深厚軟基加固處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑工程、港口工程、公路工程等固定建筑物的地基處理技術領域，具體涉及公路工程橋頭路堤路段的軟基處理技術。
【背景技術】
[0002]近年我國沿海、沿江地區建設規模大，對建設質量和工期要求高，但該類地區地層一般埋藏著大于1m甚至超過30m的深厚淤泥軟土，這類軟土天然含水量高，孔隙比大、壓縮性高、滲透性小(10 6?10 8cm/s)、抗剪強度及承載力低，同時存在沉降量大，沉降延續時間長及不均勻沉降嚴重等問題，從而導致地基處理難度加大。特別對于市政道路工程，橋頭路堤高度普遍較高，橋頭路堤的工后沉降又是非常嚴格的，為了控制好“橋頭跳車”，橋頭路堤段的軟基處理技術是市政道路工程的重點和難點。
[0003]傳統的預壓方法(真空預壓、堆載預壓及真空-堆載聯合預壓)由于存在表層剛度不夠、高填料、工期長的缺陷難以在較短時間內完成深厚淤泥的固結，因而不能適應快速建設的需要。
[0004]而一般的復合地基加固法(水泥土攪拌樁、剛性樁等)則存在施工難度大、施工要求高、工程造價高以及復合地基樁間土性質得不到明顯改善等缺點，與排水固結法相比顯得不夠經濟合理。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能節約成本的、有效控制工后沉降的加固深厚淤泥土地基的方法。
[0006]為了實現上述發明目的，本發明采用了以下技術方案:
[0007]—種深厚軟基加固處理方法，其包括以下步驟:
[0008](I)對待加固區的地表進行清理及場地整平；
[0009](2)填筑不小于0.4m厚的砂墊層；
[0010](3)插設豎向排水體；
[0011](4)在待加固區的四周挖密封溝；
[0012](5)鋪設真空管路，待加固區場地用砂料找平，然后先后鋪設膜下土工布和密封膜，密封膜埋入待加固區四周的密封溝內并用粘性土填實；
[0013](6)安裝抽真空裝置，連接真空管路主管與抽真空裝置，開始抽真空，當膜下真空度達到80kPa以上并穩定后，在膜上鋪設土工布，開始堆載施工；
[0014](7)待加固區地基達到控制固結度即60%?80%后，逐級減壓直至停止抽真空；
[0015](8)真空預壓卸載后，在加固區布置井點或排水溝進行降水施工；
[0016](9)強夯加固前，選擇有代表性場地進行試夯，強夯施工過程中，按先輕后重，逐級加能，少擊多遍，逐級加固原則，逐步提高加固深度；
[0017](10)場地整平至交工面標高。
[0018]具體來說，所述步驟2的砂墊層采用細砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5%。
[0019]優選地，所述步驟3的豎向排水體選用塑料排水板、砂井或袋裝砂井中的一種或幾種，排水體的間距根據地基土的固結特性和預定時間內要求達到的控制固結度確定，深度根據預壓期需完成的變形量確定，且宜穿透軟土層但不應進入下臥透水層。
[0020]所述步驟4當待加固區處理深度范圍內存在通透砂層時，在待加固區四周設置雙排泥漿攪拌樁。
[0021]優選地，所述步驟5的真空管路主管及濾管選用UPVC硬塑料管、或軟式透水管或塑料盲溝。
[0022]所述步驟6中堆載料包括開山土、砂土和石料等,堆載高度H =交工面高程，h0現地面高程，Ii1預計固結沉降，h2預估夯沉量。
[0023]所述步驟8中井點深度根據降水深度確定，強夯施工前宜將地下水位降至坑底面以下2m ;井點計算以水井理論為依據，通過計算單井涌水量確定井點數量和間距，其計算結果宜經現場試驗進行修正。
[0024]所述步驟9中強夯可采用兩遍點夯+ —遍普夯，夯擊能600?3000kN.m，其中收錘標準可適當調整，以確保土體結構不被破壞。
