CN105735075B - 吹填土场地的临时施工路基电渗固化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吹填土场地的临时施工路基电渗固化处理方法。在吹填淤泥土中逐层铺设土工格栅，限制土体的侧向变形，吹填到一定高度后采用电渗法对地基进行快速排水固结。本发明通过采用土工格栅和注浆管合成技术，土工格栅中间隔水平布置注浆管，注浆管和土工格栅一体化制作，在注浆管上有开口方向向下的若干注浆孔间隔布置，固化剂经注浆管和注浆孔从表层向下渗透，可以使得固化剂作用充分发挥。同时固化剂与吹填土反应后还可提高土工格栅的承载能力和抗拉强度，进一步提高路基土的整体性承载力。电渗后期铁管和土体之间产生空隙后，黏土浆液注入注浆铁管并通过注浆孔进入电极和土体之间的空隙中，可以改善电渗效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种地基添加固化剂的处理方法，尤其涉及一种吹填土上临时施工路基处理方法。
背景技术
随着土地资源紧张和沿海开发的加速，围海造地工程越来越广泛。由于河道清淤工程产生大量淤泥土，吹填淤泥土得到大规模的应用。吹填淤泥土的工程性质很差，呈流塑状态，压缩性高、承载力极低并且固结时间长。如果前期不经过处理，工程人员和大型施工机械的根本无法在上面行走，所以吹填后需要对表层进行快速有效的处理来提供机械作业的条件，保证施工进度和工期要求。
目前施工路线主要有以下方法，
第一：根据永久性道路的规划，完成永久性道路的基层作为临时道路使用，最后再铺设路面。这种方法在施工期间给道路做了反复碾压的预处理，有利于减小后期路面沉降。但是在做基层前的施工，也需要对地基土作预处理，才能保证人员和机械在上面安全行走。
第二：抽取淤泥形成吹填土以后自然晾晒，或者铺设土工格栅和编织布然后回填砂。自然晾晒法施工工期长，效率低下，往往难以满足工程工期要求，实际工程中因为淤泥土的呈流塑状态，铺设土工布回填砂法使得大量砂陷入淤泥中，很难形成硬壳层，并且砂的成本比较高，并不适合在工程中大量使用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，综合考虑到吹填土固化剂的优点和电渗法的技术特点，提出一种吹填土场地的临时施工路基电渗固化处理方法，以快速有效的在吹填土上修筑临时施工路基，以满足后续施工和整个工期的要求。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种吹填土场地的临时施工路基电渗固化处理方法，
（1）根据工程情况对场地施工路线进行基本规划，划定路线长度、宽度和延伸方向；
（2）利用浮动平台将带有注浆管的土工格栅铺设在淤泥表层对淤泥土层进行加筋，表层铺设土工布；
（3）按照施工路线的基本规划，利用浮动平台人工在吹填土场地施工路线一侧按照设计间距布设注浆铁管作为阳极，在施工路线另一侧按照设计间距布设注浆铁管作为阴极；
（4）在吹填土场地布设阴极注浆铁管的一侧布设排水总管和抽水设备；
（5）通过第一连接阀门连接灌浆泵和水平注浆导管，并将水平注浆导管和阴极注浆铁管、阳极注浆铁管顶端连接，并通过第二连接阀门连接灌浆泵与土工格栅中的注浆管；
（6）用电缆线分别连接阳极和阴极到程控电源箱；
（7）利用第一连接阀门将水平注浆导管与灌浆泵断开，接通电源进行电渗排水并利用抽水机抽水，此时土工格栅内注浆管没有注入固化剂，发挥水平导水管的作用，有利于水分从阳极汇集到阴极；
（8）电渗处理一段时间后暂时关闭电源，同时开启第一连接阀门和第二连接阀门，利用灌浆泵将固化剂注入阴极注浆铁管、阳极注浆铁管和土工栅格中的水平注浆管中；
（9）固化剂注入一段时间使得阴极和阳极土体附近有足量的固化剂，估算第一连接阀门的固化剂注入量，当达到设计值时关闭第二连接阀门，并同时开通电源进行电渗，此时第二连接阀门持续开通，固化剂通过土工栅格内部注浆管上的空洞均匀的从表层向下渗透并且在电渗力的作用下从临时施工路基一侧向另外一侧移动；
（10）持续电渗和注入固化剂，直至电流降低到阈值以后，停止电渗。
