CN1293263C - 新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法，其特点是它是根据被处理软土地基的土层分层情况，根据各层土层不同的含水量及渗透系数，采用“数遍、分层直接插入真空管同步排水、拔除部分真空管与数遍变能量各层同步击密交叉处理”软土地基的方法，击密采用强夯或振动，每遍击密能量不同。本发明能再次缩短施工工期、有效控制最佳夯击量和夯击效果、提高施工质量。

Description

新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法

技术领域：

本发明涉及一种软土地基的加固处理方法，具体涉及一种新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法，属软土地基处理技术领域。

背景技术：

由于被处理软土地基的土层结构较为复杂，其表层与第二、三层等的土质均不同，各土层的含水量和渗透系数也就不同。传统的软土地基一般采用“高真空击密法”处理。“高真空击密法”是一种快速加固软土地基的新工法。它是通过数遍的将真空管直接列阵式插到软土地基各被处理土层，然后对真空管进行抽真空，并结合数遍的振动或强夯击密，来达到降低土层的含水量，提高密实度、承载力，减少地基工后的沉降量的目的。具体详见专利号为：ZL 01127046.2专利文件所描述的技术方案。该法虽然大大缩短了施工工期，但还是存在一些不足之处：

1、由于该法在插置真空管排水及击密时采用分层、分步进行，即先将真空管插到软土地基表层，对表层抽真空排水，击密；再将真空管插到软土地基第二层，对第二层抽真空排水，击密；再将真空管插到软土地基第三层，对第三层抽真空排水，击密；------；其余以此类推。由此可以看出，其施工步骤较多，施工工期还是较长，一般需25～30天。

2、该法在高真空排水后需击密时，需将真空管分区域全部拔除，然后夯击设备进入施工区域击密。由于真空管已全部拔除，在振动或强夯击密时，振动或强夯所产生的孔隙水不能及时由真空管抽真空排出，并击密产生的孔隙水压变化无法直观显示，也就不能直观反应击密使用能量是否合理，即夯击能量过大还是过小，也就不能有效控制最佳夯击量和夯击效果，会对施工质量产生一定的影响。

3、由于真空管管壁上的抽气孔及抽气孔外围的滤布仅布置在插到的各被处理土层所需处理厚度的下半段，而插到的被处理土层所需处理厚度的上半段的真空管管壁上没有布置抽气孔及外围滤布，这样，抽气孔布置到的部位即各被处理土层所需处理厚度下层的水容易被排出，而抽气孔没有布置到的部位即各被处理土层所需处理厚度上层的水就不容易被排出，使夯击时易形成难以处理的“弹簧土”。

发明内容：

本发明的第一目的在于克服上述不足，提供一种能再次缩短施工工期、有效控制最佳夯击量和夯击效果、提高施工质量的新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法。

本发明的第一目的是这样实现的：一种新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法，其特征在于它是根据被处理软土地基的土层分层情况，根据各层土层不同的含水量及渗透系数，采用“数遍、分层直接插入真空管同步排水、拔除部分真空管与数遍变能量各层同步击密交叉处理”软土地基的方法，击密采用强夯或振动，每遍击密能量不同，其具体处理步骤为：第一遍、将真空管直接列阵式插到软土地基各被处理土层，对插到各被处理土层的真空管进行抽真空排水，整层拔除真空管，对整层拔除真空管的各被处理土层同时击密；第二遍、将拔除的真空管回插，再对插到各被处理土层的真空管进行抽真空排水，再整层拔除真空管，对整层拔除真空管的各被处理土层同时击密，拔除留置的真空管；第三遍、将真空管直接列阵式插到软土地基各被处理土层，对插到各被处理土层的真空管进行抽真空排水，拔除全部真空管，对拔除全部真空管的各被处理土层同时击密。这样可以使各层不同的软土经过数遍高真空同步排水与同步击密交叉进行后，各层基本同步达到降低含水量，提高密实度、承载力之目的。使工期较“高真空击密法”节省约一半的施工时间。

本发明由于采用拔除部分真空管，而留置部分真空管不拔除(常规留置深层真空管)，在进行夯击作业时，根据孔隙水压力变化，即留置的真空管有效排出的水量变化情况，能直观反映变能量击密使用的能量是否合理。即夯击能量过大或过小时，留置高真空管的排出水量都会减少。二是：能更巧妙利用夯击初始产生超孔隙水压力这个“正压”的最大值，在部分留置高真空管“负压”同步作用下，利用夯击初始最大的“压差”使软土更有效排出水量。

本发明的第二目的在于提供一种能使“高真空击密法”施工中，被处理软土层上层部位易产生的“弹簧土”得以解决的新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法。

