專利名稱：一種改進的高真空擊密軟地基處理方法
技術領域：
本發明屬于軟土地基處理工程領域，具體地說，涉及一種改進的“高真空擊密”軟地基處理方法。
背景技術：
飽和軟土由于滲透性差、含水量高、承載力低，因此，對于軟土地基的加固處理一 直以來都是世界性的難題。現有“規范”認為，飽和軟土不宜強夯，原因是擾動易產生“彈簧土”，導致擾動后軟 土地基的承載力反而降低。同時，現有“規范”還明確指出，真空井點法只能用于降低地下水(自由水)的水 位，且所針對的被處理地基的滲透系數一般要求大于10_5cm/s，而對于低滲透性(滲透系數 小于10-6cm/s)的軟土，采用真空井點處理幾乎沒有效果。因此，目前國內外對于飽和軟土的加固處理主要有以下幾種方法1、真空或堆載預壓法該方法工期約3 6個月，造價較高，處理后承載力一般能 達到80KPa ；2、水泥土樁、碎石樁法該方法的造價相比真空或堆載預壓法更高；3、插塑料板加數遍適能量強夯法加固軟土地基的效果有限，特別是塑料排水板 排出的水仍在施工區域內，直接影響表層土的改良效果，且為了加深強夯的影響效果，強夯 夯能要加大，往往導致塑料排水板被強夯打斷，使得施工質量難以受控；4、高真空擊密法(中國發明專利號01127046.2)通過真空井點(井點“負壓”)加 變能量強夯(孔隙水壓力“正壓”)，在正確控制“真空度”、“真空時間”、“孔隙水壓力消散” 等六個設計參數后，人為形成“壓差”(高真空或稱“超真空”)，使得低滲透系數的軟土的含 水得到分步排出，從而提高軟土地基的承載力。該方法由于造價低、工期短的特點，近年來 在國內外推廣應用非常迅速。然而在多年的實際應用中發現，對于低滲透性的軟土，由于土 層的復雜性(通常為多層、且各土層性質不一)，采用該方法處理后的地基存在某一層土層 易形成“彈簧土”的問題，導致施工質量難以控制以及施工工期相對較長等缺點。因此，有 必要進一步加以改進。
發明內容
本發明的目的就在于改進現有“高真空擊密法”所存在的不足，從而提供一種改進 的“高真空擊密”軟地基處理方法，以進一步提高施工質量，縮短工期。為實現上述目的，本發明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法包括以下步驟A)根據被處理軟土地基的土層分布情況，分層插入不同間距的真空井點管，與此 同時，在軟土地基上插設塑料排水板，以加快土體含水的排出，加速超孔隙水壓力的消散；B)對井點管抽真空數天，然后全部或部分拔除井點管，進行適能量強夯；C)回插井點管，重復“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密施工，直至達到設計要求。
本發明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法涉及六大要素，具體如下一、抽真空時間為了縮短工期，抽真空時間優選控制在5 10天。二、抽真空的真空度為了更大、有效地制造“壓差”，抽真空的真空度優選控制在 85KPa以上。三、真空井點管的間距真空井點管的設置間距取決于各土層的滲透系數，滲透 系數較低的，井點管的間距較小；反之則較大；優選地，各土層真空井點管的設置間距應滿 足在抽真空5 10天后，強夯產生的超孔隙水壓力消散達85%以上。四、塑料排水板的間距本發明中，插設塑料排水板是在數遍“高真空擊密”的過程 中起到加快超孔隙水壓力消散的輔助作用。具體的，塑料排水板的設置間距應滿足配合真 空井點管抽真空5 10天后，強夯產生的超孔隙水壓力消散達85%以上。根據本發明，對 于滲透系數為10_8 10_6cm/s的土層，塑料排水板的間距優選為0. 8 2米。五、塑料排水板的插入深度塑料排水板的插入深度應考慮飽和軟土層盡可能穿 透，但重點是要考慮高真空作用下強夯的影響深度。根據本發明，塑料排水板的插入深度優 選的與高真空作用下強夯的影響深度相當。六、強夯的夯能現有“規范”規定，強夯以夯坑周邊土方的隆起量為控制指標。但 由于“規范”認為飽和軟土不宜強夯，因此本發明的方法很難以夯坑周邊土方的隆起量為控 制指標，根據本發明，每一遍強夯的夯能的控制應滿足每遍夯擊時，各土層都不形成“彈簧土”。使用本發明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法，即高真空擊密結合塑料排水 板排水，可以進一步縮短工期，且質量可控；結合上述六大要素的綜合考慮，更可以達到意 想不到的縮短工期、降低造價、質量可控的技術效果，同時也克服了現有“高真空擊密法”的 質量通病。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明作進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本 發明而非用于限定本發明的范圍。實施例1某港口堆場工程，土層情況表層為吹填砂土，厚約2米，含水量30 %，滲透系數 1. 