CN108265700A - 一种堆载预压软基处理结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种堆载预压软基处理结构及方法，在待堆载地基上铺设有一层砂垫层，在砂垫层的周围地面上设有围堰，通过围堰将待堆载地基的预压处理范围的区域围成围堰坑；沿围堰位于围堰坑的内侧表面及砂垫层的表面铺设有防水密封膜形成储水结构，在围堰上安装有若干用于给所述围堰坑内注水的抽水结构。本发明采用围堰注水堆载法，先注水堆载，满足卸载要求后，再用水泵将围堰内部水抽干，撤去塑料垫层。将土质围堰作为地基沉降补偿土石方，进行回填碾压，再将剩余土石料进行外弃，不仅取材更方便，且减少了传统方法中土石料的废弃，节约工程成本，且处理过程简便、快捷、施工周期更短、费用低，不会造成资源浪费，对环境和周边交通的影响小。

Description

一种堆载预压软基处理结构及方法

技术领域

本发明涉及地基处理施工技术领域，尤其涉及堆载预压法软基加固处理结构及方法。

背景技术

堆载预压法是指在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之缩小，地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土强度逐渐增长，达到预定标准后再卸载，使地基土压实、沉降、固结的方法。已在国内外港口工程、工业与民用建筑、机场跑道建设等地基处理工程中大量推广使用,取得了良好的加固效果与客观的经济效益,并积累了大量的实践经验。预压堆土高度应使其荷重大于建筑物的荷重方为可靠，但不能超过地基的承载力。堆土要分层、间歇地进行，待地基固结、沉陷、稳定后再堆下一层，一般施工约需半年时间。在高含水量的黏土中，为缩短预压施工时间，可在地基中设置砂井排水，以加速软黏土固结过程。

在工程实践中,传统且行之有效的软土地基加固方法是堆载预压法。堆载料一般选用黄土、开山土石等材料，但由于在沿海滩涂等地缺少可以开采的土石料，且近年来环保要求加强，对于破坏自然环境的取料方式严加禁止，导致堆载材料有时来源不足、运输紧张、周转困难等原因,直接影响施工进度,造成施工周期长、工程开销大。堆载量运输过程中，会对运输沿线及周边环境造成影响，且施工高峰期将严重影响当地交通。

且堆载土石料方量多达几十万方，在地基土满足卸载要求后，需将堆载土方予以清除，除场地回填消耗极小部分土方外，其余土方均需外弃，需要丢弃的土方仍然高达几十万方，造成诸多浪费，并且土方处理难度也大，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种采用围堰注水堆载法，成本低廉、施工进度快，且不会造成资源浪费的堆载预压软基处理结构及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种堆载预压软基处理结构及方法，其特征在于：在待堆载地基上铺设有一层砂垫层，砂垫层的表面为平整面；在砂垫层的周围地面上设有围堰，通过围堰将待堆载地基的预压处理范围的区域围成围堰坑；沿围堰位于围堰坑的内侧表面及砂垫层的表面铺设有防水密封膜形成储水结构，在围堰上安装有若干用于给所述围堰坑内注水的抽水结构；在砂垫层下方的待堆载地基中插设有若干排水板或设置有若干竖向排水沙井；在围堰围成的围堰坑中设置有监测装置埋设管，监测装置埋设管的底端支承在砂垫层上面的防水密封膜上形成对水位及压力的监测机构。

进一步地，在围堰的内侧表面设置有土工管带，最底部的土工管带直接设置在砂垫层外围的地面上，防水密封膜铺设于砂垫层及土工管带的表面。

进一步地，在砂垫层及土工管带的表面铺设有一层编织土工布，编织土工布上铺有一层无纺土工布，防水密封膜为塑料防水密封膜，其采用两层共同铺设于无纺土工布上，用以隔离砂石料和塑料防水密封膜，防止塑料防水密封膜破损。

进一步地，在砂垫层与最底部的土工管带之间的过渡部位预留有防水密封膜、编织土工布及无纺土工布共同形成的折叠部，折叠部的展开长度为地基沉降量的2倍，以适应地基沉降时防水密封膜的延长需求。

