CN115478526A - 一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，主要步骤为：在软土表面铺设多向复合土工垫，在复合土工垫上铺设砂垫层，在砂垫层中施作多条碎石盲沟，碎石盲沟交汇处设置集水井，形成横向排水体系；在砂垫层上机械插设若干个塑料排水板，形成竖向排水体系；在填筑层上采用土石方进行填筑堆载，与填筑层共同形成堆载预压体系；横向及竖向排水体最终会将水汇集在所述的集水井中，在集水井中设置自动抽水装置，在堆载体表面开挖排水明沟，形成抽排水体系；在多向复合土工垫钢板上连接钢管，对填筑及堆载的过程中进行沉降监测。本发明具有准确、快速达到排水固结效果的功能，使得走马湖水系综合治理工程一标段地基处理堆载预压效果良好。

Description

一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法
技术领域
本发明属于基坑施工技术领域，具体涉及一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法。
背景技术
为保证走马湖水系综合治理工程(机场配套工程)一标段的堆载预压地基处理效果，需在土石方填筑过程中、填筑完成后进行集水井抽排水及沉降监测。由于本工程地基处理范围大，软土厚度大，土石方填筑量大，工期时间短，如何快速进行软土固结是本工程的重难点。
发明内容
为了克服现有技术中上述技术问题，本发明提供了一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，本方法具有准确、快速达到排水固结效果的功能，使得走马湖水系综合治理工程一标段地基处理堆载预压效果良好，解决了上述技术问题。
一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，该方法包括以下施工步骤：
S1：在深厚软土层表面进行开沟沥水；
S2：在软土层表面人工铺设多向复合土工垫；
S3：在多向复合土工垫上机械铺设砂垫层；
S4：在砂垫层中施作碎石盲沟，碎石盲沟交汇处设置集水井，形成横向排水体系；
S5：在砂垫层上机械插设塑料排水板，形成竖向排水体系；
S6：在砂垫层上填筑碾压一定厚度的土层作为封水层；
S7：在封水层上采用石料进行分层填筑碾压，填筑至所需要的高程，形成填筑层，填筑层为设计标高以下按照土石方压实标准进行填筑；
S8：在填筑层上采用土石方进行填筑堆载，堆载至一定高程，形成堆载层，与填筑层共同形成堆载预压体系，堆载层为堆载填土+预留沉降填土填筑，为保证堆载土方边坡的稳定性和排水要求，堆载边坡坡比采用1:3；
S9：在填筑及堆载的过程中采用水泥管与集水井连接，形成一定深度的集水井；
S10：横向及竖向排水体最终会将水汇集在集水井中，在集水井中设置自动抽水装置，在堆载体表面开挖排水明沟，明沟外接形成抽排水体系，布置配电箱及电缆线，安装集水井自动抽排水装置，抽水水泵采用钢丝绳悬吊的方式置于集水井中，井口采用回字形型钢钢管固定钢丝绳，水泵底部距井底约30cm，将液位传感器放到集水井中，调试低中高水位，上述组件安装完成后，即可利用自动抽水装置对集水井进行自动抽水，集水井四周采用双片拼接的钢架防护，自动抽水期间后台会记录抽水装置的运行情况做到实时监控；
S11：在多向复合土工垫上一定间距设置钢板作为沉降板，钢板上连接钢管，在填筑及堆载的过程中进行沉降监测，在堆载层表面一定间距设置混凝土块作为表面沉降标，定期进行沉降监测，形成沉降监测体系。
上述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，所述步骤S4中的碎石盲沟断面尺寸为0.5m×0.5m，底面接砂垫层底面，坡度为1％，引至集水井。
上述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，所述砂垫层的含泥量不大于3％，渗透系数大于1×10-2cm/s，宽出地基处理范围不小于1m。