3 X 10—Ws ；第二層為淤泥質土，厚約8 10米，含水量55%，滲透系數1. 2 X 10—Ws。 設計要求10米內地基的承載力達到lOOKPa，差異沉降小于1/500。采用本發明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法進行施工，具體如下首先插入間距1米，深度10米的塑料排水板，再根據被處理土體的分層情況，在各 土層分層插入不同間距的真空井點管，適能量強夯后抽真空5 10天，觀察各層土體超孔 隙水壓力的消散情況，根據真空井點管在超孔隙水壓力消散達85%以上的影響半徑，確定 表層的真空管間距為5. 0米；第二層的真空管間距為2. 5米。確定井點管間距后，分層插入不同間距的真空井點管，進行第一遍抽真空，同時在 施工區域的周邊插入井點管，以防止施工過程中周邊區域的地下水進入施工區域；抽真空 5 10天后，拔除部分真空管進行適能量強夯，夯能取1800KN · M，擊數5擊。然后再次分層插入真空井點管，進行“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密施工，抽真空時間5 10天，待超空隙水壓力消散85%以上，夯能3000KN · M，擊數6擊。第二遍交叉擊密后，經現場測試，技術指標尚未達到設計要求，于是再次插入真 空井點管，進行第三遍的“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密，抽真空時間5 10天，夯能 5000KN · M，擊數 4 擊。經現場測試，第三遍交叉擊密后，技術指標達到設計要求，于是全部拔除真空井點 管，進行低能量滿夯。經工后檢測，經加固處理后的地基承載力及工后沉降均達到設計要求。實施例2 某沿海軟地基道路工程，土層情況表層為淤泥質土，厚約3 4米，含水量約 60 %，滲透系數1. 5 X IO-Ws ；第二層為粉質粘土，厚約2米，含水量約40 %，滲透系數 1. 3 X 10-6cm/s ；第三層為砂土，厚約7 10米，含水量約35%，滲透系數1. 4 X IO^Ws0設 計要求10米內地基的承載力達到lOOKPa，工后沉降小于20cm。采用本發明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法進行施工，具體如下首先插入間距0. 8米，深度12米的塑料排水板，再根據被處理土體的分層情況，在 各土層分層插入不同間距的真空井點管，適能量強夯后抽真空5 10天，觀察各層土體超 孔隙水壓力的消散情況，根據真空井點管在超孔隙水壓力消散達85%以上的影響半徑，確 定表層的真空管間距為2. 5米，第二層的真空管間距為4米，第三層的真空管間距為5米。確定井點管間距后，分層插入不同間距的真空井點管，進行第一遍抽真空，同時在 施工區域的周邊插入井點管，以防止施工過程中周邊區域的地下水進入施工區域；抽真空 5 10天后，拔除部分真空管進行適能量強夯，夯能取1600KN · M，擊數6擊。然后再次分層插入真空井點管，進行“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密施工，抽 真空時間5 10天，待超空隙水壓力消散85%以上，夯能2500KN · M，擊數5擊。第二遍交叉擊密后，經現場測試，技術指標尚未達到設計要求，于是再次插入真 空井點管，進行第三遍的“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密，抽真空時間5 10天，夯能 3500KN · M，擊數 4 擊。經現場測試，第三遍交叉擊密后，技術指標仍未達到設計要求，于是再次插入真 空井點管，進行第四遍的“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密，抽真空時間5 10天，夯能 4000KN · M，擊數 4 擊。經現場測試，第四遍交叉擊密后，技術指標仍未達到設計要求，于是再次插入真 空井點管，進行第五遍的“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密，抽真空時間5 10天，夯能 5000KN · M，擊數 3 擊。經現場測試，第五遍交叉擊密后，技術指標達到設計要求，于是全部拔除真空井點 管，進行低能量滿夯。經工后檢測，經加固處理后的地基承載力及工后沉降均達到設計要求。實施例3某沿江軟土地基加固工程，土層情況表層為吹填砂土，厚約3米，含水量約 30 %，滲透系數1. 5 X IO-Ws ；第二層為粉質粘土，厚約4米，含水量約40 %，滲透系數 1. 3 X 10-6cm/s ；第三層為淤泥質土，厚約8 10米，含水量約55%，滲透系數1. 7X10"W s。設計要求10米內地基的承載力達到lOOKPa，差異沉降小于1/600。
