專利名稱：軟土地基處理方法
技術領域：
本發明涉及巖土工程中巖土工程治理技術領域，具體涉及一種軟土地基處理方法。
背景技術：
常規的軟基處理主要有以下幾種方法堆載預壓、真空預壓、深層攪拌法、強夯法、真空排水聯合低能量強夯、沖擊壓實等處理方法，具體適用性和優缺點對比如下表1 表1地基處理方式對比
但是針對以淤泥質粘性土為主的軟土地基，上述傳統地基處理方法(如真空預壓、強夯、水泥攪拌樁的)及新型地基處理方法(如沖擊壓實、高真空擊密法)，其施工費用較高、工期較長，地基處理后效果益不甚理想。
發明內容
本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種軟土地基處理方法，該方法通過將排水固結和振動碾壓結合，對淤泥質粘性土為主的軟土地基進行處理，達到了良好的施工效果。
本發明目的實現由以下技術方案完成 一種軟土地基處理方法，其特征在于該方法包括有如下步驟 1)對所述軟土地基的地表進行清理及整平； 2)于整平后的地表上鋪設初始受力層； 3)于所述初始受力層上水平鋪設排水墊層； 4)設置若干垂直穿越所述排水墊層、初始受力層并深入地基內的排水通道； 5)對上述步驟所產生的地基結構進行二次整平； 6)采用推土機往返碾壓二次整平后的地基結構； 7)采用壓路機往返靜壓步驟6)所產生的地基結構； 8)采用壓路機往返振動碾壓步驟7)所產生的地基結構。
上述初始受力層為1-2層土工格柵、或為1-2層竹笆、或為1-2層土工格柵及1-2層竹笆構成的混合結構。
上述排水墊層為厚度均勻的瓜子片碎石墊層。
上述排水通道為塑料排水帶。
上述二次整平指的是于步驟4)所產生的地基結構上均勻鋪設20-40CM厚度的道碴。
步驟6)中首先利用明溝和\或暗溝及排水泵將所述軟土地基排水至地表下2M，之后再采用推土機往返碾壓。
步驟6)中往返碾壓的次數為3-5遍，每遍間隔時間不少于1天。
步驟7)所述往返靜壓的次數為5-7遍，每遍間隔時間不少于2天。
步驟8)所述振動碾壓的次數應根據沉降資料、土層性質及地基處理標準確定，每遍間隔時間不少于3-5天。
本發明的優點是對淺部淤泥質粘土的地基處理較為有效，具有費用低、施工方便、施工工期合理等特點。
附圖1為本發明實施例整體剖面示意圖； 附圖2為竹笆及塑料排水帶平面布置圖； 附圖3為土體沉降直接觀測點圖埋設示意圖； 附圖4為壓路機振動碾壓路線示意圖； 附圖5為地基處理前后淺層吹填土的比貫入阻力曲線圖I； 附圖6為地基處理前后淺層吹填土的比貫入阻力曲線圖II。
具體實施例方式 以下結合附圖通過實施例對本發明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解 如圖1-6所示，標號1-10分別表示道碴墊層1、瓜子片墊層2、竹笆3、土工格柵4、塑料排水帶5、吹填土6、砂土7、蓋板8、鍍鋅鋼管9、鋼板10。
一、施工流程 如圖1所示的地基結構，本實施例中施工流程如下 1)對軟土地基的地表進行清理及整平，具體既為去除表層的耕植土，開挖明溝、盲溝及場地整平。
2)在整平后的地表上首先鋪設1層土工格柵4，之后再鋪設1層竹笆3，以作為之后承載碾壓設備的初始受力層。
根據不同軟土地基的工況，上述對于土工格柵4和竹笆3數量的選擇不僅僅局限于此，在軟土地基較差的情況下，或者局部較差地段應選擇設置2層以起到較好的支撐作用。
在保證初始受力層支撐作用的前提下，初始受力層的結構形式還可以有以下變化 初始受力層可以通過只鋪設1-2層土工格柵4或1-2層竹笆3來實現。而在上述由土工格柵4和竹笆3構成的混合結構中，土工格柵4和竹笆3的鋪設順序同樣不受限制，除上述的鋪設方法外，也可以采用首先鋪設1-2層竹笆3之后再鋪設1-2層土工格柵4的施工方式；或者在土工格柵4和/或竹笆3并非一層的情況下采取交錯鋪設的方式。其鋪設方式的選擇應根據具體工況而定。