进一步地，抽水机构安装于围堰上的土工管带形成围堰顶部上，而抽水机构的抽水管伸入至靠近围堰坑的底部。

进一步地，沿监测装置埋设管的外面设置有用于监测水位的塑料泡沫，而监测装置埋设管中设有测斜仪、孔隙水压力装置及分层沉降管装置；监测装置埋设管的底部通过一出膜装置安装在围堰坑的底部。

进一步地，所述围堰采用土质材料分层碾压形成，且围堰的横断面为梯形结构，类似河堤。

一种基于前述堆载预压软基处理结构的处理方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)根据软土厚度和软土范围，确定需要处理的地基范围和深度，以及是否需要分段分块处理；

2)根据地质资料提供的土层物理力学性质指标，依据规范，计算施工期和使用期地基沉降值，进而计算出堆载预压所需的荷载值，以确定堆载高度；

3)依据步骤2)的计算结果，进行土质围堰稳定性试算，确定出土质围堰的高度和底面宽度；土质围堰的断面取梯形，根据计算结构确定出土质围堰顶部面底面的宽度和整体高度；

4)在地基的预压处理范围内，插设排水板或建设竖向排水沙井，增加软土排水通道，提高软土处理效果；

5)沿地基的预压处理范围线，施工土质围堰；土质围堰分层碾压施工，确保围堰坚固稳定，不影响后续施工；在迎水面，设置土工管带、沙袋，增加围堰稳定性；

6)在围堰内部铺设一层编织土工布和一层无纺土工布，以隔离砂石料和塑料防水密封膜，防止塑料防水密封膜破损；

7)在围堰内部，加铺两层塑料防水密封膜，确保塑料密封膜铺设平整，与土质围堰贴合紧密；在围堰底部铺设时，预留一定量的塑料防水密封膜，折叠式堆放，形成折叠部，折叠部的堆放量为计算地基沉降量的2倍；

8)按照设计要求，在地基处理范围内，设置监测装置，包括沉降板、水位监测管、测斜仪、孔隙水压力管、分层沉降管等，装置需要出膜时，同时设置出膜装置，确保整体密封性，防止漏水；

9)在围堰顶部，安置以水泵构成的抽水机构，水泵的数量和功率，按照地基处理范围、高度，以及施工进度要求予以调整；

10)向围堰内注水，控制注水速率；注水过程中，在围堰顶部设置安全标示和防护围栏；

11)注水及堆载预压过程中进行实时监控，确保围堰稳定安全；

12)沉降数据趋于稳定，满足卸载要求后，用水泵进行抽水卸载，水泵数量按照实际需求进行增减；

13)撤去塑料防水密封膜、无纺土工布和编织土工布，并开挖土质围堰；开挖土方先回填至地基预压处理范围内，作为地基沉降补方；回填时分层碾压密实至交工标高，多余土方丢弃或回填至其他区域。

本发明采用围堰注水堆载法，先注水堆载，满足卸载要求后，再用水泵将围堰内部水抽干，撤去塑料垫层。将土质围堰作为地基沉降补偿土石方，进行回填碾压，再将剩余土石料进行外弃，不仅取材更方便，且减少了传统方法中土石料的废弃，节约工程成本；同时，本发明方法使软土地基加固工作变得更加简便、快捷、施工周期更短、费用低，且不会造成资源浪费，既进一步节约施工成本，又可减少对环境和周边交通的影响。

附图说明

图1为本发明堆载预压的结构示意图。

图中，1为待堆载地基，2为砂垫层，3为地面，4为围堰，5为土工管带，6为防水密封膜，7为无纺土工布，8为编织土工布，9为抽水机构，10为抽水管，11为围堰顶部，12为预压水，13为折叠部，14为排水板，15为监测装置埋设管，16为塑料泡沫，17为出膜装置。

具体实施方式

本实施例中，参照图1，所述堆载预压软基处理结构及方法，在待堆载地基1上铺设有一层砂垫层2，砂垫层2的表面为平整面；在砂垫层2的周围地面3上设有围堰4，通过围堰4将待堆载地基1的预压处理范围的区域围成围堰坑；沿围堰4位于围堰坑的内侧表面及砂垫层2的表面铺设有防水密封膜6形成储水结构，在围堰4上安装有若干用于给所述围堰坑内注水的抽水结构9；在砂垫层2下方的待堆载地基1中插设有若干排水板14(或设置有若干竖向排水沙井)；在围堰4围成的围堰坑中设置有监测装置埋设管15，监测装置埋设管15的底端支承在砂垫层2上面的防水密封膜6上形成对水位及压力的监测机构。