[0025]本發明中的深厚軟基是指深度大于1m甚至超過30m的深厚淤泥軟土，這類軟土天然含水量高，孔隙比大、壓縮性高、滲透性小(10 6?10 Scm/s)、抗剪強度及承載力低，同時存在沉降量大，沉降延續時間長及不均勻沉降嚴重等問題，從而導致地基處理難度加大。本發明將真空負壓、堆載正壓和動力荷載的作用相結合，形成靜-動力固結復合加固技術，對深厚軟基進行處理。地基土控制固結度達到60%?80%，即滿足后續施工機械設備在其上正常施工所需要的承載力條件；同時，真空預壓卸載后，水位以上部分軟土層處于非飽和狀態，利用已有水平及豎向排水系統促進孔壓消散，有效避免了夯擊過程中“橡皮土”的出現。其加固效果主要表現在兩方面:(I)表層填土:回填土表層土體結構因沖剪破壞而密實，形成超固結的硬殼層，隨著能級的增加，硬殼層厚度逐漸增加，不均勻沉降量減小。(2)下臥軟土:夯擊產生的振動波和沖擊波可對軟土產生壓密與剪切作用。隨著動力沖擊波次數的增加，超孔隙水壓力增加，導致多次土體液化與觸變、孔壓消散、土體觸變恢復及強度增長的反復發生，使土體骨架壓縮，密度不斷提高，土的強度增大。在靜力排水固結的基礎上對土體施加動力排水固結，主固結殘余沉降量快速完成，次固結沉降得到有效控制。
[0026]本發明適用于滲透系數小于10 6cm/s，黏粒含量高或含有機質的深厚軟基。與傳統排水固結法相比，可縮短1/3工期，工后沉降可減少30cm以上；與排水固結+復合地基二次處理的方法相比，可節省20%?40%工程造價，軟基加固效果更為顯著，適于大面積應用推廣。
【附圖說明】
[0027]圖1真空堆載預壓聯合強夯深厚軟基加固法剖面示意圖。
[0028]圖中:砂墊層I ;豎向排水體2 ;密封溝3 ;泥漿攪拌墻4 ;密封膜5 ;抽真空裝置6 ；真空管7 ;膜上土工布8 ;井點管9 ;強夯10 ;分隔圍堰11 ;膜下土工布12 ;素填土 21 ;淤泥土 22 ;堆載料23。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，為本發明的真空堆載預壓聯合強夯深厚軟基的加固處理方法的剖面示意圖，該法具體實施步驟如下:
[0030](I)對待加固區的地表進行清理及場地整平。
[0031](2)填筑不小于0.4m厚的砂墊層I，砂墊層采用細砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5%。
[0032](3)插設豎向排水體2，豎向排水體可選用塑料排水板、或砂井或袋裝砂井等。
[0033](4)在待加固區的四周挖密封溝3，當待加固區處理深度范圍內存在通透砂層時，在加固區四周設置雙排泥漿攪拌樁4。
[0034](5)鋪設真空管路，真空濾管和真空主管均可采用UPVC硬塑料管，濾管外包裹一層無紡土工布。真空管路鋪設完后，加固區場地用砂料找平，然后分別鋪設I層膜下土工布12和2?3層密封膜5，密封膜埋入加固區四周的密封溝內并用粘性土填實。
[0035](6)安裝抽真空裝置6，功率不小于7.5KW。連接主管與抽真空裝置，開始抽真空。當膜下真空度達到SOkPa以上并穩定后，在膜上鋪一層土工布8，開始堆載施工。
[0036](7)地基達到控制固結度(60%?80% )后，逐級減壓直至停止抽真空。
[0037](8)真空預壓卸載后，在加固區布置井點管9進行降水施工，及時排出強夯期間排出的水。
[0038](9)強夯10加固前，選擇有代表性場地進行試夯，確定施工參數:強夯初定采用兩遍點窮+ 一遍普窮，窮擊能600?3000kN *m,按先輕后重,逐級加能,少擊多遍，逐級加固原貝U，逐步提聞加固深度。
[0039](10)場地整平至交工面標高。
【主權項】