3)于所述初始受力層上水平鋪設排水墊層，本實施例中該排水墊層為一定厚度瓜子片墊層2。顯然本領域技術人員能夠認識到，在上述提及的對于瓜子片墊層2的采用，也可以采用其他碎石墊層、砂墊層，或者是其他等同結構替代，同時鋪設的厚度取決于淺部地基土的性質。
4)設置若干垂直穿越所述排水墊層、初始受力層并深入地基內的塑料排水帶5，以作為垂直排水通道，并和排水墊層構成縱橫交錯的排水通路。顯然本領域技術人員能夠認識到，在上述提及的對于塑料排水帶5的采用，也可以采用砂井，或者是其他等同結構替代。
5)對上述步驟所產生的地基結構進行二次整平，以作為之后的碾壓表面。本實施例中二次整平指的是于上述所產生的地基結構上均勻鋪設20-40CM厚度的道碴墊層1。
6)首先利用明溝和/或暗溝及排水泵將所述軟土地基排水至地表下2M，之后再采用推土機往返碾壓3-5遍，每遍間隔時間不少于1天。
7)采用壓路機往返靜壓5-7遍，每遍間隔時間不少于2天。
8)采用壓路機往返振動碾壓數遍，每遍間隔時間不少于3-5天，具體遍數根據沉降資料、土層性質及地基處理標準確定。壓路機振動碾壓路線如圖4所示。
本發明方法所涉及的施工流程，包括但不限于上述的八個步驟。具體施工中還應根據具體的工況，結合常見的施工方法，如開設涵洞、集水井等技術手段。以下對于施工要求和材料選取進行詳細說明。
二、施工要求 排水溝、集水井 (1)排水溝的布置充分考慮規劃道路、施工便道的布置，利用目前場地現存水溝為原則，并在排水溝一定間隔處設置集水井。
(2)排水流向為碎石盲溝→副排水溝→主排水溝→集水井→設涵洞(或采用強排措施)排至場地外側。盲溝中的碎石可用土工布來包裹，以防止盲溝碎石與坑側土體混合，影響排水效果。
(3)施工過程中，場地局部積水應及時采取水泵抽除。土質較差地段的排水明溝，采用竹籬笆加編織布的支護措施，以防明溝坍塌。
(4)集水井為3m×3m，井深3m，邊坡及底部設置竹笆作為護坡及濾層。
瓜子片墊層2的鋪設 (1)分區按序推進鋪設，鋪設厚度允許偏差為±h/10(h為瓜子片墊層2的厚度)，檢驗時每500m一個檢驗點。
(2)鋪設過程中，應避免對表層軟土產生過大擾動，從而造成瓜子片墊層2與吹填土6混合，影響瓜子片墊層2的排水效果。
塑料排水帶5施工 (1)打設深度自瓜子片墊層2表面算起，插設深度允許偏差≯10cm，垂直度偏差≯1.5％。拔管剪斷塑料排水帶5后，塑料排水帶5頂端高出瓜子片墊層2長度為20cm，拔管后回帶塑料排水帶5的長度不宜超過50cm，對超過50cm且小于200cm的數量控制在總數的1％以內，如塑料排水帶5加帶超過2m，則應進行補打。
(2)塑料排水帶5的濾水膜在轉盤和打設過程中應避免損壞，防止淤泥進入板芯堵塞排水孔，影響塑料排水帶5的排水效果。
(3)塑料排水帶5與樁尖連接要牢固，避免提管時脫開，將塑料排水帶5帶出。
(4)樁尖平端與導管靴配合要適當，避免錯縫，防止淤泥在打設過程中進入導管。
(5)塑料排水帶5需接長時，為減小板與導管阻力，應采用濾水膜內平搭接的連接方法，為保證輸入暢通并且有足夠的搭接強度，搭接長度≮20cm。
(6)塑料排水5帶施工應對排水帶平面位置、間距、數量、外露長度等及時檢驗，并應根據塑料排水帶5用量和孔數校核插設深度。
三、材料選取 (1)塑料排水帶5采用B型，板寬100mm，板厚4mm，板頭高出瓜子片墊層2頂不小于20cm，其質量應滿足規范《塑料排水帶質量檢驗標準》(TJT/T257-96)的要求。具體性能指標如下 (2)瓜子片墊層2質量標準 (3)道碴墊層1質量標準 (4)竹笆3竹笆3規格為1000×1000@800mm×1200mm，鋪設前應檢查竹笆3是否編織牢固，竹笆3間搭接200mm，排凈間距200mm，搭接處以鐵絲綁扎固定。
