CN110230312A - 防水固化土地基处理方法 - Google Patents

Abstract

一种防水固化土地基处理方法，包括：在施工区域的外侧依次设置排水系统和隔水系统，以阻止施工区域外围的地下水进入施工区域；在施工区域内设置管井或轻型井点降水系统，以降低施工区域的地下水位；将施工区域的软弱地基土掺和细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂，拌和均匀，形成五合一固化土，原位摊铺；五合一固化土摊铺后1小时内，采用压路机进行静压1～2遍，第2～3天再次静压1～2遍，第4～5天开始采用震动碾压的方式，每天1～2次，直至承载力达到设计要求。本发明的方法可以直接用原土原地固化，无需将原有软弱土挖除转运，也无需另外采购石料回填，从而大大降低成本，经济效果明显，同时也做到了施工环保。

Description

防水固化土地基处理方法

技术领域

本发明属于地基处理技术领域，具体地说，是关于一种适用于雨季、高水位、富水地层的原土原位防水固化土地基处理方法。

背景技术

在浅层为软弱地层的地基上进行构筑物建设时，必须进行浅层地基加固处理。常用浅层地基处理方式为换填法。换填法就是将基础地面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。

按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。

换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理，用于膨胀土地基可消除地基土的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。

北方常采用灰土换填法，就是将基础地面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量的条件下充分拌和，分层回填夯实，或压实而成。该换填地基具有一定的强度、抗渗性，施工工艺简便，费用较低，是一种应用广泛、经济实用的软土地基加固方法，适用于加固深1～4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等地基，也可用作结构的辅助防渗层。石灰的强吸水效用可以使拌和加固土变干，从而达到最优含水量进行回填压实；但是，石灰土如果进一步吸水又会变成石灰浆，其拌和的灰土地基会重新软化成泥泞软弱土。所以灰土换填法对于南方雨水充沛、地下水位高、含水量高、渗透性强的土层不适用。

目前使用的换填法的不足之处在于：

1、施工成本高：施工成本包括挖除软弱土、转运土方、换填的材料采购、运输与施工，造成施工成本高。

2、施工不环保：挖除的软弱土需要转运、卸土与堆放；换填石料需要开采、运输。这些都对环境造成污染。

3、施工工期长：换填法施工对天气有明显要求，雨天前后不能施工，造成工期长。

4、施工困难：在南方多雨、雨季施工、地下水位以下施工难度大。

发明内容

本发明的目的就在于改进现有换填法所存在的上述缺点，从而提供一种防水固化土地基处理方法，使其更加经济环保，而且能够适用于南方多雨、地下水位高、含水量高的软弱地基。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种防水固化土地基处理方法，包括以下步骤：

步骤1：在施工区域的外侧依次设置排水系统和隔水系统，以阻止施工区域外围的地下水进入施工区域；

步骤2：在施工区域内设置管井或轻型井点降水系统，以降低施工区域的地下水位；

步骤3：将施工区域的软弱地基土掺和细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂，拌和均匀，形成五合一固化土，原位摊铺；

步骤4：五合一固化土摊铺后1小时内，采用压路机进行静压1～2遍，第2～3天再次静压1～2遍，第4～5天开始采用震动碾压的方式，每天1～2次，直至承载力达到设计要求。

根据本发明，所述的排水系统为设置于施工区域外侧0～1.5米处的沟渠，沟渠内设有集水坑，集水坑内放置水泵，并通过排水管将沟渠内的水排至施工区域之外。

优选的，所述沟渠的深度为地基处理面以下0.8～1.5米。

根据本发明，所述的隔水系统为设置于施工区域外侧2～3米处的隔离沟，隔离沟内摊铺隔水膜，隔水膜上回填弱渗透性土。

优选的，所述隔离沟的深度为2.5～4米，更好的是深入透水层以下0.5～3米。

优选的，所述隔水膜采用农用大棚膜，厚8丝，1～2层。

根据本发明的优选实施例，所述步骤2中，管井或者轻型井点降水系统用于将地下水位降至地基处理面以下1米以上。

根据本发明，所述步骤3中，按重量比计，所述软弱地基土、细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂的掺和比例为65～85：0～15：5～15：0～5：0～2。

根据本发明，所述步骤3中，五合一固化土摊铺厚度为30～120cm。

本发明的防水固化土地基处理方法具有以下有益效果：

1、无需另外采购换填材料，而可以直接用原土原地固化，无需将原有软弱土挖除转运，也无需另外采购石料回填，从而大大降低成本，经济效果明显，同时也做到了施工环保。

2、灰土和换填在雨季和地下水丰富区域不适用或者施工难度大，本发明可以适用于南方多雨区域、雨季、地下水丰富区域的软弱地基，效果明显，经济性好。

附图说明

图1为本发明的地基处理方法中隔水系统的示意图。

图2为本发明的地基处理方法中排水系统的示意图。

图3为本发明的地基处理方法的整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例对本发明的防水固化土地基处理方法作进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

