CN107780407A - 二次降水联合动力固结软基处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次降水联合动力固结软基处理方法，该地基处理方法的施工步骤如图1所示，首先进行测量放线，确定施工区域范围、管井位置；然后开挖排水沟，隔断施工区域以外的潜水进入施工区域；接着施工浅层管井，进行一次降水；再进行中低能量强夯，使土体固结，将潜水挤压到浅层管井抽出；再进行真空管井施工，二次降水；然后中高能量强夯，加快土体中孔隙水排出，加速土体的重新固结；最后采用低能量满夯，压实表层土体，整平场地，休止期后进行检测。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种二次降水联合动力固结施工方法，属于岩土工程设计与施工技术领域。
背景技术
软基处理的方法工艺传统的方法有很多，通常方法排水固结、动力固结等，各有优缺点，单纯排水固结周期长，动力固结处理效果不佳。软基处理的主要难题是将土体中的水排出。排水系统是一种重要的手段，土体中的水分为潜水和孔隙水，如果孔隙水没有压力差、没有加压系统，水是很难拍出的，土体也难以加固。将土体中的水进行二次排水，可以加快土体中潜水和孔隙水的排出，分阶段施加动力，可以缩短工期、降低成本，提高效率。
发明内容
本发明的发明目的提供一种二次降水联合动力固结软基处理方法，用以克服施工过程中潜水、孔隙水一起降，效率慢，一次成井容易被施加的动力挤压土体封闭滤网而失去降水功能，解决了轻型降水施工周期长，占地面积大，土体被施加动力后，土体挤压井点管，井点管滤网被软土封死，失去降水功能，影响土体的加固的问题。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：二次降水联合动力固结软基处理方法，本发明的步骤如下：
(1)测量放线：测量放线，确定施工区域范围、管井位置等；
(2)开挖排水沟：开挖施工区域外围水沟，隔断施工区域以外潜水进入施工区域，并且可以加快施工区域范围以内潜水一部分的排出；
(3)一次降水：施工浅层管井，抽出土体中的潜水；
(4)中低能量强夯：施加低中能量动力，采用强夯或振动设备对土体进行扰动或击密，是土体固结，将潜水挤压到浅层管井中抽出，施工低中能量动力过程中，不间断降水；
(5)二次降水：施工真空管井，形成真空负压，排出饱和软土中的孔隙水；
(6)中高能量强夯：施加中高能量动力，采用强夯或振动碾压等对土体进行扰动或击密，利用真空负压和中高能量的正压，双重作用，加快土体中孔隙水排出，孔隙水压力减小，加快土体的重新固结，施加能量过程中真空管井不断运行；
(7)低能量满夯：低能量满夯或碾压表层土体，压实表层土体；
(8)整平检测：整平场地，等待28天休止期后进行检测。
本发明进一步改进如下：
进一步地，所述步骤(1)测量放线还包括测放施工区域各交点，并埋设木桩，管井的平面布置为300平方米一口，采用梅花形布置。
进一步地，所述步骤(2)开挖排水沟中水沟位于施工区域范围外10m，深度为3-4m、宽度为3-4m，隔断外围潜水进入，同时有助于场地内潜水的排出。
进一步地，所述步骤(3)一次降水中选用SPZ-300型工程钻机及其配套设备进行浅层管井成孔施工；采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺并下井壁管、滤水管，回填中粗砂；孔径500mm，根据处理深度要求可设置5-15m，管体采用降水井专用开孔铁管，内径330mm，外包100目的双层滤网，管体周围填满级配良好的中粗砂作为过滤层，成井后安装潜水泵进行洗井、抽水，抽水时间一般为7-10天。
进一步地，所述步骤(4)中低能量强夯为在一次降水水位降低至地面以下2.5m时进行，采用低中能量夯击或振动碾压动力固结时夯击能量为1200-1600KN·m/锤，梅花形布置，单点夯击2-3击，点距为2.5-3.5倍锤直径，施工1-2遍，每遍之间的间隔期为5-7天，强夯或碾压振动期间不间断抽水。
进一步地，所述步骤(4)中低能量强夯在土体固结施工完成后，推平场地，再进行(5)二次降水的真空管井施工，真空管井成井和浅层管井疏干井施工方法一致，安装真空设备，真空度控制在80kpa，抽水7-10天，真空管井在真空负压形成后，动力固结中高能量强夯或振动碾压，正负压双重作用下，加快孔隙水的排出，加快孔隙水压力的消散，加快土体的固结。