本发明的第二目的是这样实现的：将上述直接列阵式插到各被处理土层的真空管，根据各被处理土层所需处理的厚度，插到各被处理土层的真空管上按此所需处理厚度上下全部设置抽气孔，并在抽气孔外围包置相应的滤布。

这样，抽气孔插到的部位即各被处理土层所需处理的厚度的土体含水都容易被排出，本发明的这一改进，使得“高真空击密法”施工中被处理软土层上层部位易产生的“弹簧土”的问题得到圆满的解决，大大提高了施工质量。

                              具体效果分析如下表：

	高真空击密法	本发明
			各层真空管插置	各层分层、分步抽高真空管排水、分步击密，施工工期25～30天	各层分层同步抽高真空排水、击密，施工工期15～20天
高真空管上抽气孔、滤布布置	被处理土层中真空管上的抽气孔及抽气孔外围滤布下置，土层上层部位夯击易产生“弹簧土”	被处理土层中真空管上的抽气孔及抽气孔外围滤布上下全置，克服土层上层部位“弹簧土”易产生的缺陷
			施工区域高真空管的拔除	全部拔除高真空管后击密，击密能量难以控制，每遍相对高真空击密排出水量较少	隔排拔除高真空管，留置一定数量的高真空管不拔，高真空排水和夯击同时同步作业，通过留置的真空管排出水量能直观反映夯击能量的合理性，另能有效利用夯击初最大“压多排出水

具体实施方式：

实施例一：

某一堆场软土地基加固。土层结构：表层为吹填砂土厚约2m，第二层为粉质粘土厚约2m，第三层为淤泥质土厚约10～13m。设计要求10m内地基承堆力需从平均50～60kpa提高到100kpa，不均匀沉降小于1/600。为此采用“三遍表层、第二层、第三层分三层直接列阵式插入间距不同的高真空管抽真空、拔除部分真空管以及三遍变能量击密”交叉处理软地基：

第一步、第一遍插真空管将第一批真空管直接列阵式插到表层吹填砂土层底，真空管插入深度2m，真空管管距3.5m×6m，插到表层吹填砂土层的真空管管壁段上上下全部布置抽气孔，抽气孔外围包置相应的滤布；将第二批真空管直接列阵式插到第二层粉质粘土层底，真空管插入深度4m，真空管管距3.5m×4.5m，插到第二层粉质粘土层的真空管管壁段上上下全部布置抽气孔，抽气孔外围包置相应的滤布；再将第三批真空管直接列阵式插到第三层淤泥质土层，真空管插入深度10m，真空管管距3.5m×3m，插到第三层淤泥质土层的真空管管壁段上上下全部布置抽气孔，抽气孔外围包置相应的滤布。插到第二层以及插到第三层的真空管与插到表层的真空管间隔设置。

第二步、第一遍抽真空、拔部分真空管对插入各被处理土层的三层真空管同时抽真空5～7天，拔去上述表层、第二层真空管，留置第三层真空管不拔除。

第三步、第一遍夯击对拔去真空管的软土地基进行夯击，夯击能量2000KN.m。

第四步、第二遍插真空管将第一遍拔除的表层、第二层真空管回插，其布置同第一遍插真空管。

第五步、第二遍抽真空、拔部分真空管对插入各被处理土层的三层真空管同时抽真空5～7天，拔去上述表层、第三层真空管，留置第二层真空管。

第六步、第二遍夯击对拔去真空管的软土地基进行夯击，夯击能量提高到3000～3300KN.m，拔除上述留置的第二层真空管。

第七步、第三遍插真空管将拔除的表层真空管再直接列阵式插到表层吹填砂土层底，真空管管距3.5m×5m。插到表层吹填砂土层的真空管管壁段上上下全部布置抽气孔，抽气孔外围包置相应的滤布。

第八步、第三遍抽真空、拔真空管对插到表层吹填砂土层底的真空管抽真空1～2天，拔去上述全部真空管。

第九步、第三遍击密对拔去真空管的软土地基进行击密，振击能量450KN，振动击密4～5遍。

经检测工后承载力特征值120Kpa，差异性夯前计算夯沉量工前基本消除，工后沉降也符合设计要求。为此，工期比原方案节约一半，能直观显示夯击能的最佳能量，严防“弹簧土”的形成。

实施例二：

某一道路软土加固。土层结构：表层为粉质粘土厚约2m，含水量45％。第二层为淤泥质土厚约10～13m，含水量60％，渗透系数1.4×10^-7cm/s。设计要求6m内地基承载力从平均30～40kpa提高到80kpa。为此采用“三遍表层和第二层分层直接列阵式插入间距不同的高真空管抽真空、拔除部分真空管以及三遍变能量击密”交叉处理软地基：

