降水預壓聯合動力固結深層加固法的制作方法

專利名稱：降水預壓聯合動力固結深層加固法的制作方法
技術領域：
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。
技術背景隨著經濟建設的發展，沿海城市的港口需求明顯加強，近年來天津 港、連云港以及廣州南沙港建設迅猛發展，圍海造陸工程逐步增多，大 部分港區陸域是在原有水域之中淤積的灘涂地基上吹填淤泥、中細砂形成的，新吹填的上部軟土含水量有的高達80%以上，強度和承載力極低， 且吹填土以下也廣泛分布著深厚的軟粘土土層，該土層具有含水量高、 壓縮性大、強度及承載力低等特點，道路、集裝箱堆場以及各種設施的 建設都將在這些軟土地基上進行，因此在進行任何施工之前必須對地基 進行加固處理，傳統的軟土地基快速加固方法主要為排水固結法，包括 真空預壓、堆載預壓、或真空聯合堆載預壓等。這些方法雖然較為有效， 但其成本高，且耗時太長，深層土體加固效果不顯著。由于軟土地基中 初始含水量很高，無法直接實施強夯、重夯或擠密等快速加固方法。 發明內容本發明的目的在于解決軟土地基加固深層土體的難題，提供一種在 降低成本、縮短施工時間的情況下達到加固軟土地基的施工技術。為了達到上述發明目的，本發明采用了以下技術方案 一種降水預3壓聯合動力固結的深層加固法，包括以下步驟(A)在待加固地基內設 置豎向排水體；(B)對軟土地基進行降水預壓；(C)當待加固地基地表 8米以下的深部土體受降水預壓作用后，固結度達到75%以上，再進行動力固結施工。插設豎向排水體可以增加豎向排水通道，加快排水速度。在插設豎 向排水體后，軟土層滲透系數增大，軟土在自重應力下排水固結，其排 出的自由水經豎向排水體匯積于降水井點管，井點管及時將積水抽排至 加固區外；另一方面，井點管的井點降水作用使地下水位下降，使得地 基的附加壓力增加，又促使地基加固效果進一步提高。以往的井點降水 是在加固區內部設置井點管，以輕型井點降水為主，強夯施工十分不便。 而本發明在加固區加界處設置深井井點管，這種布設方式不僅減少施工 干擾、縮短了井管布設工期，而且可大大提高了降水效果、節約耗電量。由于降水預壓作用，加固區軟土層的孔隙水壓力處于較低的水平， 水位以上部分軟土層甚至處于非飽和狀態，在此情況下，提高強夯能量 可進一步提高加固深度，同時又可避免強夯引起的超孔隙水壓力過高以 至液化現象。強夯的實際施工工藝參數視強夯結果確定，強夯各遍的間歇時間根 據超孔壓基本或完全消散所需的時間確定。強夯的沖擊荷引起較大的孔 隙水壓力梯度，使得土體中的水分快速排出，軟土層的有效強度快速增 長。在施工過程中，按先輕后重、逐級加能、輕重適度和少擊多遍原則 施工，逐步提高軟土承載力，即先以小的能量加固淺層土并形成施壓層， 逐漸加大能量提高加固深度。本發明將降水預壓法與動力固結法相結合應用于軟土地基的深層土體加固，尤其是滲透系數不小于10"cm/s，動力固結前土體含水量不 高于其最優含水量20個百分點的待加固軟土地基，地基加固效果明顯， 可在整體上縮短1 / 3 2 / 3的工期、大大降低施工成本、節省費用(對 比真空預壓方法，每平方米處理費用降低30~50%)，由于操作強度小， 對設備要求不高，適于推廣應用。


圖1降水預壓聯合動力固結深層加固法加固軟土地基剖面示意圖。 圖2降水預壓聯合動力固結深層加固法加固軟土地基的處理施工流程 圖。圖3井點降水聯合強夯加固軟土地基施工流程圖。其中，l-抽排水，2-強夯，11-豎向排水體，12-排水砂墊層，13-井點管， 20-加固區，21-補填層，22-軟土層，23-硬土層具體實施方法本法適宜應用于滲透系數不小于10-6Cm/S，動力固結前土體含水量 不高于其最優含水量20個百分點的軟土地基。如圖1~圖3所示，為降水預壓聯合動力固結深層加固法的施工流程 及剖面示意圖① 對軟土地基的地表進行清理及整平場地。② 插設豎向排水體11,如塑料排水板、砂井或袋裝砂井等，深度由軟土厚度和處理深度情況確定。
