專利名稱：雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大面積軟土地基的綜合加固方法，尤其是涉及一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法。適用于以粘粒等細(xì)顆粒為主、滲透系數(shù)很小的淤泥、淤泥質(zhì)土地基，尤其適用于對(duì)強(qiáng)度和變形要求較高的大面積軟地基加固并利用清淤疏浚抬高其高程的圍海造地或低洼地填高工程。
背景技術(shù)：
經(jīng)查閱國(guó)內(nèi)外的有關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，加固軟土地基并抬高其高程的工藝方法有多種如堆載預(yù)壓法、真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法、低位真空預(yù)壓法等。特別是一種名日“雙真空預(yù)壓及動(dòng)力擠密法聯(lián)合加固軟土地基”的新工藝，該工藝不但克服了上述諸工法的不足，而且提供了一種對(duì)場(chǎng)地軟土及吹填抬高泥漿層同時(shí)處理后場(chǎng)地有一定強(qiáng)度、固結(jié)周期較短，完成了清淤和造陸兼得的“套裁”功效，具有明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。然該工藝方法也有一些明顯的缺點(diǎn)和不足，以致在一定程度上制約了該工藝方法的推廣和應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)如下1、加固后的吹填泥漿層及其下場(chǎng)地軟土承載力不高該工法的預(yù)壓荷載由80kpa真空負(fù)壓和15kpa的泥封層自重壓力組成，總預(yù)壓荷載不會(huì)超過100kpa，這使場(chǎng)地軟土及其上吹填泥漿層經(jīng)預(yù)壓后的固結(jié)指標(biāo)較低，加固后場(chǎng)地軟土的承載力不高。
2、經(jīng)處理后泥封層的固結(jié)指標(biāo)低泥封層在工法中主要依靠真空降水及低能量強(qiáng)夯二次加固后獲得較高強(qiáng)度。而作為低位真空預(yù)壓法的閉氣系統(tǒng)，泥封層必須用滲透系數(shù)小(R≤0.001m/d)、閉氣性能佳的泥漿。然工法中的真空井點(diǎn)降水工藝只適用于滲透系數(shù)R≥0.1m/d的土層，這是一對(duì)無法彌合的矛盾，其結(jié)果泥封層將無法獲得有效的降水預(yù)壓，相繼的動(dòng)力擠密也無法得以實(shí)施，只能靠自然蒸發(fā)下自然固結(jié)，故加固后泥封層的固結(jié)指標(biāo)低，特別是當(dāng)泥封層較厚時(shí)，由于中間尚有未經(jīng)固結(jié)的軟夾層，泥封層的固結(jié)指標(biāo)更低。
上述缺點(diǎn)將很大程度上制約了該工藝方法的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能對(duì)軟土地基及其上吹填抬高的泥漿層同時(shí)處理、適用于不同性質(zhì)吹填泥漿的加固且處理后的場(chǎng)地強(qiáng)度高、固結(jié)周期短的雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于該法包括以下工藝步驟a)、低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓在被處理場(chǎng)地外圍筑圍堰，吹泥漿入圍堰至一定高程，在吹填泥漿面上鋪上土工布和竹芭，在竹芭上豎插塑料排水板、鋪真空水平管網(wǎng)、安裝真空預(yù)壓系統(tǒng)、吹厚泥封層作為自載預(yù)壓荷載，泥封層厚2.0～6.0m，真空預(yù)壓系統(tǒng)抽真空，低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓開始；b)、真空井點(diǎn)降水在泥封層上布置真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)，真空井點(diǎn)降水開始；c)、真空電滲降水真空井點(diǎn)降水結(jié)束后，在泥封層上真空井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)豎插電滲管，安裝電滲系統(tǒng)12，使真空井點(diǎn)管與電滲系統(tǒng)的陰極相連，使電滲管與電滲系統(tǒng)的陽(yáng)極相連以形成直流回路，真空電滲降水開始；d)、低能量強(qiáng)夯在泥封層上鋪設(shè)一層填料，第一遍低能量強(qiáng)夯開始，經(jīng)2～3輪“鋪設(shè)填料～低能量強(qiáng)夯”施工后，低能量強(qiáng)夯結(jié)束，泥封層及其下軟土達(dá)到超固結(jié)；e)、振動(dòng)碾壓、平整場(chǎng)地。
