TW201144531A - Soft foundation treatment method - Google Patents

Description

201144531 ' 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明屬於軟土地基處理技術領域，具體涉及―種改_軟地基處理 方法。 【先前技術】

隨著經濟的發展’世界各_卫#化區域錢巾在沿海、沿江地帶， 而沿海、沿江地帶的土地架構多為軟基（軟地基）；軟·基具有含水 量高、渗透性差、承載力低的特點；若不經地基改良，施工人員及施工機 械則難以進人’亦無法進行道路、鱗料設；而若在沒有處理好觀基 的情況下進行建設’將導致建絲產生沈降、⑽甚靖群嚴重後果。 目前國内外常見的軟地基處理方法主要包括捲基法、強务法、古真介 擊密法、排水固結法等，其巾排相結法主要有雜麵法、堆載二壓: 以及真空聯合堆載法，其主要過程為：在被處理土體表面鋪設水準透水層 (=和透氣軟管），同時在土體中插人豎向排水通道（娜排水板或砂井^ 覆蓋真空膜後抽氣（或直接堆土 4〜如或真空聯合堆土）。而此方法利用插 真空產生約-個大氣Μ (真空極限為-個大氣屋，約職ρ&)或堆土 生108kPa的麼力，或兩者聯合產生2〇舰的壓力。藉由壓力作用敕土 :的-部分水透過水準和豎向排水通道排出土外，使得軟土含水量下軸 提升其承載力。 ’ 但排水固結法也存在有以下缺點：工期長（_般3〜6個月），造價高 不夠環保；同0_方法赫在如下難贿決的技術問題：軟土含水量下^ 難以突破臨界點（-般為35%) ’主要原因在於，該軟土是由液態水和固庚 土顆粒兩部分組成，賴水又分為自由水和結合水。射的自由水即㈣ 201144531 所說的地下水’而結合水是指透過分刊力吸附在土顆粒表面的水。然其 真空預壓對於降低自由水有效，但對於降低結合水的效果有限，原因在於 結合水是透過分刊力_·在土驗的表面，其分刊力可高達幾千 乃至上萬個大縫’故於真空賴過程巾，#含水量達顺近臨界含水量 時，即使再大幅度堆土增加土壓力，土體的結合水仍難以排出，是以難以 再進一步降低軟土之含水量。 因此’在軟地基處理過程中，如何快速有效地降低土體所含的結合水， • 是業界急需解決的一個世界性的難題。 【發明内容】 本發明的目的在於解決現有軟地基處理方法所存在的、軟土所含結合 水下降到接近臨界點時難以再進—步降低的技術難題，從而提供—種創新 的軟地基處理方法。 為解決上述難題，本發明的軟地基處理方法包括以下步驟： 步驟一，在被處理軟土中插入電熱棒； 步驟二，在被處理軟土中設置豎向排水通道，並與抽真空設備連接. >步驟三，開啟電熱棒對被處理軟土進行加熱，同時開啟抽真空設備進 仃真空抽取動作，加速被處理軟土結合水的排出。 步驟-中，所述電熱棒按正方形、矩形或三角形的模式設置。 其中，所述電熱棒在軟土中的設置間距為0.3〜1()爪。 合。步驟二巾’鱗㈣排水通道為_錢、真咏_兩種的結 其中，所《膠排水板與抽真空設備的連接模式為：塑 端用帶有界關蓋子賴’蓋子的界錢接轉向通氣軟f，水準向透氣 201144531 .軟管=接:抽真空設備，同時在被處理軟土上方設置密封層。 同時在被處理軟土上=水準向透氣軟管再連接至抽真空設備， 被處理軟土上方設置厚度〇.5〜1m的黏土或真空膜。 鋪設砂二==板與抽真空設備的連接模式為物軟土上方 軟管II』=的上端連通砂塾層’且砂塾層中設置水準向透氣 層。° A W再連接至抽真空設備，同時在砂塾層上方設置密封 所述密封層為在被處理軟土上方鋪設真空膜。 至水=透^真空管與抽真空設傷的連接模式為：真空管上方以軟管連 ^透乳軟官’水準向透氣軟管再連接至抽真空設備。 所述真空管為長2〜10m，直徑為20〜5〇cm的鋼管。 本於明驟―^還包域被處理土體進行真空賴處理的步驟。 種軟地基處理方法，其特徵在於，包括如下步驟： 二驟-在I:理軟土中設置砂井，並於砂井中插入電熱棒； 1 設砂砂井的上端連通砂麵，且砂整層中 w罐再輸㈣蝴儒砂墊 行抽軟：=加熱’_ 其中’所職封層為在被處雜土上謂設真空膜。 ”中所H之别還包括㈣處理土體進行真空髓處理的步驟。 相對於現有技術，本發明具有如下的優點： [S ] ，卜本發明將電熱棒插入軟土中，將軟土中的結合水氣化，並產生蒸汽 β.力（正塵力）再於軟土中插人排水通道，同時在排水通道上施加真空（抽 5 201144531 T為負壓朴並藉由兩者之勤騎能將統的結合水快速排除軟土之 解决了 U 3水$難以低於_這触界點的難題。 —2、透雜制難的Α小及加__，可有效地降低軟切結合水， 貫現可控概升軟土之力學性能，進㈣t輯設需要。 用本么月的技術方案可縮短工期5⑽以上及節省造價雛以上， 並大幅度料_ 爾下降，軟场_化），且在無添加 化學添加劑之航下，可符合環舰I之需求者。