所述步骤（2）的土工格栅中有若干间隔水平布置的注浆管，注浆管和土工格栅一体化制作，在注浆管上有开口方向向下的若干注浆孔间隔布置。
所述步骤（3）中的阴极注浆铁管和阳极注浆铁管垂直于吹填土临时施工路基表面竖向打入土体中，打入深度即临时施工路基处理要求的深度。
所述的阴极注浆铁管和阳极注浆铁管为适合高含水量吹填土的分段电极，顶部为排气段，中部为绝缘段，下部为注浆段，排气段用于排出电极周围电解产生以及固化剂和吹填土反应生成的气体，从而减小电极 与土体接触面上的电阻，提高电渗效率。
所述步骤（5）中的水平注浆导管和阴极注浆铁管及阳极注浆铁管之间采用一体化焊接技术，注浆铁管上开有注浆孔，注浆孔交错布置保证固化剂充分进入吹填土中。
所述步骤（6）中的电源为直流电源，根据施工现场土体性质、黏土浆液浓度，确定采用的电压和电流强度。
所述步骤（8）中首先电渗一段时间以排出吹填土中一部分水，降低其含水率，然后后期注入固化剂达到更好加固效果。
所述步骤（9）中的固化剂为自行研制，利用了碱渣、矿渣、脱硫石膏和工业废渣等。
本发明的优点和效果在于：
第一：通过采用土工格栅和注浆管合成技术，土工格栅中间隔水平布置注浆管，注浆管和土工格栅一体化制作，在注浆管上有开口方向向下的若干注浆孔间隔布置，固化剂经注浆管和注浆孔从表层向下渗透，可以使得固化剂作用充分发挥。同时固化剂与吹填土反应后还可提高土工格栅的承载能力和抗拉强度，进一步提高路基土的整体性承载力。
第二：采用的固化剂为自行研制，固化剂研制方法中充分利用了碱渣、矿渣、脱硫石膏和粉煤灰等工业废弃物，相比其他处理技术极大的节约了成本并有很好的环境效益。
第三：阴极注浆铁管和阳极注浆铁管为适合高含水量吹填土的分段电极，最上端为排气段，中上部为绝缘段，中下部为注浆段。排气段可排出电极周围电解产生以及固化剂和吹填土反应生成的气体，可以减小电极与土体接触面上的电阻，提高电渗效率。吹填土中含水量高，中上部绝缘段可以防止短路现象发生。
第四：与常规电渗法处理吹填土相比，土工格栅增强土体的整体性，固化剂在电渗力的作用下在土体中移动，可以充分混合吹填土和固化剂，使得加固效果大大提高。另外，电渗法也加速了土体中水分的排出，充分满足工期要求。
所述的吹填土场地的临时施工路基电渗固化处理方法施工工期可控，施工后沉降差异小，可操作性强，便于质量控制，固化剂联合注浆式土工格栅电渗处理吹填土效果显著。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的施工场景图；
图2是水平注浆导管和注浆铁管的剖面图；
图3是阳极注浆铁管和阴极注浆铁管的剖面图；
图4是土工格栅和其内置注浆管的剖视图；
图5是土工格栅铺设技术图；
图中：1-吹填土场地，2-阳极注浆铁管，3-阴极注浆铁管，4-抽水机，5-程控电源箱，6-灌浆泵，7-自制固化剂，8-土工格栅，9-注浆管，10-排水总管，11-水平注浆导管，12-注浆孔，13-第一连接阀门,14-第二连接阀门,15-土工布，16-导线连接孔，17-绝缘段，18-固化剂注入孔，19-格栅内置注浆管，51-浮动平台，52-绳子，53-缠绕轴，54-转动把，55-输送轴。
具体实施方式
以下结合附图叙述本发明的具体实施方式。本发明的保护范围不局限于本实施例的描述。
本发明在吹填淤泥土中逐层铺设土工格栅，限制土体的侧向变形，增强土体的整体性，从而提高处理效果。吹填到一定高度后采用电渗法对地基进行快速排水固结，弥补了仅仅使用土工格栅和预压法耗时较长的问题，保障了工期要求。同时阴阳电极采用铁制注浆管，电渗后期铁管和土体之间产生空隙后，将配制好的黏土浆液通过水平注浆导管注入注浆铁管并通过注浆孔进入电极和土体之间的空隙中，可以有效提高电渗后期的有效电势和电流，改善电渗效果。
实施例
如图1-4所示，一种吹填土场地的临时施工路基电渗固化处理方法，主要实施步骤如下：
（1）根据工程情况对场地施工路线进行基本规划，划定路线长度、宽度和延伸方向。