本发明的防水固化土地基处理方法，包括以下步骤：

步骤1：在施工区域的外侧依次设置排水系统和隔水系统，以阻止施工区域外围的地下水进入施工区域；

步骤2：在施工区域内设置管井或轻型井点降水系统，以降低施工区域的地下水位；

步骤3：将施工区域的软弱地基土掺和细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂，拌和均匀，形成五合一固化土，原位摊铺；

步骤4：五合一固化土摊铺后1小时内，采用压路机进行静压1～2遍，第2～3天再次静压1～2遍，第4～5天开始采用震动碾压的方式，每天1～2次，直至承载力达到设计要求。

如图1所示，所述的排水系统为设置于施工区域外侧0～1.5米处的沟渠10，沟渠10内设有集水坑11，集水坑11内放置水泵12，水泵12上连接有排水管13，排水管13延伸至施工区域的外围，以通过排水管13将沟渠10内的水排至施工区域之外。优选的，所述沟渠10的深度为地基处理面以下0.8～1.5米。

如图2所示，所述的隔水系统为设置于施工区域外侧2～3米处的隔离沟20，隔离沟20内摊铺隔水膜21，隔水膜21在隔离沟20内贴壁摊铺，然后在隔离沟20内的隔水膜21上方回填弱渗透性土22。优选的，所述隔离沟20的深度为2.5～4米，更好的是深入透水层以下0.5～3米。优选的，所述隔水膜20采用农用大棚膜，厚8丝，1～2层。

如图3所示，为本发明的防水固化土地基处理方法的整体示意图，在施工区域内均匀设置有管井或者轻型井点30，构成管井或轻型井点降水系统，以用于将地下水位降至地基处理面以下1米以上，确保工程的顺利施工。

根据本发明的实施例，所述步骤3中，按重量比计，所述软弱地基土、细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂的掺和比例为65～85：0～15：5～15：0～5：0～2。

优选的，所述步骤3中，五合一固化土摊铺厚度为30～120cm。

本发明的实施例中，所使用的细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂均可通过市售获得。

实施例1、长江流域雨季地下水位下路基施工应用实例

长江流域某产业园项目，位于长江流域沉积带，雨季长，雨量大，地下水位高于路床底面，很多工序相当于在地下水位以下施工，导致施工难度大、施工技术要求高。经研究讨论，决定使用本发明的防水固化土地基处理方法。

1、长江流域冲积带地层特点与施工难点概述

1.1、地下水位高

地下水位长期稳定在地面以下1.2～1.5米，大部分路段路床底(地基处理交工面)在地下水位以下，相当于在地下水位以下进行地基处理施工，施工难度大。

大部分道路开挖后，第二天即变成池塘状。

1.2、雨量大、雨季长

长江流域雨季时间长、雨量大，对施工非常不利；施工质量难以保证，施工进度难以保障。

1.3、路基面为湿陷性强的粘性土

该项目的地基土为粘土，遇水易湿陷，扰动后呈泥泞状，容易形成软弱层或者夹心状。

开挖后路床底为泥泞状，难以进行后续工序施工。

1.4、层状土层互层并存在强透水层和承压水层

通过勘察和现场开挖现状，本施工项目位于长江黄冈段东侧，为长江流域旧河道，地质情况描述如下：

表层0～1.5米，耕植土；1.5～2.0米，透水砂层(长江旧河道沉积砂)；2.0～4.0米，粘性土；4.0～4.5米，承压水层。

透水层的存在，对路床和地基施工极为不利，容易表层泥泞、湿陷，达不到交工、工序的检测指标要求。

承压水层的存在，严重影响管沟开挖，使管沟开挖不能顺利进行。

2、针对性创新措施与技术要点

根据上述施工难点，该项目引进对隔水、止水、降水、排水、土层表层固结、浅层加固、深层处理有明显针对性的防水固化土地基处理方法。

2.1、防渗隔水措施

2.1.1、原因

该施工区域地下水高，地下水位1.2～1.5米，而在地面以下1.5～2.0米有一层透水沙层，是长江旧河道沉积而成，渗透性大，水量丰富。路床开挖后，该透水沙层向施工区域冒水，使开挖施工区域形成池塘状，对施工极为不利。