在围堰4的内侧表面设置有土工管带5，最底部的土工管带5直接设置在砂垫层2外围的地面上，防水密封膜6铺设于砂垫层2及土工管带5的表面。

在砂垫层2及土工管带5的表面铺设有一层编织土工布8，编织土工布8上铺有一层无纺土工布7，防水密封膜6为塑料防水密封膜，其采用两层共同铺设于无纺土工布7上，用以隔离砂石料和塑料防水密封膜6，防止塑料防水密封膜破损。

在砂垫层2与最底部的土工管带5之间的过渡部位预留有防水密封膜6、编织土工布8及无纺土工布7共同形成的折叠部13，折叠部13的展开长度为地基沉降量的2倍，以适应地基沉降时防水密封膜6的延长需求。

抽水机构9安装于围堰4上的土工管带5形成围堰顶部11上，而抽水机构9的抽水管10伸入至靠近围堰坑的底部。

沿监测装置埋设管15的外面设置有用于监测水位的塑料泡沫16，塑料泡沫16浮于预压水12的水面上，而监测装置埋设管15中设有测斜仪、孔隙水压力装置及分层沉降管装置；监测装置埋设管15的底部通过一出膜装置17安装在围堰坑的底部。

所述围堰4采用土质材料分层碾压形成，且围堰4的横断面为梯形结构，类似河堤。

基于前述堆载预压软基处理结构的处理方法，按以下步骤进行，

1)根据软土厚度和软土范围，确定需要处理的地基范围和深度，以及是否需要分段分块处理；

2)根据地质资料提供的土层物理力学性质指标，依据规范，计算施工期和使用期地基沉降值，进而计算出堆载预压所需的荷载值，以确定堆载高度；

3)依据步骤2)的计算结果，进行土质围堰稳定性试算，确定出土质围堰的高度和底面宽度；土质围堰的断面取梯形，根据计算结构确定出土质围堰顶部面底面的宽度和整体高度；

4)在地基的预压处理范围内，插设排水板14(或建设竖向排水沙井)，增加软土排水通道，提高软土处理效果；

5)沿地基的预压处理范围线，施工土质围堰4；土质围堰分层碾压施工，确保围堰4坚固稳定，不影响后续施工；在迎水面，设置土工管带5、沙袋，增加围堰4的稳定性；

6)在围堰4内部铺设一层编织土工布8和一层无纺土工布7，以隔离砂石料和塑料防水密封膜6，防止塑料防水密封膜破损；

7)在围堰4内部，加铺两层塑料防水密封膜6，确保塑料密封膜铺设平整，与土质围堰贴合紧密；在围堰4底部铺设时，预留一定量的塑料防水密封膜，折叠式堆放，形成折叠部13，折叠部的堆放量为计算地基沉降量的2倍；

8)按照设计要求，在地基处理范围内，设置监测装置，包括沉降板、水位监测管、测斜仪、孔隙水压力管、分层沉降管等，装置需要出膜时，同时设置出膜装置，确保整体密封性，防止漏水；

9)在围堰顶部，安置以水泵构成的抽水机构9，水泵的数量和功率，按照地基处理范围、高度，以及施工进度要求予以调整；

10)向围堰内注水，控制注水速率；注水过程中，在围堰顶部设置安全标示和防护围栏；

11)注水及堆载预压过程中进行实时监控，确保围堰稳定安全；

12)沉降数据趋于稳定，满足卸载要求后，用水泵进行抽水卸载，水泵数量按照实际需求进行增减；

13)撤去塑料防水密封膜6、无纺土工布7和编织土工布8，并开挖土质围堰4；开挖土方先回填至地基预压处理范围内，作为地基沉降补方；回填时分层碾压密实至交工标高，多余土方丢弃或回填至其他区域。