上述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，所述步骤S4中的集水井下部采用钢筋笼，钢筋笼包括主筋，加强筋和外螺旋箍筋，外包16目铁丝网，再用土工布全包裹，外用10号铁丝绑扎，并外包碎石以保证过滤效果。
上述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，所述钢筋笼顶面焊接钢垫圈，底面设置有封底钢板，距底部300mm处焊接有水泵托架用来放置抽水水泵，底部300mm作为沉淀槽，上部填筑采用水泥管，钢筋笼高1.5m，伸入下部淤泥层的深度不小于0.5m，集水井顶面高于设计标高1m以上。
上述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，所述步骤S5中的塑料排水板采用FDPS-B型防淤堵塑料排水板，由滤膜和芯板熔合成一体。
上述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，所述步骤S10中的自动抽排水体系包含抽水水泵、排水管和配电箱，通过持续抽排水加快软土固结速度。
上述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，所述步骤S11中的沉降监测体系包含原地面沉降板和表面沉降标，原地面沉降板包括底板、测杆和套管，底板采用300mm×300mm×8mm的钢板，测杆选用直径Φ20mm的镀锌钢管，测杆第一段长2米，上端套丝扣，接长段1.0-1.5米，两端套丝扣，测杆与底板之间采用4块三角形肋板，直角边100mm连接，双面侧焊，测杆接长采用水管接头连接，表面沉降标采用300mm×300mm×500mm混凝土柱，顶面设置钢球。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：本发明一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，具有准确、快速达到排水固结效果的功能，使得走马湖水系综合治理工程一标段地基处理堆载预压效果良好。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本发明所述横向排水体系的示意图；
图2为本发明所述竖向排水体系及堆载预压体系的示意图；
图3为本发明所述自动抽排水体系的示意图；
图4为本发明所述集水井钢筋笼的细部图：
图5为本发明所述沉降监测体系的示意图；
图中：1-淤泥层，2-碎石盲沟，3-砂垫层，4-多向复合土工垫，5-封水层，6-填筑层，7-堆载层，8-水泥管，9-抽水水泵，10-排水管，11-配电箱，12-钢垫圈，13-加强筋，14-主筋，15-碎石，16-外螺旋箍筋，17-水泵托架，18-沉淀槽，19-16目铁丝网，20-封底钢板，21-底板，22-套管，23-测杆，24-混凝土柱，25-钢球。
具体实施方式
一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，该施工方法包括以下施工步骤：
步骤一：对待处理的淤泥层1区域表面进行开沟沥水，用水上挖机进行开沟沥水，沥水沟按照50m×50m方格网纵横布置，沥水沟按1‰放坡，在沥水沟最低处设置集水坑，将沥出的水抽排至施工区域外侧；
步骤二：对软土表面进行人工铺设多向复合土工垫4，多向复合土工垫4摊铺时应采用人工摊铺，多向复合土工垫4应铺设平顺，铺设时相邻两块土工布之间要做好搭接处理，搭接宽度为30cm，采用铁丝绑扎，铺设后不得直接上推土机或重型汽车，以免损坏，需在砂垫层3铺设完成后方可上机械进行塑料排水板施工；
步骤三：在多向复合土工垫4上机械铺设砂垫层3，铺设砂垫层3时采用推土机推进摊铺，先两边后中间逐步往前推进，摊铺砂垫层3时应尽量减少对地基的扰动，避免泥土、杂物混入砂层。采用透水性较好的中砂或中粗砂，其含泥量不得大于4％，砂垫层3的干密度应大于1.5t/m3，渗透系数应大于1×10-2cm/s，砂垫层3宽出地基处理范围不小于1m；
