CN1858361A

CN1858361A - 超软弱土快速加固方法及其加固装置

Info

Publication number: CN1858361A
Application number: CN 200610035853
Authority: CN
Inventors: 房营光; 莫海鸿
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: CN100480472C

Abstract

本发明涉及一种超软弱土快速加固方法，包括(1)在超软弱土上铺设一层或多层格栅，垂直插入长度与超软弱土厚度相当的塑料排水板或袋装砂井，在格栅上铺设排水垫层，并在排水垫层中沿水平方向铺设滤管，然后覆盖密封膜，形成超软弱土快速加固装置；(2)对步骤(1)形成的超软弱土快速加固装置内的超软弱土层进行7～14天的真空预压；(3)清除步骤(1)铺设的排水垫层，再铺设排水砂垫层，然后采用常规的真空预压法或堆土预压法对地基进行整体加固。按所述方法施工得到的装置由密封膜、排水垫层、抽真空滤管、排水板或袋装砂井、格栅层构成。本发明采用超软弱土和排水垫层，大大降低成本，缩短施工工期，施工后差异沉降小。

Description

超软弱土快速加固方法及其加固装置

技术领域

本发明涉及建筑工程、港口工程、公路工程等领域，具体是超软弱土快速加固方法。

本发明还涉及所述方法得到的超软弱土快速加固装置。

技术背景

我国沿海地区人口密集，人均耕地面积甚少，随着国民经济的持续发展，沿海地区建设规模不断扩大，土地资源越来越紧张。为了解决建筑、港口码头等工程用地问题，近年来天津港、连云港、广州南沙港以及深圳盐田区等地进行了大量的围海造陆工程。围海造陆工程面临2个问题，一是吹填土材料问题，二是吹填土地基的加固问题。从技术的角度来看，最理想的吹填材料是砂土，吹填砂地基的加固技术也比较简易。但是，由于建筑工程消耗了大量的砂，并且出于环境保护和水利安全的要求，各地水利和环保部门限制或禁止采砂，因此，砂土价格昂贵，且极为短缺，难于满足围海造陆工程所需大量吹填砂的要求。近年来，结合下游航道或出海口的清淤疏浚工程，采用超软弱土作为围海造陆的填土，这样既解决了清淤工程的淤泥沉积和堆填场地问题，又解决了围海造陆工程的吹填材料困难。但是，吹填的淤泥土属于超软弱土，含水量极高，处于流动状态，其压缩性大、强度及承载力极低，必须对超软弱土地基进行加固，才能把围海造陆所得的土地作为建设用地。

对于超软弱土地基的加固包括对表面超软弱土的加固和下卧软土的加固，最有效的加固方法是预压法(如真空预压法或堆土预压法等)。预压法加固地基需要插入穿过软土层的塑料排水板或袋装砂井作为排水通道，其长度视软土层的厚度而定，通常为20～25米，地表还需要铺设600～800mm的排水砂垫层。进行塑料排水板或袋装砂井施工的插板机或砂井机的重量为30～40吨，施工时插板机或砂井机需在地表行走。由于表面超软弱土处于流动状态，不具有承载能力，各种施工设备都将陷入超软弱土之中。因此，无法采用常规方法进行塑料排水板或袋装砂井的施工，也无法在流动状态的表层超软弱土上铺设排水砂垫层。

采用常规方法对超软弱土地基进行加固时，为防止施工设备陷入淤泥土中，表层超软弱土通常需自然晾晒1～2年或采用其他方法进行预处理，施工效率低，成本高，施工工期长。

此外，采用常规方法加固超软弱土地基时，通常在吹填的淤泥中加入砂土以改善其性能，由此容易形成淤泥包，加固效果、强度不均匀，工后差异沉降大。

发明内容

本发明针对现有技术加固超软弱土地基存在的困难，提供一种超软弱土快速加固方法，通过采用超软弱土和排水垫层，大大降低成本，缩短施工工期，施工后差异沉降小。

本发明的目的还在于提供采用所述方法得到的超软弱土快速加固装置。

本发明的超软弱土快速加固方法包括如下步骤：

(1)在超软弱土上铺设一层或多层格栅，垂直插入长度与超软弱土厚度相当的塑料排水板或袋装砂井，在格栅上铺设排水垫层，并在排水垫层中沿水平方向铺设滤管，然后覆盖密封膜，形成超软弱土快速加固装置；

(2)对步骤(1)形成的超软弱土快速加固装置内的超软弱土层进行7～14天的真空预压；

(3)清除步骤(1)铺设的排水垫层，再铺设排水砂垫层，然后采用常规的真空预压法或堆土预压法对地基进行整体加固。

步骤(1)中，所述格栅包括土工布和/或土工编织物。

步骤(1)中，可以采用轻型水上插板机或砂井机、底座改造为船式的轻型插板机或砂井机来设置塑料排水板或袋装砂井。也可以把轻型插板机或袋装砂井安装于小船上进行设置施工。