进一步地，所述步骤(6)第二阶段中高能量强夯时的夯击能量1500-2000KN·m/锤，梅花形布置，点距为2.5-3.5倍锤直径，进行强夯或压路机碾压表层土体一遍或数遍，每遍之间的间隔期为5-7天，强夯或碾压振动期间不间断抽水。
进一步地，所述步骤(7)低能量满夯中夯击能量为800-1000KN·m/锤，进行满夯或压路机碾压表层土体一遍或数遍直至压实表层土体。
进一步地，所述步骤(8)整平检测还包括测量场地标高，，检测根据设计要求采用载荷板检测或静力触探检测的一种或多种。
由于上述技术方案运用，本发明与现有软基处理方法相比具有下列优点：
1、开挖排水可以截断施工区域外围潜水进入，加快土体中潜水渗入水沟中排出，节约电能源；
2、二次降水加快土体中水的排出，先排水潜水，减小土体的浮重度，土体的重度对土体的预压；
3、分次降水，在第一阶段地中能量强夯或碾压后，土体会挤密浅层管井周边的土体或封死浅层管井的过滤层，浅层管井抽水效果减弱，这时二次施工的真空井发挥作用，正负压双重作用，加快排出土体中的孔隙水，加快孔隙水压力消散，使土体重新固结；
4、相比轻型井点，管井占地面积小，电线、水管移动方便，节约时间；
5、施工成本低、施工效率高、加固深度深，土体的承载力高。
附图说明
图1是本发明实例的施工方法流程图；
图2是本发明实例实施浅层管井平面布置图；
图3是本发明实例实施强夯点平面布置图；
图4是本发明实例实施满夯平面布置图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
二次降水联合动力固结软基处理方法，该地基处理方法的施工步骤如图1所示，首先进行测量放线，确定施工区域范围、管井位置；然后开挖排水沟，隔断施工区域以外的潜水进入施工区域；接着施工浅层管井，进行一次降水；再进行中低能量强夯，使土体固结，将潜水挤压到浅层管井抽出；再进行真空管井施工，二次降水；然后中高能量强夯，加快土体中孔隙水排出，加速土体的重新固结；最后采用低能量满夯，压实表层土体，整平场地，休止期后进行检测。
具体施工方式如下：
(1)测量定位确定施工场地的边线和管井的位置，使用全站仪或GPS测放施工区域各交点，埋设木桩管，井的平面布置为300平方米一口，浅层管井1和真空管井2采用梅花形布置(参见图2)，间距20-30m。
(2)在施工区域范围外10m，开挖深度3-4m，宽度3-4m，隔断外围潜水进入，同时有助于场地内潜水的排出。也可在场地内开一些盲沟(优选为30m*30m)辅助场地内的积水排出，在深沟周边设置潜水泵进行抽水，在深沟周边设置安全设施。
(3)开始施工浅层管井1，浅层管井1成孔施工机械设备选用SPZ-300型工程钻机及其配套设备。采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，回填中粗砂。孔径500mm，根据处理深度要求可设置5-15m，优选为8m，管体采用降水井专用开孔铁管，内径330mm，外包100目的双层滤网，管体周围填满级配良好的中粗砂作为过滤层，成井后安装潜水泵进行洗井、抽水，抽水时间一般为7-10天；可以设观测井，观测并记录水位下降情况；并埋设孔隙水压力计，为强夯过后对孔隙水压力进行监测，以便更准确的确定孔隙水压力的消散时间。
(4)当水位降低至地面以下2.5m，可以进行第一阶段低中能量夯击或振动碾压等动力固结，强夯能量为1200-1600KN·m/锤，梅花形布置，点距为2.5-3.5倍锤直径，锤直径2.5m，点距7m*7m或8m*8m，梅花形布置，施工1-2遍，单点夯击2-3击，每遍之间的间隔期为5-7天，强夯或碾压振动期间不间断抽水；两遍夯击时强夯点布置参见图3，第一遍低中能量点夯3，第二遍低中能量点夯4。
(5)二次降水，在低中能量固结施工完成后，推平场地，进行真空管井2施工，真空管井2为300平方米布置一口，梅花形布置，和浅层管井1间隔布置(参见图2)，成井和浅层管井1方法一致，成孔后安装真空设备，真空度控制在80kpa，抽水7-10天，真空管井2在真空负压形成后，动力固结中高能量强夯或振动碾压，正负压双重作用下，加快孔隙水的排出，加快孔隙水压力的消散，加快土体的固结。