a)、低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓在被處理場(chǎng)地外圍筑圍堰，吹泥漿入圍堰至一定高程，在吹填泥漿面上鋪上土工布和竹芭，在竹芭上豎插塑料排水板、鋪真空水平管網(wǎng)、安裝真空預(yù)壓系統(tǒng)、吹厚泥封層作為自載預(yù)壓荷載，真空預(yù)壓系統(tǒng)抽真空，低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓開始；b)、真空井點(diǎn)降水在泥封層上布置真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)，真空井點(diǎn)降水開始；c)、真空電滲降水真空井點(diǎn)降水結(jié)束后，在泥封層上真空井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)豎插電滲管，安裝電滲系統(tǒng)12，使真空井點(diǎn)管與電滲系統(tǒng)的陰極相連，使電滲管與電滲系統(tǒng)的陽(yáng)極相連以形成直流回路，真空電滲降水開始；d)、低能量強(qiáng)夯真空電滲降水結(jié)束后，拔除電滲管和真空井點(diǎn)管，在泥封層上鋪設(shè)一層填料，第一遍低能量強(qiáng)夯開始，當(dāng)最后二擊貫入量小于10cm，第一遍低能量強(qiáng)夯結(jié)束；經(jīng)2～3輪“鋪設(shè)填料～低能量強(qiáng)夯”施工后，低能量強(qiáng)夯結(jié)束；e)、振動(dòng)碾壓、平整場(chǎng)地。
本發(fā)明加固的機(jī)理a)由于在本發(fā)明中采用了超厚泥封層，一方面使有效抽真空時(shí)間超過100天以上，使泥封層以下的吹填泥漿和場(chǎng)地軟土的固結(jié)指標(biāo)提高，同時(shí)超厚泥封層巨大的自重應(yīng)力在本發(fā)明中已轉(zhuǎn)化為自載預(yù)壓荷載，使泥封層下的吹封泥漿和場(chǎng)地軟土處于真空負(fù)壓和自載預(yù)壓荷載的共同作用，使其固結(jié)指標(biāo)大大提高。
b)超厚泥封層加固機(jī)理超厚泥封層雖然在自然蒸發(fā)和真空負(fù)壓共同作用下，在一定程度上得到固結(jié)，但總體上還屬于淤泥或淤泥質(zhì)土范疇，尚需進(jìn)行二次加固，其二次加固機(jī)理如下(1)、真空井點(diǎn)降水使泥封層在降水預(yù)壓荷載下含水量降低，土體得到初步壓縮固結(jié)。
(2)、真空電滲降水泥封層在真空電滲降水的過程中，在電泳現(xiàn)象、烘烤作用和真空降水的聯(lián)合作用下，有效地將軟土中大部分孔隙水經(jīng)由真空管排出，使軟土的含水量大幅度下降，以致最后達(dá)到低能量強(qiáng)夯所對(duì)應(yīng)的最佳含水量，為下一輪強(qiáng)夯創(chuàng)造條件。
(3)、低能量強(qiáng)夯經(jīng)有效降水的土體，在夯擊能作用下，泥封層被擠密而最終達(dá)到超固結(jié)。
與雙真空預(yù)壓及動(dòng)力擠密法相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)如下1、本發(fā)明有效地將超厚泥封層的自重應(yīng)力轉(zhuǎn)化為自載預(yù)壓荷載，使總預(yù)壓荷載達(dá)到120～160kpa，這將大大提高泥封層下軟土的固結(jié)指標(biāo)，使該軟土承載力超過100kpa。
2、本發(fā)明中引入了電滲工藝，使工法不但適用于滲透系數(shù)較大的軟土，更適用于滲透系數(shù)很小、以粘粒為主的吹填泥漿，大大拓寬了工法適用范圍。
3、本工法采用有填料的“高真空電滲降水～低能量強(qiáng)夯”施工，加固結(jié)束后，泥封層在交工面上的承載力可達(dá)100kpa。
4、本工法采用高真空電滲降水，使原工法中須分三遍真空井點(diǎn)降水為一遍真空井點(diǎn)降水和一遍真空電滲降水，不但提高了降水效率也縮短了工期。
5、本工法采用真空電滲降水，該降水方法對(duì)滲透系數(shù)很小的軟土特別有效，這將能有效地防止因強(qiáng)夯而出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象。


圖1為本發(fā)明施工工藝圖。
圖2為本發(fā)明在泥封層上布置井點(diǎn)管示意圖。
圖3為本發(fā)明在泥封層上布置電滲管示意圖。
圖中場(chǎng)地軟土，圍堰2，泥漿3，土工布和竹芭4，真空水平管網(wǎng)5，泥封層6，真空預(yù)壓系統(tǒng)7，十字井點(diǎn)管8，電滲管9，軟土地基表層10，吸水裝置11，電滲系統(tǒng)12，強(qiáng)夯(振動(dòng)碾壓設(shè)備)13，塑料排水板14。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，該法包括以下工藝步驟a)、低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓參見圖1，在被處理場(chǎng)地外圍筑圍堰2，吹泥漿3入圍堰至一定高程，在吹填泥漿面上鋪上土工布和竹芭各一層4，在竹芭上豎插塑料排水板14、鋪真空水平管網(wǎng)5、安裝真空預(yù)壓系統(tǒng)7和吹厚泥封層6作為自載預(yù)壓荷載，泥封層厚2.0～6.0m，真空預(yù)壓系統(tǒng)抽真空，低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓開始。