（2）如图5所示，用泡沫、木板绑扎成浮动平台51。在陆地上将带有注浆管的土工格栅8按照设计值分割成宽度等于临时施工路基的宽度的多块，将其展开一端固定在浮动平台51的缠绕轴53上，两边分别用两根绳子52上，另一端在对岸，通过人工拉动绳子52来使得浮动平台51移动，土工格栅8缠在缠绕轴53上，通过摇动转动把54通过输送轴55就可以顺利铺开，然后人工将各块土工格栅进行连接。由于吹填土场地1表层承载力极低，施工人员在其上作业存在潜在危险，所以在表层铺设土工布15也可以起到一定的隔泥和安全防护的作用。其中土工布15的铺设方法和土工格栅8相同。
（3）按照施工路线规划，利用浮动平台51人工在吹填土场地施工路线一侧按照设计间距布设阳极注浆铁管2，在施工路线另一侧按照设计间距布设阴极注浆铁管3，一般间距为0.5m左右，其中阴阳极的绝缘段17顶端在淤泥层表面以上。
（4）在吹填土场地布设阴极注浆铁管3的一侧布设排水总管10和抽水机4。
（5）通过第一连接阀门13连接灌浆泵6和水平注浆导管11，并将水平注浆导管11和阴极注浆铁管3、阳极注浆铁管2顶端连接，并通过第二连接阀门14连接灌浆泵6与土工格栅8中的注浆管19。
（6）通过导线连接孔16将阳极注浆铁管2和阴极注浆铁管3分别连接到程控电源箱5。
（7）利用第一连接阀门13将水平注浆导管11与灌浆泵6断开，接通电源进行电渗排水并利用抽水机4抽水，此时土工格栅内注浆管19没有注入固化剂，可以发挥水平导水管的作用，有利于水分从阳极汇集到阴极。
（8）根据现场吹填土的性质配制合适足量的固化剂，电渗处理一段时间后暂时关闭电源，电渗处理的时间视场地而定，一般为10-20小时左右。同时开启第一连接阀门13和第二连接阀门14，利用灌浆泵6将自制固化剂7注入阴极注浆铁管3、阳极注浆铁管2和土工栅格中的水平注浆管19中。固化剂可自行研制。固化剂研制方法也可以采用发明专利申请“道路工程用脱氯碱渣固化土”（CN 105060828A）的技术方案，充分利用了碱渣、矿渣、脱硫石膏和粉煤灰等工业废弃物，相比其他处理技术极大的节约了成本并有很好的环境效益。
（9）固化剂注入一段时间通过固化剂注入孔18流到电极周围，使得阴极和阳极土体附近有足量的固化剂，估算第一连接阀门13的固化剂注入量，当达到设计值时关闭连接阀门1，并同时开通电源进行电渗。此时第二连接阀门14持续开通，固化剂通过土工栅格8内部注浆管19上的空洞均匀的从表层向下渗透。
（10）固化剂在电渗力的作用下从临时施工路基一侧向另外一侧移动，同时配合土工格栅8中注浆管注射固化剂，可以保证路基下吹填土和固化剂混合均匀，增强路基土强度；同时通过电渗力加速路基间土排水固结，增强路基土强度。
（11）持续电渗和注入自制固化剂7，直至电流降低到阈值以后，停止电渗。
（12）加固后的吹填土路基承载力达到40kPa左右就可以结束，能够承受其他大型施工机械的压力，然后可以采用常规地基加固方法进行整体场地的施工。
作为本发明的优选实施方式，本发明采用的直流电场，根据施工现场土体性质、含水量等特性的不同，确定采用的电压和电流，一般电压大概在 80-200 V 之间，电流在 30-120 A 之间。
作为本发明的优选实施方式，所述电渗电极是垂直于吹填土临时施工路基表面插向打入土体中的，电极所用铁管直径为70mm，具体插入深度就是临时施工路基处理要求的深度。
作为本发明的优选实施方式，所述水平注浆导管和注浆铁管之间采用一体化焊接技术，注浆铁管上开有注浆孔。
作为本发明的优选实施方式，上下相邻注浆孔12的孔口方向相互错开。
综上所述，本发明与既有临时路基施工技术相比有以下的优点和效果：
首先，通过采用土工格栅和注浆管合成技术，土工格栅中间隔水平布置注浆管，注浆管和土工格栅一体化制作，在注浆管上有开口方向向下的若干注浆孔间隔布置，可以使得固化剂作用充分发挥。同时固化剂与吹填土反应后还可提高土工格栅的承载能力和抗拉强度，进一步提高路基土的整体性和承载力。
其次，采用的固化剂为自行研制，固化剂研制方法中充分利用了碱渣、矿渣、脱硫石膏和工业废渣等，相比其他处理技术极大的节约了成本并有很好的环境效益。