(6)第二阶段中高能量强夯，能量提高到1500-2000KN·m/锤，锤直径2.5m，点布置在低能量强夯的一二遍之间，单点夯击3击，点距7m*8m或8m*8m，梅花形布置，进行强夯或压路机碾压表层土体二遍或数遍；第一遍中高能量点夯5，第二遍中高能量点夯6。
(7)低能量满夯，能量为800-1000KN·m/锤，单点一击，满夯搭接1/4锤印，其中锤印7和锤印搭接8参见满夯平面布置图图4，进行满夯或压路机碾压表层土体一遍或数遍至压实表层土体。
(8)采用推土机整平场地，测量场地标高，计算下沉量，等待28天休止期后进行检测，检测根据设计要求采用载荷板检测或静力触探检测的一种或多种，检测点每300㎡做一点。
本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
(1)测量放线：测量放线，确定施工区域范围、管井位置；
(2)开挖排水沟：开挖施工区域外围水沟，隔断施工区域以外的潜水进入施工区域；
(3)一次降水：施工浅层管井，排出土体中的潜水；
(4)中低能量强夯：施加低中能量动力，采用强夯或振动设备对土体进行扰动或击密，使土体固结，将潜水挤压到浅层管井抽出，施工低中能量动力过程中，不间断抽水；
(5)二次降水：施工真空管井，形成真空负压，排出饱和软土中的孔隙水；
(6)中高能量强夯：施加中高能量动力，采用强夯或振动对土体进行扰动或击密，利用真空负压和中高能量的正压，双重作用，加快土体中孔隙水排出，孔隙水压力减小，加快土体的重新固结，施加能量过程中真空管井不断运行；
(7)低能量满夯：低能量满夯或碾压表层土体，压实表层土体；
(8)整平检测：整平场地，等待28天休止期后进行检测。
2.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(1)测量放线还包括测放施工区域各交点，并埋设木桩，管井的平面布置为300平方米一口，采用梅花形布置。
3.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(2)开挖排水沟中开挖的水沟位于施工区域范围外10m，深度为3-4m、宽度为3-4m。
4.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(3)一次降水在浅层管井施工时成孔孔径为500mm，处理深度设置为5-15m，管体采用降水井专用开孔铁管，内径330mm，外包100目的双层滤网，管体周围填满中粗砂作为过滤层，成井后安装潜水泵进行洗井、抽水，抽水时间为7-10天。
5.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中低能量强夯为在一次降水水位降低至地面以下2.5m时进行，采用低中能量夯击或振动碾压动力固结时夯击能量为1200-1600KN·m/锤，梅花形布置，单点夯击1-3击，点距为2.5-3.5倍锤直径，施工1-2遍，每遍之间的间隔期为5-7天，强夯或碾压振动期间不间断抽水。
6.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(5)二次降水在抽真空时真空度控制在80kpa，抽水时间为7-10天。
7.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(6)中高能量强夯的夯击能量为1500-2000KN·m/锤，梅花形布置，点距为2.5-3.5倍锤直径，施工1-2遍，每遍之间的间隔期为5-7天，强夯或碾压振动期间不间断抽水。
8.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(7)低能量满夯中夯击能量为800-1000KN·m/锤，进行满夯或压路机碾压表层土体若干遍直至压实表层土体。
9.根据权利要求1所述的二次降水联合动力固结软基处理方法，其特征在于：所述步骤(8)整平检测还包括测量场地标高，所述检测采用载荷板检测或静力触探检测的一种或多种。
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