第一步、第一遍插真空管先将第一批真空管直接列阵式插到表层为粉质粘土层底，真空管插入深度2m，真空管管距3.5m×4.5m，插到表层为粉质粘土层的真空管管壁段上上下全部布置抽气孔，抽气孔外围包置相应的滤布。再将第二批真空管直接列阵式插到第二层淤泥质土层，真空管插入深度7m，真空管管距3.5m×2.5m，插到第二层淤泥质土层的真空管管壁段上上下全部布置抽气孔，抽气孔外围包置相应的滤布。插到第二层淤泥质土层的真空管与插到表层为粉质粘土层底的真空管间隔设置。

第二步、第一遍抽真空、拔部分真空管对插到表层为粉质粘土层底的真空管与插到第二层淤泥质土层的真空管同时全部抽真空5～7天，拔去上述表层真空管。

第三步、第一遍夯击对拔去真空管的软土地基进行夯击，夯击能量约1200KN.m。

第四步、第二遍插真空管将上述拔除的表层真空管回插，第二遍表层真空管布置同第一遍表层真空管。

第五步、第二遍抽真空、拔部分真空管对插到表层为粉质粘土层底的真空管与插到第二层淤泥质土层的真空管同时抽真空5～7天，拔去上述表层真空管。

第六步、第二遍夯击对拔去表层真空管的软土地基进行夯击，夯击能量提高到1800KN.m，拔除第二层真空管。

第七步、第三遍插真空管再次插入表层真空管，表层真空管布置同第二遍表层真空管布置。

第八步、第三遍抽真空，抽真空时间1～2天。

第九步、第三遍夯击对拔去真空管的软土地基进行夯击，夯击能量提高到2200KN.m。如遇部分区域软土含水量较高，适当调整抽真空时间等，经三遍真空、击密交叉软土处理后6m内形成一个承载力大于80kpa均匀的硬壳层。

本发明插入软土中的真空管无需填砂，真空管密布以真空影响半径计算。

Claims (4)

1、一种新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法，其特征在于它是根据被处理软土地基的土层分层情况，根据各层土层不同的含水量及渗透系数，采用“数遍、分层直接插入真空管同步排水、拔除部分真空管与数遍变能量各层同步击密交叉处理”软土地基的方法，击密采用强夯或振动，每遍击密能量不同，其具体处理步骤为：第一遍、将真空管直接列阵式插到软土地基各被处理土层，对插到各被处理土层的真空管进行抽真空排水，整层拔除真空管，对整层拔除真空管的各被处理土层同时击密；第二遍、将拔除的真空管回插，再对插到各被处理土层的真空管进行抽真空排水，再整层拔除真空管，对整层拔除真空管的各被处理土层同时击密，拔除留置的真空管；第三遍、将真空管直接列阵式插到软土地基各被处理土层，对插到各被处理土层的真空管进行抽真空排水，拔除全部真空管，对拔除全部真空管的各被处理土层同时击密。

2、根据权利要求1所述的一种新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法，其特征在于其具体处理步骤为：第一遍、将真空管直接列阵式插到软土地基各被处理表层、第二层和第三层，对插到表层、第二层和第三层的真空管进行抽真空排水，拔除表层和第二层真空管，对拔除表层、第二层真空管的各被处理土层同时击密；第二遍、将拔除的表层、第二层真空管回插，再对插到表层、第二层和第三层的真空管进行抽真空排水，再拔除表层和第三层真空管，对拔除表层和第三层真空管的各被处理土层同时击密，拔除留置的第二层真空管，第三遍、将真空管直接列阵式插到软土地基表层，对插到表层的真空管进行抽真空排水，拔除插到表层的全部真空管，对拔除全部真空管的各被处理土层同时击密。

3、根据权利要求1所述的一种新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法，其特征在于其具体处理步骤为：第一遍、将真空管直接列阵式插到软土地基被处理表层和第二层，对插到表层和第二层的真空管进行抽真空排水，拔除表层真空管，对拔除表层真空管的各被处理土层同时击密；第二遍、将拔除的表层真空管回插，再对插到表层和第二层的真空管进行抽真空排水，再拔除表层真空管，对拔除表层真空管的各被处理土层同时击密，拔除留置的第二层真空管，第三遍、将真空管直接列阵式插到软土地基表层，对插到表层的真空管进行抽真空排水，拔除插到表层的真空管，对拔除真空管的各被处理土层同时击密。

4、根据权利要求1～3其中之一所述的一种新型高真空变能量交叉击密软地基处理的方法，其特征在于将直接列阵式插到软土地基各被处理土层的真空管，根据各被处理土层所需处理的厚度，插到各被处理土层的真空管管壁段上按此所需处理的厚度上下全部设置抽气孔，并在抽气孔外围包置相应的滤布。