【實施方式】 而以下實施例僅用於 ^以下結合具體實施例，對本發明作進一步說明 說明本發明而非祕限定本發明的範圍。 進行=的上w，對於軟土巾電鱗_的設定，™如下公式

W . d 其中：λ—修正系数’ ω—含水量，—渗透系数，，一电功率，天 数。處理的土層含水量越高，滲透系數越小，電熱棒關距調小，電功率 越大，電熱時間越長，間距可調小，施工中一般劃3000〜5000平方米為一 施工小區，電熱棒互相連接通電。 貫施例1 某海邊開發區進行施工，該處的地質情況為：新吹淤泥厚4〜8m，形成 陸域’含水量8〇〜9〇%，參透系數為5xl〇-8cm/s，首先透過真空預壓後， έ水里下降至38〜40%，經檢測承載力僅55kPa，由於該區域需要大面積建 市政道路’上述地質條件不能滿足設計要求。 本實施例的處理方法具體步驟如下（請參第1圖所示）： 201144531 步驟-，在市政道路軟土中插入直a2c_電熱棒ιΐ2，按正方形佈置， 間距為0.3111，插入深度6m，每1〇00根電熱棒相互連接作為—组，再連接 總電源； 步驟二，在軟土 102上插入塑勝排水板1〇4作為登向排水通道插入 深度6m，正方形佈置，間距為lm ;塑膠排水板剛的上端用帶有界面的蓋 子103封閉，透過軟管110將一條直線上的蓋子1〇3全部連接，然後連接 真空幫浦101，同時在排水板及界面上層覆蓋〇 5〜—的黏土作為密封層； 步驟三’接通電源，同時抽真空和加熱電熱棒，加熱使得軟土中的結 合水汽化’產生洛汽壓力（正壓力）’同時在排水通道上施加直空（抽真* 籲為負壓力V由於壓力差的作用，汽化的結合水透過真空幫浦皿独雜 出軟土之外。 施工四天後進行檢測，6m厚的原軟土含水量下降至M，承載力提升 至100 kPa，滿足設計要求。 實施例2 某水庫清於後放入污水池（深4m)，含水量98%，渗透系數& 2x1〇-8cm/s ;因道路交通防滴漏的環保要求和改良後的於泥直接作為可利 •用的乾土源，故要求淤泥改良的含水量小於30%。 本實施例的處理方法具體步驟如下（請參第2圖所示）： ^驟-’人鋪設土卫布—層’人卫鋪設Q· ^厚的砂墊層浙，砂塾 層中每6m埋入水準透氣軟管105 ; 一步驟二’插入電熱棒112，間距h 5m，深度3. 5m，每咖根為一組， 二角形佈置，將電熱棒相互連接，然後通人總電源變壓器； 步驟三，再插入4m的塑膠排水板1〇4，間距〇· 3m，三角形佈置；塑膠 排水板104的上端連通砂整層，水準透氣綠1〇5連接至抽真空設備在 v塾層1G7上紐-層土工布，再鋪兩層真空膜進行密封； 步驟四’將水準透氣軟管105經過—段pvc管1〇6接入真空幫浦如， 7 201144531 抽真空三则，連續5天每天沈較小於3mm時，朗真空降水軟土的含 =量即將接近臨界點（水抽不出，軟土體積不能壓縮，即表現為軟土沈降 幅度越接近零’考慮成本，—般#沈降量小於3mm/d時就 預壓基本完成* 步驟五，將電熱棒112接通電源，同時抽真空和加熱電熱棒五天，加 熱使得軟土中的結合水氣化，並產生蒸汽壓力（正壓力），同時在排水通道 抽真空咖力)’由於塵力差的作用，氣化的結合水纖 排錄1之夕7卜中’之後水汽再透過水準透氣軟管105經由抽真空幫浦101 權7崎：綱，㈣知小於識， 題’並達到國外環保的要求，徹底改變了原添加大量水泥、 雁又石等其他不_保、成本極大的傳統方式，獲得了極大的 應’且藉由人為可控制的排出結合水，則更便於控制軟土之含水量 實施例3 且體中的軟土施工條件’本實施例採用不同的方法進行處理， 八體v驟如下（請參第3圖所示）： 中鑽乂井113 ’所述砂井是為加速軟弱地基排水固結’在地基 在石少井H3中插Γ而成的排水柱體’或將砂灌人織袋放進孔内而形成； =113中插人電鱗112，而每個砂井ιΐ3中插 將電熱棒112相互遠 电熟棒112,並 佈置，間距0 3 ^ 源霞器；砂井113之間為三角形 間距0. 