當(dāng)泥封層下的軟土在真空負(fù)壓和泥封層的自載預(yù)壓的共同作用下，達(dá)到設(shè)計(jì)固結(jié)度，泥封層也具有一定強(qiáng)度時(shí)，低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓結(jié)束。真空預(yù)壓系統(tǒng)即在竹芭上鋪設(shè)水平干管和支管，塑料排水板連接支管，支管連接干管，干管與集水井相連，集水井與真空泵相連。
b)、真空井點(diǎn)降水在泥封層上布置真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)，第一遍真空井點(diǎn)降水開始，直至真空管中不出水為止。即在泥封層6上豎插許多排平行的十字井點(diǎn)管8，十字井點(diǎn)管長(zhǎng)約6～8m，貫穿泥封層(圖2)，十字井點(diǎn)管濾頭長(zhǎng)約1～1.5m，十字井點(diǎn)管間距1×1m，十字井點(diǎn)管與許多條橫置的連接管相連，連接管采用φ32mm內(nèi)含螺旋形鋼絲的透明尼龍管，連接管與集水總管相連，集水總管采用φ63mm的PVC管，節(jié)間用與之配套的接頭連接，并用三通將集水總管與總管相連，總管與真空吸水裝置11相連。在地下水豐富地區(qū)，應(yīng)在被處理場(chǎng)地外圍設(shè)外圍封管。真空井點(diǎn)降水時(shí)間一般為5～7天，當(dāng)平衡系數(shù)R大于0.75時(shí)，真空井點(diǎn)降水結(jié)束。
c)、真空電滲降水真空井點(diǎn)降水結(jié)束后，在泥封層上真空十字井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)豎插許多平行的電滲管9，安裝電滲系統(tǒng)12，使真空十字井點(diǎn)管與電滲系統(tǒng)的陰極相連，使電滲管與電滲系統(tǒng)的陽(yáng)極相連以形成直流回路，真空電滲降水開始。即在真空井點(diǎn)管(陰極)的內(nèi)側(cè)(圖3)布置φ25mm鋼筋或50×50mm角鋼作為電滲管(陽(yáng)極)，電滲管與井點(diǎn)管成等腰三角形布置，電滲管比井點(diǎn)管長(zhǎng)1mm左右。電滲管之間用電阻小的鋁棒并用夾件相連后與電滲系統(tǒng)的陽(yáng)極連接，井點(diǎn)管之間用鋁板等導(dǎo)電性能良好的材料相連后與電滲系統(tǒng)的陰極連接，二條線路形成直流回路，最后用絕緣膠布包裹以確保絕緣良好。真空電滲降水時(shí)間一般為15～20天左右，當(dāng)場(chǎng)地軟土(包括泥封層)的含水量達(dá)塑限附近，場(chǎng)地表面出現(xiàn)泛白，在靠近電滲管處的場(chǎng)地土開裂，真空電滲降水結(jié)束。
當(dāng)電滲管插入不需電滲的土層(如滲透系數(shù)大于0.1m/d及土層表面50cm范圍以上土層)，為確保電滲效率，表面應(yīng)涂瀝青兩層或用塑料套管加以絕緣。
d)、低能量強(qiáng)夯(1)真空電滲降水結(jié)束后，拔除電滲管和真空井點(diǎn)管，在泥封層上鋪設(shè)一層0.5m左右的填料，第一遍低能量強(qiáng)夯開始。當(dāng)最后二擊貫入量小于10cm，第一遍低能量強(qiáng)夯結(jié)束。
(2)經(jīng)2～3輪“鋪設(shè)填料～低能量強(qiáng)夯”施工后，泥封層達(dá)到超固結(jié)。
注第二、三遍低能量強(qiáng)夯各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)詳見下表

e)、振動(dòng)碾壓、平整場(chǎng)地。
權(quán)利要求
1.一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于該法包括以下工藝步驟a)、低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓在被處理場(chǎng)地外圍筑圍堰，吹泥漿入圍堰至一定高程，在吹填泥漿面上鋪上土工布和竹芭，在竹芭上豎插塑料排水板、鋪真空水平管網(wǎng)、安裝真空預(yù)壓系統(tǒng)、吹厚泥封層作為自載預(yù)壓荷載，真空預(yù)壓系統(tǒng)抽真空，低位真空自載聯(lián)合預(yù)壓開始；b)、真空井點(diǎn)降水在泥封層上布置真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)，真空井點(diǎn)降水開始；c)、真空電滲降水真空井點(diǎn)降水結(jié)束后，在泥封層上真空井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)豎插電滲管，安裝電滲系統(tǒng)，使真空井點(diǎn)管與電滲系統(tǒng)的陰極相連，使電滲管與電滲系統(tǒng)的陽(yáng)極相