步骤四：在砂垫层3中施作多条碎石盲沟2，碎石盲沟2交汇处设置集水井，形成横向排水体系，如图1所示；
步骤五：砂垫层3上机械插设若干个塑料排水板，形成竖向排水体系，在砂垫层的上部填筑碾压一定厚度的土层作为封水层5，在土层上采用石料进行分层填筑碾压，填筑至所需要的高程，形成填筑层6，在填筑层6上采用土石方进行填筑堆载，堆载至一定高程，与填筑层6共同形成堆载预压体系，如图2所示，为本发明所述竖向排水体系及堆载预压体系的示意图；
所述填筑及堆载的过程中采用水泥管8与集水井进行连接，形成一定深度的集水井。
步骤六：横向及竖向排水体最终会将水汇集在所述的集水井中，所述的集水井中设置自动抽水装置，在所述的堆载体表面开挖排水明沟，形成抽排水体系，如图3所示，为本发明所述自动抽排水体系的示意图；
步骤七：在多向复合土工垫4上一定间距设置钢板作为沉降板，钢板上连接钢管在所述填筑及堆载的过程中进行沉降监测，在堆载层表面一定间距设置混凝土块作为表面沉降标，定期进行沉降监测形成沉降监测体系，如图5所示，为本发明所述沉降监测体系的示意图。
步骤八：在砂垫层3施工的同时，由测量人员对集水井的平面位置进行定位，施工人员根据定位对集水井钢筋笼进行安装，填筑至钢筋笼位置时应采用小型挖机，避免造成钢筋笼损坏，钢筋笼顶部应与砂垫层3平齐。钢筋笼主筋14采用18根φ18钢筋，加强筋13为φ14@300mm，外螺旋箍筋16为A8@150mm，钢筋笼外包16目铁丝网19，再用土工布全包裹，外用10号铁丝绑扎，以保证过滤效果。
钢筋笼顶面焊接之φ800mm的钢垫圈12，用来放置φ800的水泥管8，底面焊接φ1100mm、厚度5mm的封底钢板20，同时在距底部300mm处焊接水泵托架17用来放置抽水水泵9，同时底部300mm也起到沉淀槽18作用，如图4所示，为本发明集水井钢筋笼的细部图。
塑料排水板施工采用振动沉管法打设，插板机前端装置引导对准排水板点位，将塑料排水板通过导管从管靴中拔出，调整排水板与桩尖，插入排水板，在未打设至设计深度时若遇坚硬土层打入困难时，留振时间不小于60s，最后拔管剪断排水板。
排水盲沟采用碎石盲沟2，断面尺寸为0.5m×0.5m，盲沟顶面位于砂垫层3底面以下25cm，各盲沟均向集水井方向按1％进行放坡，利于水流入集水井中进行抽排。采用小型挖掘机辅以人工进行排水盲沟开挖，开挖宽度500mm，开挖深度500mm，相邻两平行盲沟间距50m。人工将土工布铺入盲沟沟底，铺放土工布时沟面上要留有一定的土工布卷边，以包裹碎石15填料。每段土工布之间留30cm搭接长度，以保证过滤效果，土工布规格不小于250g/m2，渗透系数为5×10-2～5×10-1cm/s，盲沟填充碎石15选用30～50mm级配碎石，碎石15含泥量不大于3％，采用小型挖掘机辅以人工进行填筑。
盲沟施工时，在交叉点处预留集水井下部采用钢筋笼，上部填筑采用水泥管8，钢筋笼高1.5m，深入下部淤泥层1不小于0.5m，集水井顶面应高于堆载顶面不小于1m。堆载过程中应及时用抽水水泵9将水抽排出场外，集水井下部钢筋笼顶面与砂垫层3顶面平齐。
堆载体系施工时先进行分层回填及压实，分层回填厚度、压实机具、压实遍数需根据试验段结果进行最终确定，分层填筑至设计高程后进行堆载施工，为保证堆载土方边坡的稳定性和排水要求，堆载边坡坡比采用1:3。
预压期的沉降观测从加载施工开始时起，观测频率按如下要求进行。
Figure BDA0003856560180000081
在堆载预压区，沉降满足设计及规范要求时，对沉降后高于设计高程的部位需进行卸土，卸土后的填土顶面高程＝设计高程+0.2m，卸土后填土顶面采用碾压机械进行补强。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，该方法包括以下施工步骤：
S1：在深厚软土层表面进行开沟沥水；
S2：在所述软土层表面人工铺设多向复合土工垫（4）；
S3：在所述多向复合土工垫（4）上机械铺设砂垫层（3）；