3〜5米，深度3.5m; 107,2’切井Η3上先鋪設土工布-層，人工鋪設“厚的砂塾層 107母Γ埋入水準透氣軟管;砂井113的上端連通砂塾層 ,税軟^ 105連接至抽真空幫浦10卜在砂塾層107上先覆一層 工布，再鋪兩層真空膜進行密封； 201144531 步驟三，將水準透氣軟管1〇5經過一段哪f ι〇6接入真空幫浦仙， 抽真空三個月’若連續5天每天沈降量小於3刪時，則說明真空降水軟土 的含水量即將接近臨界點（水抽不出，軟土_不能魏，即表現域土 沈降巾田度越接近零，考慮成本，—般當沈降量小於時就認為自由水 真空預壓基本完成）； 乂驟四’將電熱棒112接通電源，同時抽真空和加熱電熱棒五天，由 =核用電鱗112直接插在砂井113内，使得傳熱效果更好，㈣快速使 付軟土 102中的結合水氣化，並產生蒸汽壓力（正壓力），同時在排水通道 上施加真空（抽真空為負壓力），由於壓力差的作用，氣化的結合水被排出 到石;塾層107中’之後水氣再透過水準透氣軟管1〇5經由抽真空幫浦而 排出軟土之外。 ' 本實施例的實施效果：施工五天後進行檢測，軟土的含水量小於篇， 知工方純保且成本低，可人為控制排出結合水，較好地控制了軟土含水 量。 實施例4 某大型工廠建在1〇〇萬m2的軟土地基上，軟黏土厚1〇m，含水量45%， 渗透系數為7xl0-7cm/s，下队層為粉質黏土等。設計要求：承載力 fak,pa，施工後沈降小於—，現場無土方。透過計算直接採用真空預 壓等排水法難以達到要求’而樁基法之成本則過高。 本實施例的處理方法具體步驟如下（請參第4圖所示）： 步驟一，在軟土地基上插入電熱棒112，插入深度為1〇m，間距2.訑， 長方形佈置； 步驟二，在軟土 102上插入l〇m塑膠排水板104，間距5m，正方形佈 置，塑夥排水板104環繞圈在水準透氣軟管1〇5上，水準透氣軟管1〇5透 201144531 過-段PVC管106連接真空幫浦1〇1;在水準透氣軟管1〇5上覆土 再覆蓋兩層真空臈進行密封； d 中=?瓜接通電源’同時抽真空和加熱電熱棒七天，加 氣軟管胸過真空幫請,_赚切=化的'，、。5水經由水準透 她_的實施效果：施工四天後進彳迦j，軟土的含水量小於繼， 犬破了工_題，且達到國外環保的要求，相對於傳統方法 50%以上及造價節侧以上，經檢測及計算分析，滿足其設計要Γ 實施例5 同實施例4㈣軟土敎條件，本實_制不_方法 具體步驟如下（請參第5圖所示）： 处里’ 步驟-，在軟土地基上插入電熱棒 佈置； ，衣度_，間距10m，三角形 步驟二，在軟土 1〇2上插人伽真空f⑽ 1 真空管⑽上方雜管⑽輕水準錢軟㈣5，水準透錄=5置再 連接至抽真空設備；所述真空管為長2〜 /再 步驟三，將電熱棒112接通電源 ^為20〜5〇cm的鋼管； 熱使得軟土中的結合水氣化，並產=空和加熱電熱棒七天，加 施加真空_空為_)，由於勤壓力），同時在真空管上 部開有小孔的部分，之後經由直空管^，乳化的結合水進入真空管下 之外。 e 108透過真空幫浦101快迷排出軟土 本實施例的實施效果··施工五天後 突破了工程難題，達到了國外環保的yj ’軟土的含水量小於30%， 要求。 要表，經檢測及計算分析，滿足設計 10 201144531 ' 根據實際施工情況的不同，本領域的技術人員亦可同時使用塑膠排水 板、真空管、砂井或它們的任意結合作為豎向排水通道，同樣能夠達到本 發明的預期效果，這種組合對於本領域的技術人員來講是顯而易見的，因 而也在本發明的保護範圍之内。