采用本發明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法進行施工，具體如下首先插入間距2米，深度10米的塑料排水板，再根據被處理土體的分層情況，在各 土層分層插入不同間距的真空井點管，適能量強夯后抽真空5 10天，觀察各層土體超孔 隙水壓力的消散情況，根據真空井點管在超孔隙水壓力消散達85%以上的影響半徑，確定 表層的真空管間距為4米，第二層的真空管間距為3米，第三層的真空管間距為2. 5米。確定井點管間距后，分層插入不同間距的真空井點管，進行第一遍抽真空，同時在 施工區域的周邊插入井點管，以防止施工過程中周邊區域的地下水進入施工區域；抽真空 5 10天后，拔除部分真空管進行適能量強夯，夯能取2000KN · M，擊數6擊。然后再次分層插入真空井點管，進行“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密施工，抽 真空時間5 10天，待超空隙水壓力消散85%以上，夯能4000KN · M，擊數5擊。第二遍交叉擊密后，經現場測試，技術指標達到設計要求，于是全部拔除真空井點 管，進行低能量滿夯。經工后檢測，經加固處理后的地基承載力及工后沉降均達到設計要求。 與現有方法相比，本發明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法，由于在“高真空 井點+適能量強夯”的高真空擊密的同時，結合塑料排水板排水，因此能夠進一步加快土體 含水的排水，加速超孔隙水壓力的消散，從而有利于進一步縮短工期，改進“井點+強夯”在 低滲透軟土中質量的離散性。綜上所述，使用本發明提供的改進的“高真空擊密法”處理含水量高、滲透性差的 軟土，能夠加快超空隙水的排出，同時還能更好地保證工程施工質量，縮減工期。
權利要求
一種改進的“高真空擊密”軟地基處理方法，其特征在于，包括以下步驟A)根據被處理軟土地基的土層分布情況，分層插入不同間距的真空井點管，與此同時，在軟土地基上插設塑料排水板，以加快土體含水的排出，加速超孔隙水壓力的消散；B)對井點管抽真空數天、超空隙水壓力消除達85％以上后，然后全部或部分拔除井點管，進行適能量強夯；C)回插井點管，重復“抽真空+適能量強夯”的“高真空擊密”施工，直至達到設計要求。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述抽真空時間控制在5 10天。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述抽真空的真空度控制在85KPa以上。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述真空井點管的設置間距取決于各土層 的滲透系數，滲透系數較低的，井點管的間距較小；反之則較大。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于所述真空井點管的設置間距滿足在抽真空 5 10天后，強夯產生的超孔隙水壓力消散達85%以上。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述塑料排水板的間距滿足配合真空井點 管抽真空5 10天后，強夯產生的超孔隙水壓力消散達85%以上。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于對于滲透系數為10_8 10_6cm/s的土層，塑 料排水板的間距為0. 8 2米。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述塑料排水板的插入深度與高真空作用 下強夯的影響深度相當。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述強夯的夯能滿足每遍夯擊時，各土層 都不形成“彈簧土”。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述“抽真空+適能量強夯”的“高真空擊 密”施工的總的遍數為2 5遍。
全文摘要
本發明提供了一種改進的“高真空擊密”軟地基處理方法，其特征在于，包括以下步驟A)根據被處理軟土地基的土層分布情況，分層插入不同間距的真空井點管，與此同時，在軟土地基上插設塑料排水板，以加快土體含水的排出，加速超孔隙水壓力的消散；B)對井點管抽真空數天，然后全部或部分拔除井點管，進行適能量強夯；C)回插井點管，重復“抽真空+適能量強夯”的“高真空擊密”施工，直至達到設計要求。本發明的方法可以進一步縮短工期，且質量可控。
文檔編號E02D3/046GK101845811SQ20091004821
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月25日 優先權日2009年3月25日
發明者徐望 申請人:上海港灣軟地基處理工程(集團)有限公司