塑料排水板或袋装砂井的长度与吹填的表层淤泥土厚度相当，或根据第二步加固施工所要求的表层土承载力而定。

步骤(1)中，为更有利于插板机或袋装砂井机在超软弱土上行走，可以沿加固区周边筑一道上围堰蓄满一定深度水，利用水的浮力减轻施工设备对超软弱土的压力。

超软弱土中的塑料排水板或袋装砂井完成后，排干围堰蓄内的水，铺设厚度约30-50cm的稻草、芦苇、杂草、土工编制物中的一种或一种以上作为排水垫层；

经步骤(2)真空预压加固后的超软弱土的承载力可达到40～60kPa，为步骤(3)的地基整体加固实施提供施工条件。

步骤(3)中，由于经步骤(2)真空预压加固后的超软弱土达到一定的强度，能承受大型施工设备的压力，可满足常规真空预压法或其它施工方法的施工条件。

按本发明方法施工得到的超软弱土快速加固装置由密封膜、排水垫层、抽真空滤管、排水板或袋装砂井、格栅层构成，所述密封膜覆盖在排水垫层的上面和侧面，格栅层在排水垫层的底面，抽真空滤管水平安装在排水垫层内，排水板或袋装砂井垂直插入在超软弱土中，其上端埋入排水垫层内。

所述密封膜是塑料密封膜。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、由于超软弱土处于流动状态，无法在超软弱土上铺设常规排水砂垫层。本发明采用了排水垫层，排水垫层与超软弱土之间用格栅分隔，防止泥浆侵入垫层材料之中而影响其透气透水功能。该排水垫层具有排水功能，且重量轻而可直接铺设于超软弱土之上，使超软弱土的加固施工可顺利实施。而且大大降低成本，并有利于资源和生态环境保护。

2、本发明采用轻型水上插板机或砂井机、或底座改造为船式的轻型插板机或砂井机、或把轻型插板机或袋装砂井安装于小船上等施工方法，有效防止施工设备沉陷，能在超软弱土之上直接进行排水板、袋装砂井的设置；同时，沿加固区周边筑土围堰蓄水，利用水的浮力减轻施工设备对超软弱土的压力，更有利于插板机或袋装砂井机在超软弱土上行走，提高施工效率。

3、本发明可在吹填超软弱土后即时进行加固，工艺简易，成本低，施工工期短；加固强度均匀，施工后差异沉降小。

附图说明

图1是本发明的超软弱土快速加固装置结构示意图。

图2是本发明方法中设置排水板或袋装砂井的施工示意图。

具体实施方式

如图1所示，密封膜1覆盖在排水垫层2的上面和侧面，格栅层5在排水垫层2的底面，抽真空滤管3水平安装在排水垫层2内，排水板或袋装砂井4垂直插入铺设在原地面上的超软弱土7中，其上端插入排水垫层2内。

所述密封膜1可以采用塑料密封膜，排水垫层可以采用稻草、芦苇、杂草、多孔土工材料垫层中的一种或一种以上。格栅可以采用土工布和/或土工格栅。

图1中，通过表层超软弱土加固提高其强度，为地基整体加固的后继工艺实施提供条件。其中塑料排水板或袋装砂井的长度L也是有效加固深度，根据后继工艺要求而定，通常为数米；真空度通过滤管、排水垫层和塑料排水或袋装砂井传递，对有效加固深度L范围内的超软弱土进行预加固。

如图2所示，沿加固区周边筑土围堰9，围堰内蓄水10后，采用轻型水上插板机或砂井机11设置排水板或袋装砂井。

实施例

本发明在广州南沙地区一吹填淤泥土地基加固试验中得到了成功应用。该试验场地为100×100m²，原地基为厚度约20m的淤泥和淤泥质土层，在原地基面吹填6m厚的淤泥。采用本发明先对地表新吹填淤泥土进行加固，经过9天的真空加载，新吹填淤泥的承载力达到45～55kPa，满足了地基整体加固的后继施工条件要求，地基整体加固仍然采用真空预压法。地基经过93天的真空加载整体加固后，承载力达到90kPa，满足设计要求。

Claims

1、一种超软弱土快速加固方法，其特征在于包括如下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述格栅包括土工布和/或土工编织物。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤(1)中，采用轻型水上插板机或砂井机、或底座改造为船式的轻型插板机或砂井机来设置排水板或袋装砂井；或者把轻型插板机或袋装砂井安装于小船上进行设置施工。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于沿超软弱土加固区周边筑一道土围堰蓄水。

5、权利要求1-4之一所述方法得到的超软弱土快速加固装置，其特征在于由密封膜、排水垫层、抽真空滤管、排水板或袋装砂井、格栅层构成，所述密封膜覆盖在排水垫层的上面和侧面，格栅层在排水垫层的底面，抽真空滤管水平安装在排水垫层内，排水板或袋装砂井垂直插入铺设在超软弱土中，其上端插入排水垫层内。