在鋪設豎向排水體11之前，也可以視場地情況，先鋪設0.5 1.0m
厚的水平排水砂墊層12。
③在加固區20內邊界處布設井點管13進行降水施工，及時排出插 豎向排水體期間排出的水，并降低加固區地下水位，使深部軟土 層孔壓處于較低水平。井點間距根據軟土性質(如滲透系數等) 控制；井點的深度根據加固深度以及軟土層厚度控制。
對井點進行抽排水1，并排至加固區20夕卜，確保井內水深小于 2m。
對于降水預壓對周邊建筑、構筑物產生不利沉降時，加固區20 周邊存在夾砂透水層的地基，需布置止水維幕進行封堵。在加固地基 內強夯對周邊建筑、構筑物產生不利的振動或沉降，可在加固區周邊 設有隔振溝。
在考慮軟基加固預計沉降量及交工面標高的因素下，將沉降補填 量(開山土、砂土或石料)提前回填，如圖1所示補填層21，使 確保軟土層22之上有足夠厚度的硬殼層，若將補填量回填后硬殼 層厚度仍不足則須增加回填一定厚度的墊層。
在軟土層之上確保有一定厚度的硬殼層首先可以將沖擊荷載分散 傳遞至軟土層，削弱了沖擊力對淤泥土層的擾動、側向擠出和剪切破壞 作用，對軟土的結構起到了很好的保護作用，同時保證施工機械和人員 的安全和行走；其次，由于存在硬殼層，強夯引起錘底土形成土塞向下運動，并使錘底以下形成一定范圍的壓縮區，在土塞和下臥軟土層擠壓 產生變形對硬殼層產生了向上的作用力，壓縮區由于土體的結構性、各 向異性、流變性及變形平衡過程等因素而產生的較高水平的附加應力， 該附加應力的存在與持續，促使軟土層快速排水固結。
⑥ 當地表8米以下的土體固結度達到75%以上時，進行強夯動力加 固2，強夯加固前，應選擇有代表性場地進行試夯，確定強夯施工 工藝和施工參數。
⑦ 對場地進行整平至交工面標高。
權利要求
1、一種降水預壓聯合動力固結深層加固法，包括以下步驟(A)在待加固地基內設置豎向排水體；(B)在待加固地基區的邊界處布置井點管，進行降水預壓施工；(C)當待加固地基地表8米以下的深部土體受降水預壓作用后，固結度達到75％以上，再進行動力固結施工。
2、 根據權利要求1所述的降水預壓聯合動力固結深層加固法，其特征 在于步驟A的豎向排水體包括塑料排水板、或普通砂井、或袋裝砂井。
3、 根據權利要求1所述的降水預壓聯合動力固結深層加固法，其特征 在于步驟B的降水方式包括輕型井點降水、噴射井點降水、深井井點 降水、電滲井點降水和管井井點降水。
全文摘要
本發明公開了一種降水預壓聯合動力固結的深層加固法，包括以下步驟(A)在待加固地基內設置豎向排水體；(B)對軟土地基進行降水預壓；(C)當待加固地基地表8米以下的深部土體受降水預壓作用后，固結度達到75％以上，再進行動力固結施工。本發明將降水預壓法與動力固結法相結合應用于軟土地基的深層土體加固，尤其是滲透系數不小于10^-6cm/s，動力固結前土體含水量不高于其最優含水量20個百分點的待加固軟土地基，地基加固效果明顯，可在整體上縮短1/3～2/3的工期、大大降低施工成本、節省費用(對比真空預壓方法，每平方米處理費用降低30～50％)，由于操作強度小，對設備要求不高，適于推廣應用。
文檔編號E02D3/046GK101250868SQ20081002676
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月12日 優先權日2008年3月12日
發明者張功新, 燕 李, 林軍華, 彥 羅, 董志良, 邱青長 申請人:中交第四航務工程局有限公司;中交四航工程研究院有限公司