2.1.2、目的

隔断透水砂层向处理区域渗水；

有效阻止施工范围以外的地下水、地表滞水进入施工领域，保障施工质量和进度。

3、施工要点

在道路两侧1.5米的范围内设置排水系统：开挖沟渠，沟渠的深度控制在地基处理面以下0.8～1.5米；沟渠内开设积水井，积水井内放入排水泵，排水泵上连接排水管，排水管直通至施工区域外围。

在排水系统的外围进一步设置隔水系统：在施工道路外侧2～3米的范围内开挖隔离沟，隔离沟的深度控制在2.5～4米，更好的是深入透水层以下0.5～3米；隔离沟的底部及一个侧壁上摊铺1～2层隔水膜，隔水膜采用厚8丝的真空膜，宽6米，埋设深度大于3米；然后在隔离沟内回填弱渗透性土。

有效的解决了1.5米处透水砂层对施工场地强渗水的影响，保证了施工进度和质量。

4、降水措施

4.1、概况说明

地基处理影响深度范围内存在不利水层：埋深1.5～2.0米的透水砂层和埋深3.5～4.5米的承压水层。

透水砂层将对路床底的地基处理交工面产生不利影响，承压水层将对管沟开挖产生不利影响。

4.2、技术要点

采用浅深管的针对性轻型井点布管，浅管针对1.5米砂层降水，深管针对3.5米承压水层降水。

浅管成孔时，高真空成孔采用机械震动插管式成孔，植入真空管后，利用机械震动，让1.5米处砂层的砂落入真空管滤段外侧，形成砂滤层，增强排水效果。

深管成孔时，对滤段采取针对性设置，保证滤段正好位于承压层，有效排除承压水。

5、固化地基处理

在其它项目普遍采用的高真空击密交叉施工表层处理措施，经试验，在本项目不适用。

本项目经过多次试验，采用了五合一固化土技术，具体如下：

将施工区域的软弱地基土(粘土)掺和细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂，拌和均匀，形成五合一固化土，然后原位摊铺，摊铺厚度控制在30～120cm。

按重量比计，粘土：细砂：水泥：石灰：淤泥固化剂＝70：20：7：2：1。

五合一固化土摊铺后1小时内，采用压路机进行静压1遍，第2～3天每天再次静压1～2遍，第4～5天开始采用震动碾压的方式，每天1～2次。完成后经测试，承载力达到设计要求。

根据本项目的施工特点、难点，本项目引进了对隔水、止水、降水、排水、土层表层固结、浅层加固、有明显针对性的解决方案，适用于长江流域沉积带雨季地下水位以下的道路施工。

经实践证明，本发明的方法取得了良好效果，解决了施工难点，保证了施工质量，保障了施工进度，值得予以整理、介绍、推广。

Claims (9)

1.一种防水固化土地基处理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在施工区域的外侧依次设置排水系统和隔水系统，以阻止施工区域外围的地下水进入施工区域；

步骤2：在施工区域内设置管井或轻型井点降水系统，以降低施工区域的地下水位；

步骤3：将施工区域的软弱地基土掺和细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂，拌和均匀，形成五合一固化土，原位摊铺；

步骤4：五合一固化土摊铺后1小时内，采用压路机进行静压1～2遍，第2～3天再次静压1～2遍，第4～5天开始采用震动碾压的方式，每天1～2次，直至承载力达到设计要求。

2.根据权利要求1所述的地基处理方法，其特征在于，所述步骤1的排水系统为设置于施工区域外侧0～1.5米处的沟渠，沟渠内设有集水坑，集水坑内放置水泵，并通过排水管将沟渠内的水排至施工区域之外。

3.根据权利要求2所述的地基处理方法，其特征在于，所述沟渠的深度为地基处理面以下0.8～1.5米。

4.根据权利要求1所述的地基处理方法，其特征在于，所述步骤1的隔水系统为设置于施工区域外侧2～3米处的隔离沟，隔离沟内摊铺隔水膜，隔水膜上回填弱渗透性土。

5.根据权利要求4所述的地基处理方法，其特征在于，所述隔离沟的深度为2.5～4米，更好的是深入透水层以下0.5～3米。

6.根据权利要求4所述的地基处理方法，其特征在于，所述隔水膜采用农用大棚膜，厚8丝，1～2层。

7.根据权利要求1所述的地基处理方法，其特征在于，所述步骤2中，管井或者轻型井点降水系统用于将地下水位降至地基处理面以下1米以上。

8.根据权利要求1所述的地基处理方法，其特征在于，所述步骤3中，按重量比计，所述软弱地基土、细砂、水泥、石灰、和淤泥固化剂的掺和比例为65～85：0～15：5～15：0～5：0～2。

9.根据权利要求1所述的地基处理方法，其特征在于，所述步骤3中，五合一固化土摊铺厚度为30～120cm。