上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种堆载预压软基处理结构，其特征在于：在待堆载地基上铺设有一层砂垫层，砂垫层的表面为平整面；在砂垫层的周围地面上设有围堰，通过围堰将待堆载地基的预压处理范围的区域围成围堰坑；沿围堰位于围堰坑的内侧表面及砂垫层的表面铺设有防水密封膜形成储水结构，在围堰上安装有若干用于给所述围堰坑内注水的抽水结构；在砂垫层下方的待堆载地基中插设有若干排水板或设置有若干竖向排水沙井；在围堰围成的围堰坑中设置有监测装置埋设管，监测装置埋设管的底端支承在砂垫层上面的防水密封膜上形成对水位及压力的监测机构。

2.根据权利要求1所述的堆载预压软基处理结构，其特征在于：在围堰的内侧表面设置有土工管带，最底部的土工管带直接设置在砂垫层外围的地面上，防水密封膜铺设于砂垫层及土工管带的表面。

3.根据权利要求2所述的堆载预压软基处理结构，其特征在于：在砂垫层及土工管带的表面铺设有一层编织土工布，编织土工布上铺有一层无纺土工布，防水密封膜为塑料防水密封膜，其采用两层共同铺设于无纺土工布上。

4.根据权利要求3所述的堆载预压软基处理结构，其特征在于：在砂垫层与最底部的土工管带之间的过渡部位预留有防水密封膜、编织土工布及无纺土工布共同形成的折叠部，折叠部的展开长度为地基沉降量的2倍。

5.根据权利要求2所述的堆载预压软基处理结构，其特征在于：抽水机构安装于围堰上的土工管带形成围堰顶部上，而抽水机构的抽水管伸入至靠近围堰坑的底部。

6.根据权利要求1所述的堆载预压软基处理结构，其特征在于：沿监测装置埋设管的外面设置有用于监测水位的塑料泡沫，而监测装置埋设管中设有测斜仪、孔隙水压力装置及分层沉降管装置；监测装置埋设管的底部通过一出膜装置安装在围堰坑的底部。

7.根据权利要求1所述的堆载预压软基处理结构，其特征在于：所述围堰采用土质材料分层碾压形成，且围堰的横断面为梯形结构。

8.一种基于权利要求1所述的堆载预压软基处理结构的处理方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)根据软土厚度和软土范围，确定需要处理的地基范围和深度，以及是否需要分段分块处理；

2)根据地质资料提供的土层物理力学性质指标，依据规范，计算施工期和使用期地基沉降值，进而计算出堆载预压所需的荷载值，以确定堆载高度；

3)依据步骤2)的计算结果，进行土质围堰稳定性试算，确定出土质围堰的高度和底面宽度；土质围堰的断面取梯形，根据计算结构确定出土质围堰顶部面底面的宽度和整体高度；

4)在地基的预压处理范围内，插设排水板或建设竖向排水沙井，增加软土排水通道，提高软土处理效果；

5)沿地基的预压处理范围线，施工土质围堰；土质围堰分层碾压施工，确保围堰坚固稳定，不影响后续施工；在迎水面，设置土工管带、沙袋，增加围堰稳定性；

6)在围堰内部铺设一层编织土工布和一层无纺土工布，以隔离砂石料和塑料防水密封膜，防止塑料防水密封膜破损；

7)在围堰内部，加铺两层塑料防水密封膜，确保塑料密封膜铺设平整，与土质围堰贴合紧密；在围堰底部铺设时，预留一定量的塑料防水密封膜，折叠式堆放，形成折叠部，折叠部的堆放量为计算地基沉降量的2倍；

8)按照设计要求，在地基处理范围内，设置监测装置，包括沉降板、水位监测管、测斜仪、孔隙水压力管、分层沉降管等，装置需要出膜时，同时设置出膜装置，确保整体密封性，防止漏水；

9)在围堰顶部，安置以水泵构成的抽水机构，水泵的数量和功率，按照地基处理范围、高度，以及施工进度要求予以调整；

10)向围堰内注水，控制注水速率；注水过程中，在围堰顶部设置安全标示和防护围栏；

11)注水及堆载预压过程中进行实时监控，确保围堰稳定安全；

12)沉降数据趋于稳定，满足卸载要求后，用水泵进行抽水卸载，水泵数量按照实际需求进行增减；

13)撤去塑料防水密封膜、无纺土工布和编织土工布，并开挖土质围堰；开挖土方先回填至地基预压处理范围内，作为地基沉降补方；回填时分层碾压密实至交工标高，多余土方丢弃或回填至其他区域。