CN107460866A - 一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法 - Google Patents

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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Abstract

本发明公开了一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法，先使用浅层固化的方法对上部泥浆层进行固化处理，使其形成坚硬固化层；然后在上部固化层上按设计挖孔，利用高含水率泥浆的良好流动性，使泥浆在固化层的自重压力挤压作用下由形成的孔道溢出于固化层表面，而原先形成的固化层也随之下沉；待溢出泥浆达到一定深度，再对溢出泥浆进行固化、挖孔，使新的固化层下沉并挤压出其下部泥浆，如此循环操作，直至所有泥浆完成固化处理。本发明原位处理泥浆，解决了因场地条件限制不能清除外运处理泥浆的难题，同时节省了挖掘、运输和堆放泥浆的费用，避免了在此过程中对环境造成破坏；只需在表面进行固化处理，施工快捷方便，缩短工期，降低工程造价。

Description

一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，尤其是一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法。
背景技术
改革开放以来，国家经济迅猛发展，建筑用砂量巨增，在城郊形成大量采砂坑。由于行业监管等原因，很多采砂后遗留下的砂坑未能及时回填，且城市工程建设产生的施工泥浆倾倒于砂坑中，形成深大泥浆坑。随着城市化进程加快，城市郊区纷纷被划为开发区域，而规划道路或建筑往往需要通过这些泥浆坑，因此，必须对采砂坑内的深厚泥浆进行处理。由于经济、环境等客观条件的限制，施工泥浆往往无外运处理条件，必须采取原位方式进行处置。
针对砂坑内深大施工泥浆可能的处理方法有浅层固化法、复合地基法、桩基础等。目前浅层固化技术最大处理深度一般为5m，而深大泥浆层深度往往在10m以上，浅层固化后，固化层下泥浆层的存在使得其不能满足上部构筑物的承载力和沉降要求。由于泥浆含水量高，流动性大，力学性质极差，不能提供形成复合地基所需要的条件，故复合地基法也不适用于处理深大泥浆。如果使用刚性桩穿透泥浆坑，以坚硬土层作为持力层，可以处理深大施工泥浆，但造价高。因此目前尚无经济有效的方法处理深大施工泥浆坑。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法，能够经济、高效的解决深大泥浆坑的处理问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法，包括如下步骤：
(1)使用浅层固化强力搅拌系统，采用垂直上下搅拌的方式对泥浆坑内表层泥浆进行就地固化处理，形成固化层Ⅰ；
(2)待固化层Ⅰ达到一定强度后，使用挖掘机挖掘贯穿固化层Ⅰ的矩形孔洞，孔洞面积为2～4m2，使固化层Ⅰ在自重作用下自由下沉并挤压下部泥浆，下部泥浆则经由孔洞溢出于固化层Ⅰ上，形成泥浆层Ⅰ；挖掘孔洞的同时，在每个孔洞附近竖直埋设一根绘有刻度线长度大于5m的标杆，并每隔一个小时记录一次溢出泥浆表面在标杆上的读数；
(3)待泥浆层Ⅰ深度达到3～4m时，拔除埋设在固化层Ⅰ上的标杆，对泥浆层Ⅰ进行步骤(1)和步骤(2)的处理，形成固化层Ⅱ和泥浆层Ⅱ；
(4)重复步骤(1)～步骤(3)，直至完成对全部泥浆的固化处理。
优选的，步骤(1)中，泥浆坑内泥浆含水率大于80％。
优选的，步骤(1)中，对泥浆就地固化处理深度最大为3m。
优选的，步骤(2)中，每80～100m2挖掘一个孔洞，挖掘出的固化土平铺在固化层表面。
优选的，步骤(3)中泥浆层的厚度至少比下一次固化层的厚度大0.5m，但不超过1m；最后一层泥浆层厚度等于最后一次固化层厚度。
优选的，步骤(4)中，相邻两个固化层挖掘孔洞的位置相互错开。
优选的，步骤(4)中，标杆上的读数几乎不再发生变化或稳定不变时，则完成对全部泥浆的固化处理。
本发明的有益效果为：(1)原位处理泥浆，解决了因场地条件限制不能清除外运处理泥浆的难题，同时节省了挖掘、运输和堆放泥浆的费用，避免了在此过程中对环境造成破坏；(2)利用深大泥浆的良好流动性，将下部泥浆挤压排出于场地表面，故只需在表面进行固化处理，施工快捷方便，缩短工期，降低工程造价。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为本发明固化层上孔洞的布置方案示意图。
