排水沟进行降水施工；
(9)强夯加固前，选择有代表性场地进行试夯，强夯施工过程中，按先轻后重，逐级加能，少击多遍，逐级加固原则，逐步提高加固深度；
(10)场地整平至交工面标高。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2的砂垫层采用细砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3的竖向排水体选用塑料排水板、砂井或袋装砂井中的一种或几种，排水体的间距根据地基土的固结特性和预定时间内要求达到的控制固结度确定，深度根据预压期需完成的变形量确定，且宜穿透软土层但不应进入下卧透水层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4当待加固区处理深度范围内存在通透砂层时，在待加固区四周设置双排泥浆搅拌桩。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5的真空管路主管及滤管选用UPVC硬塑料管、或软式透水管或塑料盲沟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤6中堆载料包括开山土、砂土和石料等，堆载高度H＝h-h0+h1+h2，h交工面高程，h0现地面高程，h1预计固结沉降，h2预估夯沉量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤8中井点深度根据降水深度确定，强夯施工前宜将地下水位降至坑底面以下2m；井点计算以水井理论为依据，通过计算单井涌水量确定井点数量和间距，其计算结果宜经现场试验进行修正。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤9中强夯可采用两遍点夯+一遍普夯，夯击能600～3000kN·m，其中收锤标准可适当调整，以确保土体结构不被破坏。
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