連以形成直流回路，真空電滲降水開始；d)、低能量強(qiáng)夯真空電滲降水結(jié)束后，拔除電滲管和真空井點(diǎn)管，在泥封層上鋪設(shè)一層填料，第一遍低能量強(qiáng)夯開始，經(jīng)2～3輪“鋪設(shè)填料～低能量強(qiáng)夯”施工后，低能量強(qiáng)夯結(jié)束；e)、振動(dòng)碾壓、平整場(chǎng)地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于所述泥封層厚2.0～6.0m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于所述真空井點(diǎn)降水時(shí)間為5～7天，當(dāng)平衡系數(shù)R＞0.75時(shí)，真空井點(diǎn)降水結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于真空電滲降水時(shí)間為15～20天，當(dāng)場(chǎng)地軟土包括泥封層的含水量達(dá)塑限值，場(chǎng)地表面出現(xiàn)泛白，電滲管附近土體開裂，真空電滲降水結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于第一遍低能量強(qiáng)夯夯擊能500～800knm，梅花形布置，每點(diǎn)1～2擊，當(dāng)最后二擊貫入量小于10cm，第一遍低能量強(qiáng)夯結(jié)束；第二遍低能量強(qiáng)夯夯擊能800～1000knm，梅花形布置，每點(diǎn)2～3擊；第三遍低能量強(qiáng)夯夯擊能1000～1200knm，滿夯，夯印搭接1/3，每點(diǎn)1～2擊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于所述真空預(yù)壓系統(tǒng)是在竹芭上鋪設(shè)水平干管和支管，塑料排水板連接支管，支管連接干管，干管與集水井相連，集水井與真空泵相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于所述真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)是在泥封層上豎插井點(diǎn)管，井點(diǎn)管與橫置的連接管相連，連接管與集水總管相連，集水總管與總管相連，總管與真空吸水裝置相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于電滲管比井點(diǎn)管長(zhǎng)0.8～1.2m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于當(dāng)電滲管插入滲透系數(shù)大于0.1m/d及土層表面50cm范圍土層時(shí)，電滲管表面涂瀝青兩層或用塑料套管加以絕緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，其特征在于所述電滲管采用φ25mm鋼筋或50×50mm角鋼，電滲管與井點(diǎn)管成等腰三角形或并列對(duì)稱布置，電滲管之間用鋁棒并用夾件相連后與電滲系統(tǒng)的陽(yáng)極連接，井點(diǎn)管之間用鋁板等導(dǎo)電性能良好的材料相連后與電滲系統(tǒng)的陰極連接，十字井點(diǎn)管長(zhǎng)6～8m，貫穿泥封層，十字井點(diǎn)管濾頭長(zhǎng)1～1.5m，十字井點(diǎn)管間距1×1m，連接管采用φ32mm內(nèi)含螺旋形鋼絲的透明尼龍管，集水總管采用φ63mm的PVC管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙真空自載聯(lián)合預(yù)壓及動(dòng)力擠密綜合加固軟土地基的方法，該法包括以下工藝步驟場(chǎng)地外圍筑圍堰，吹泥漿入圍堰，吹填泥漿面上鋪土工布和竹芭，竹芭上插塑料排水板、鋪真空水平管網(wǎng)、安裝真空預(yù)壓系統(tǒng)、吹厚泥封層，真空預(yù)壓系統(tǒng)抽真空；在泥封層上布置真空井點(diǎn)降水系統(tǒng)，真空井點(diǎn)降水；在泥封層上真空井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)豎插電滲管，安裝電滲系統(tǒng)，真空井點(diǎn)管和電滲管分別與電滲系統(tǒng)的陰極和陽(yáng)極相連以形成直流回路；真空電滲降水，拔除電滲管和真空井點(diǎn)管，在泥封層上鋪設(shè)一層填料，第一遍低能量強(qiáng)夯開始，經(jīng)2～3輪施工后；振動(dòng)碾壓、平整場(chǎng)地。本發(fā)明能對(duì)軟土地基及其上吹填抬高的泥漿層同時(shí)處理、適用于不同性質(zhì)吹填泥漿的加固且處理后的場(chǎng)地強(qiáng)度高、固結(jié)周期短。
文檔編號(hào)E02D3/02GK1884708SQ20061008834
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者張志鐵, 葉吉 申請(qǐng)人:張志鐵, 葉吉