图3为本发明的实施例1的现场图。
图4为本发明的实施例2的现场图。
其中，1、固化层Ⅰ；2、泥浆层Ⅰ；3、泥浆层Ⅱ；4、固化层Ⅱ；5、最后一层固化层；6、绘有刻度线的标杆；7、孔洞。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法，包括如下步骤：
(1)使用浅层固化强力搅拌系统，采用垂直上下搅拌的方式对泥浆坑内表层泥浆进行就地固化处理，形成固化层Ⅰ；
(2)待固化层Ⅰ达到一定强度后，使用挖掘机挖掘贯穿固化层Ⅰ的矩形孔洞，孔洞面积为2～4m2，使固化层Ⅰ在自重作用下自由下沉并挤压下部泥浆，下部泥浆则经由孔洞溢出于固化层Ⅰ上，形成泥浆层Ⅰ；挖掘孔洞的同时，在每个孔洞附近竖直埋设一根绘有刻度线长度大于5m的标杆，并每隔一个小时记录一次溢出泥浆表面在标杆上的读数；
(3)待泥浆层Ⅰ深度达到3～4m时，拔除埋设在固化层Ⅰ上的标杆，对泥浆层Ⅰ进行步骤(1)和步骤(2)的处理，形成固化层Ⅱ和泥浆层Ⅱ；
(4)重复步骤(1)～步骤(3)，直至完成对全部泥浆的固化处理。
实施例1：
如现场图3所示，某沙坑面积45311m2，坑浮泥厚度约为10m。该浮泥呈灰黄色，为施工或洗砂形成的泥水混合物，呈悬浮状，含有机质，堆填时间小于5年，土质不均匀。工程地质性质极差，承载力基本为零。
处理步骤如下：
步骤一，使用强力搅拌系统，采用垂直上下搅拌的方式对泥浆坑内表层泥浆进行就地固化处理，形成固化层Ⅰ，厚度为3m；
步骤二，待固化层Ⅰ达到一定强度后，使用挖掘机挖掘贯穿固化层Ⅰ的矩形孔洞，孔洞面积为2～4m2，使固化层Ⅰ在自重作用下自由下沉并挤压下部泥浆，下部泥浆则经由孔洞溢出于固化层Ⅰ上，即场地表面上，形成泥浆层Ⅰ。
挖掘孔洞的同时，在每个孔洞附近竖直埋设一根绘有刻度线长度大于5m的标杆，并每隔一个小时记录一次溢出泥浆表面在标杆上的读数。
步骤三，待泥浆层Ⅰ深度达到3m时，拔除埋设在固化层Ⅰ上的标杆，并对泥浆层Ⅰ进行步骤一、二的处理，形成固化层Ⅱ和泥浆层Ⅱ，固化层Ⅱ厚度为2m，泥浆层Ⅱ厚度为2.5m。
固化层Ⅱ和固化层Ⅰ上的孔洞挖掘位置错开，防止两个固化层上的孔洞相互贯通；
步骤四，重复步骤一～三两次，形成固化层Ⅲ、Ⅳ和泥浆层Ⅲ，即可完成对全部浮泥的处理。其中固化层Ⅲ厚度为2m，泥浆层Ⅲ和固化层Ⅳ厚度为3m。
相邻固化层之间孔洞挖掘位置相互错开，防止相邻固化层上的孔洞相互贯通。固化层Ⅳ(最后一层固化层)不挖掘孔洞。
实施例2：
如现场图4所示，某沙坑内填满施工废弃泥浆，面积为49013m2，水位基本与淤泥齐平，淤泥厚度15m，该淤泥呈灰色，流塑状，含有机质，为人工排放的浮泥经一段时间固结形成，堆填时间约5～10年，土质不均匀，流塑状，系高压缩性土，工程性质极差。
处理步骤如下：
步骤一，使用强力搅拌系统，采用垂直上下搅拌的方式对泥浆坑内表层泥浆进行就地固化处理，形成固化层Ⅰ，其厚度为3m。
步骤二，待固化层Ⅰ达到一定强度后，使用挖掘机挖掘贯穿固化层Ⅰ的矩形孔洞，孔洞面积为2～4m2，使固化层Ⅰ在自重作用下自由下沉并挤压下部泥浆，下部泥浆则经由孔洞溢出于固化层Ⅰ上，即场地表面上，形成泥浆层Ⅰ。
挖掘孔洞的同时，在每个孔洞附近竖直埋设一根绘有刻度线长度大于5m的标杆，并每隔一个小时记录一次溢出泥浆表面在标杆上的读数。
步骤三，待泥浆层Ⅰ深度达到4m时，拔除埋设在固化层Ⅰ上的标杆，并对泥浆层Ⅰ进行步骤一、二的处理，形成固化层Ⅱ和泥浆层Ⅱ，固化层Ⅱ厚度为3m，泥浆层Ⅱ厚度为4m。
固化层Ⅱ和固化层Ⅰ上的孔洞挖掘位置错开，防止两个固化层上的孔洞相互贯通；
步骤四，重复步骤一～三四次，每次的泥浆层厚度均为4m(最后一次的是3m)，固化层厚度均为3m，即可完成对全部淤泥的处理。
相邻固化层之间孔洞挖掘位置相互错开，防止相邻固化层上的孔洞相互贯通。固化层Ⅴ(最后一层固化层)不挖掘孔洞。
本发明的目的是提供一种经济有效的方法以处理深大泥浆坑，该方法的思路是先使用浅层固化的方法对上部泥浆层进行固化处理，使其形成坚硬固化层；然后在上部固化层上按设计挖孔，利用高含水率泥浆的良好流动性，使泥浆在固化层的自重压力挤压作用下由形成的孔道溢出于固化层表面，而原先形成的固化层也随之下沉；待溢出泥浆达到一定深度，再对溢出泥浆进行固化、挖孔，使新的固化层下沉并挤压出其下部泥浆，如此循环操作，直至所有泥浆完成固化处理。
本发明的意义在于，解决了因场地条件限制等原因，现有方法不能解决的深大泥浆坑处理问题，且该法施工方便快捷，经济有效。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (7)