1.一種深厚軟基加固處理方法，其特征在于包括以下步驟: (1)對待加固區的地表進行清理及場地整平； (2)填筑不小于0.4m厚的砂墊層； (3)插設豎向排水體； (4)在待加固區的四周挖密封溝； (5)鋪設真空管路，待加固區場地用砂料找平，然后先后鋪設膜下土工布和密封膜，密封膜埋入待加固區四周的密封溝內并用粘性土填實； (6)安裝抽真空裝置，連接真空管路主管與抽真空裝置，開始抽真空，當膜下真空度達到SOkPa以上并穩定后，在膜上鋪設土工布，開始堆載施工； (7)待加固區地基達到控制固結度即60%?80%后，逐級減壓直至停止抽真空； (8)真空預壓卸載后，在加固區布置井點或排水溝進行降水施工； (9)強夯加固前，選擇有代表性場地進行試夯，強夯施工過程中，按先輕后重，逐級加能，少擊多遍，逐級加固原則，逐步提高加固深度； (10)場地整平至交工面標高。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟2的砂墊層采用細砂、中砂或粗砂，含泥量不大于5%。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟3的豎向排水體選用塑料排水板、砂井或袋裝砂井中的一種或幾種，排水體的間距根據地基土的固結特性和預定時間內要求達到的控制固結度確定，深度根據預壓期需完成的變形量確定，且宜穿透軟土層但不應進入下臥透水層。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟4當待加固區處理深度范圍內存在通透砂層時，在待加固區四周設置雙排泥漿攪拌樁。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟5的真空管路主管及濾管選用UPVC硬塑料管、或軟式透水管或塑料盲溝。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟6中堆載料包括開山土、砂土和石料等，堆載高度H = h-ho+hi+^, h交工面高程，h。現地面高程，Ii1預計固結沉降，h2預估窮沉量。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟8中井點深度根據降水深度確定，強夯施工前宜將地下水位降至坑底面以下2m;井點計算以水井理論為依據，通過計算單井涌水量確定井點數量和間距，其計算結果宜經現場試驗進行修正。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟9中強夯可采用兩遍點夯+—遍普窮，窮擊能600?3000kN.m,其中收錘標準可適當調整，以確保土體結構不被破壞。
【專利摘要】本發明提供了一種深厚軟基加固處理方法，其包括以下步驟：對待加固區場地整平后填筑砂墊層，插設豎向排水體，挖密封溝，鋪設真空管路及安裝抽真空裝置，抽真空且當膜下真空度達到80kPa以上并穩定后，在膜上鋪設土工布，開始堆載施工；待加固區地基達到控制固結度即60％～80％后，逐級減壓直至停止抽真空；真空預壓卸載后進行降水施工；強夯；場地整平至交工面標高。本發明是將真空負壓、堆載正壓和動力荷載的作用相結合，形成靜-動力固結復合加固技術。與傳統排水固結法相比，可縮短1/3工期，工后沉降可減少30cm以上；與排水固結+復合地基二次處理的方法相比，可節省20％～40％工程造價，軟基加固效果更為顯著，適于大面積應用推廣。
【IPC分類】E02D3/10
【公開號】CN105220674
【申請號】CN201410234758
【發明人】董志良, 陳偉東, 周琦, 楊福麟, 陳偉, 李榕波, 潘曉光, 鄧偉, 袁坤
【申請人】中交四航工程研究院有限公司, 中交四航巖土工程有限公司, 廣州港灣工程質量檢測有限公司, 廣州四航材料科技有限公司, 中交四航局第二工程有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年5月29日