再次，阴极注浆铁管和阳极注浆铁管所述电极为适合高含水量吹填土的分段电极，最上端为排气段，中上部为绝缘段，中下部为注浆段。排气段可排出电极周围电解产生以及固化剂和吹填土反应生成的气体，可以减小电极与土体接触面上的电阻，提高电渗效率。吹填土中含水量高，中上部绝缘段可以防止短路现象发生。
与常规电渗法处理吹填土相比，土工格栅增强土体的整体性，固化剂在电渗力的作用下在土体中移动，可以充分混合吹填土和固化剂，使得加固效果大大提高。另外，电渗法也加速了土体中水分的排出，充分满足工期要求。
如上所述仅仅是本发明的一个实施例，但并不限制其本身，任何本领域的研究和工程人员，在不违背本发明精神的情况下，所做的变化和更动，都在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种吹填土场地的临时施工路基电渗固化处理方法，其特征在于，
（1）根据工程情况对场地施工路线进行基本规划，划定路线长度、宽度和延伸方向；
（2）利用浮动平台将带有注浆管的土工格栅铺设在淤泥表层对淤泥土层进行加筋，表层铺设土工布；
（3）按照施工路线的基本规划，利用浮动平台人工在吹填土场地施工路线一侧按照设计间距布设注浆铁管作为阳极，在施工路线另一侧按照设计间距布设注浆铁管作为阴极；
（4）在吹填土场地布设阴极注浆铁管的一侧布设排水总管和抽水设备；
（5）通过第一连接阀门连接灌浆泵和水平注浆导管，并将水平注浆导管和阴极注浆铁管、阳极注浆铁管顶端连接，并通过第二连接阀门连接灌浆泵与土工格栅中的注浆管；
（6）用电缆线分别连接阳极和阴极到程控电源箱；
（7）利用第一连接阀门将水平注浆导管与灌浆泵断开，接通电源进行电渗排水并利用抽水机抽水，此时土工格栅内注浆管没有注入固化剂，发挥水平导水管的作用，有利于水分从阳极汇集到阴极；
（8）电渗处理一段时间后暂时关闭电源，同时开启第一连接阀门和第二连接阀门，利用灌浆泵将固化剂注入阴极注浆铁管、阳极注浆铁管和土工栅格中的水平注浆管中；
（9）固化剂注入一段时间使得阴极和阳极土体附近有足量的固化剂，估算第一连接阀门的固化剂注入量，当达到设计值时关闭第一连接阀门，并同时开通电源进行电渗，此时第二连接阀门持续开通，固化剂通过土工栅格内部注浆管上的空洞均匀的从表层向下渗透并且在电渗力的作用下从临时施工路基一侧向另外一侧移动；
（10）持续电渗和注入固化剂，直至电流降低到阈值以后，停止电渗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）的土工格栅中有若干间隔水平布置的注浆管，注浆管和土工格栅一体化制作，在注浆管上有开口方向向下的间隔布置的若干注浆孔。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的阴极注浆铁管和阳极注浆铁管垂直于吹填土临时施工路基表面竖向打入土体中，打入深度即临时施工路基处理要求的深度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的阴极注浆铁管和阳极注浆铁管为适合高含水量吹填土的分段电极，顶部为排气段，中部为绝缘段，下部为注浆段，排气段用于排出电极周围电解产生以及固化剂和吹填土反应生成的气体，从而减小电极 与土体接触面上的电阻，提高电渗效率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（5）中的水平注浆导管和阴极注浆铁管及阳极注浆铁管之间采用一体化焊接技术，注浆铁管上开有注浆孔，注浆孔交错布置保证固化剂充分进入吹填土中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（6）中的电源为直流电源，根据施工现场土体性质、黏土浆液浓度，确定采用的电压和电流强度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（8）中首先电渗一段时间以排出吹填土中一部分水，降低其含水率，然后后期注入固化剂达到更好加固效果。
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