1.一种深大泥浆坑原位分步固化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)使用浅层固化强力搅拌系统，采用垂直上下搅拌的方式对泥浆坑内表层泥浆进行就地固化处理，形成固化层Ⅰ；
(2)待固化层Ⅰ达到一定强度后，使用挖掘机挖掘贯穿固化层Ⅰ的矩形孔洞，孔洞面积为2～4m2，使固化层Ⅰ在自重作用下自由下沉并挤压下部泥浆，下部泥浆则经由孔洞溢出于固化层Ⅰ上，形成泥浆层Ⅰ；挖掘孔洞的同时，在每个孔洞附近竖直埋设一根绘有刻度线长度大于5m的标杆，并每隔一个小时记录一次溢出泥浆表面在标杆上的读数；
(3)待泥浆层Ⅰ深度达到3～4m时，拔除埋设在固化层Ⅰ上的标杆，对泥浆层Ⅰ进行步骤(1)和步骤(2)的处理，形成固化层Ⅱ和泥浆层Ⅱ；
(4)重复步骤(1)～步骤(3)，直至完成对全部泥浆的固化处理。
2.如权利要求1所述的深大泥浆坑原位分步固化处理方法，其特征在于，步骤(1)中，泥浆坑内泥浆含水率大于80％。
3.如权利要求1所述的深大泥浆坑原位分步固化处理方法，其特征在于，步骤(1)中，对泥浆就地固化处理深度最大为3m。
4.如权利要求1所述的深大泥浆坑原位分步固化处理方法，其特征在于，步骤(2)中，每80～100m2挖掘一个孔洞，挖掘出的固化土平铺在固化层表面。
5.如权利要求1所述的深大泥浆坑原位分步固化处理方法，其特征在于，步骤(3)中泥浆层的厚度至少比下一次固化层的厚度大0.5m，但不超过1m；最后一层泥浆层厚度等于最后一次固化层厚度。
6.如权利要求1所述的深大泥浆坑原位分步固化处理方法，其特征在于，步骤(4)中，相邻两个固化层挖掘孔洞的位置相互错开。
7.如权利要求1所述的深大泥浆坑原位分步固化处理方法，其特征在于，步骤(4)中，标杆上的读数几乎不再发生变化或稳定不变时，则完成对全部泥浆的固化处理。
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