[S3 11 201144531 【圖式簡單說明】 第1圖：係本發明之實施例圖1。 第2圖：係本發明之實施例圖2。 第3圖：係本發明之實施例圖3。 第4圖：係本發明之實施例圖4。 第5圖：係本發明之實施例圖5。 【主要元件符號說明】 ®真空幫浦101 軟土 102 蓋子103 塑膠排水板104 水準透氣軟管105 PVC 管 106 砂墊層107 ^ 真空管108 軟管110 電熱棒112 砂井113

Claims (1)

1. 201144531 七 申請專利範圍： 卜-種軟地基處理方法，其特徵在於，包括如下步驟： 步驟一’在被處理軟土中插入電熱棒； ^一在破處理軟土中設置賢向排水通道，並與抽真空設備連通； 行抽二力熱棒對被處理軟土進行加熱’同時開啟抽真空設備進 订抽真二，加速破處理軟土結合水的排出。 濛申π專利|&圍第丨項所述軟地基處理方法， 所述電熱棒按正方形、_或三__式設置。 ' 糾+1 據中°"專利耗圍第2項所述軟地基處理方法，所述電執棒在 軟土中的設置間距為〇. 340m。 电…輝 .依據申„月專利圍第i項所述軟地基處理方法，其步驟， 所述豐向排水通道為麵排水板、真空管或者為兩_結合。— 依據申叫專利範圍第4項所述軟地基 水板與抽真空設備的連接模式為:二= 閉’細界面連接水準向透氣軟管，水準向透氣== 備，同％在被處理軟土上方設置密封層。 ' 6 '依據中請專利範圍第4項所述軟 水板與抽真空設連接m射祕μ: 八所娜排 ❹^ “ Ί所__核的上端環繞於水準向透 軋軟官上，水準向透氣軟管再連接 命4 . 設置密封層。 抽真工叹傷’同時在被處理敕土上方 1、依射料觀㈣5或6項㈣觀基處财法，並所述密 封層為在麟職土上方設置厚度α 5〜lffi賴土或者為真空膜:、 8、依據申請專利範圍第4項所述軟地基處理方法，料 水板與抽真妓_連接m贿雜U 層_ 板的上端連通權，歸麵_轉 再連接至減空設備，同時在砂m上方 针透▲ [S1 13 201144531 _从Ι'ΛΓ__第8項所物_财法，其所述密封層 為在被處理孝人土上方鋪設真空膜。 仙1^依據U利額第4項所述軟地基處理方法，其所述直空管 準的連接模式為：真空管上方以軟管連至水準向透氣軟管，水 準向透氣軟官再連接至抽真空設備。 直利1&圍第4或1G項所述軟地基處理方法，其所述 真工吕為長2〜10m，直徑為20〜50cm的鋼管。 二2：^申請專利範㈣1項所述倾基處理方法，其所述步驟三 之㈣包括對被處理土體進行真空預壓處理的步驟。 13、-種軟地基處理方法，其特徵在於，包括如下步驟： 步驟―，在被處理軟土中設置砂井，之後在砂井中插人電熱棒； >步驟二，在砂井上鋪設砂墊層，砂井的上端連通砂塾層，且砂勢廣中 汉置水準向透氣軟管，水準向透氣軟#再連接錄真找備，同時在砂勢 層上方設置密封層； ”步驟三’開啟電熱棒對被處理軟土進行加熱，同時開啟抽真空設儀進 行抽真空，加速被處理軟土結合水的排出。 14、 依據申請專利範圍帛13項所述軟地基處理方法，其所述密封 層為在被處理軟土上方鋪設真空膜。 15、 依據申請專利範圍第13或Π項所述軟地基處理方法，其所 述步驟二之4包括對被處駐體進行真空麵處理的步驟。