S4：在所述砂垫层（3）中施作碎石盲沟（2），所述碎石盲沟（2）交汇处设置集水井，形成横向排水体系；
S5：在所述砂垫层（3）上机械插设塑料排水板，形成竖向排水体系；
S6：在所述砂垫层（3）上填筑碾压一定厚度的土层作为封水层（5）；
S7：在所述封水层（5）上采用石料进行分层填筑碾压，填筑至所需要的高程，形成填筑层（6），所述填筑层（6）为设计标高以下按照土石方压实标准进行填筑；
S8：在所述填筑层（6）上采用土石方进行填筑堆载，堆载至一定高程，形成堆载层（7），与填筑层（6）共同形成堆载预压体系，所述堆载层（7）为堆载填土+预留沉降填土填筑，为保证堆载土方边坡的稳定性和排水要求，堆载边坡坡比采用1:3；
S9：在填筑及堆载的过程中采用水泥管（8）与所述集水井连接，形成一定深度的集水井；
S10：横向及竖向排水体最终会将水汇集在集水井中，在集水井中设置自动抽水装置，在堆载体表面开挖排水明沟，明沟外接形成抽排水体系；
S11：在所述多向复合土工垫（4）上一定间距设置钢板作为沉降板，钢板上连接钢管，在填筑及堆载的过程中进行沉降监测，在堆载层（7）表面一定间距设置混凝土块作为表面沉降标，定期进行沉降监测，形成沉降监测体系。
2.根据权利要求1所述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，其特征在于，所述步骤S4中的碎石盲沟（2）断面尺寸为0.5m×0.5m，底面接砂垫层底面，坡度为1％，引至集水井。
3.根据权利要求1所述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，其特征在于，所述砂垫层（3）的含泥量不大于3%，渗透系数大于1×10-2cm/s，宽出地基处理范围不小于1m。
4.根据权利要求1所述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，其特征在于，所述步骤S4中的集水井下部采用钢筋笼，钢筋笼包括主筋（14），加强筋（13）和外螺旋箍筋（16），外包16目铁丝网（19），再用土工布全包裹，外用10号铁丝绑扎，并外包碎石（15）以保证过滤效果。
5.根据权利要求4所述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，其特征在于，所述钢筋笼顶面焊接钢垫圈（12），底面设置有封底钢板（20），距底部300mm处焊接有水泵托架（17）用来放置抽水水泵（9），底部300mm作为沉淀槽（18），上部填筑采用水泥管（8），钢筋笼高1.5m，伸入下部淤泥层（1）的深度不小于0.5m，集水井顶面高于设计标高1m以上。
6.根据权利要求1所述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，其特征在于，所述步骤S5中的塑料排水板采用FDPS-B型防淤堵塑料排水板，由滤膜和芯板熔合成一体。
7.根据权利要求1所述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，其特征在于，所述步骤S10中的自动抽排水体系包含抽水水泵（9）、排水管（10）和配电箱（11），通过持续抽排水加快软土固结速度。
8.根据权利要求1所述的一种加快深厚软土层堆载预压排水固结的方法，其特征在于，所述步骤S11中的沉降监测体系包含原地面沉降板和表面沉降标，所述原地面沉降板包括底板（21）、测杆（22）和套管（23），所述底板（21）采用300mm×300mm×8mm的钢板，所述测杆（22）选用直径Φ20mm的镀锌钢管，测杆（22）第一段长2米，上端套丝扣，接长段1.0-1.5米，两端套丝扣，测杆（22）与底板（21）之间采用4块三角形肋板，直角边100mm连接，双面侧焊，测杆（22）接长采用水管接头连接，所述表面沉降标采用300mm×300mm×500mm混凝土柱（24），顶面设置钢球（25）。
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