(5)碎石采用級配碎石，不均勻系數Cu≥5，含泥量少于3％。
(6)土工格柵4選用PP雙向土工格柵(TGSG30-30)，每幅寬度4-6m，幅間橫向搭接長度為200，格柵指標應滿足下表 (7)土工布具有透水性能，質量指標為200g/m2。
四、本發明技術方案的優點 選取一淤泥質粘性土為主的軟土地基，在將本發明實施方案和現有技術進行對比試驗后，其優點如下 (1)經濟、工期方面的技術效果優越性 經多方案比較，可采用的合適的軟土地基處理方案為真空預壓法和本實施例技術方案。不同的經濟技術方案將引起地基處理的工程造價明顯差異，下表為兩種方案從經濟性及工期方面的比較。
根據常規地基處理方法的分析，真空預壓法對于軟弱粘性土層地基處理方法中是具有較好經濟技術性的。采用本發明技術方案，相對于真空預壓法處理費用可節約40％，處理工期可節約30％。
(2)地基處理效果分析 地基處理前后淺層土特性(靜力觸探測試成果分析) 如圖5-6及下表所示，本實施例中選取的試驗軟土地基，由于吹填砂源、吹填工藝等原因，其表層吹填土6分布較厚的軟弱土層，土體呈流塑狀，靜探Ps平均值為0.33MPa。
場地淺部吹填土6地基處理后，土體內超孔隙水壓力得到明顯消散，土體固結程度有所提高，土體強度得到有效增強。
地基處理前后淺層吹填土6的比貫入阻力Ps平均值比較
地基處理前后淺層土特性(載荷板靜載荷試驗分析) 根據地基處理后的載荷板靜載荷試驗結果，采用本技術方案進行地基處理后的地基均達到設計要求。地基處理前挖機陷入淤泥中，地基處理后常規施工設備均可正常施工，可以滿足一般施工設備行走。
載荷板靜載荷試驗基本參數 設計要求 測試工作量37點 施工方法地基為吹填土6，采用排水固結聯合振動碾壓加固。
休止期
試驗結果與分析
三十七個試驗點試驗所得的p-s曲線較平緩，沉降量較小，s-lgt曲線均較平直；卸載至零后，有較明顯的回彈。說明試驗點地基土在最大加載量作用下，均未達到極限受力狀態，地基處理后達到預期標準。
綜上所述，本發明具有如下特點 (1)現有土層結構形式擾動較小，在不破壞土體結構形式的前提下，通過振動碾壓及豎向塑料排水板6相結合來促進土體的排水固結，提高土體強度。
(2)地基處理費用低，且施工簡單，對處理前地基承載力(振動碾壓設備)要求低。
(3)一般可處理深度在3-5m范圍內，淺層土體強度有較大增幅，對于后期打樁施工控制樁基垂直度較為有利。
權利要求
1.一種軟土地基處理方法，其特征在于該方法包括有如下步驟
1)對所述軟土地基的地表進行清理及整平；
2)于整平后的地表上鋪設初始受力層；
3)于所述初始受力層上水平鋪設排水墊層；
4)設置若干垂直穿越所述排水墊層、初始受力層并深入地基內的排水通道；
5)對上述步驟所產生的地基結構進行二次整平；
6)采用推土機往返碾壓二次整平后的地基結構；
7)采用壓路機往返靜壓步驟6)所產生的地基結構；
8)采用壓路機往返振動碾壓步驟7)所產生的地基結構。
2.根據權利要求1所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于所述初始受力層為1-2層土工格柵、或為1-2層竹笆、或為1-2層土工格柵及竹笆構成的混合結構。
3.根據權利要求1所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于所述排水墊層為厚度均勻的瓜子片碎石墊層。
4.根據權利要求1所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于所述排水通道為塑料排水帶。
5.根據權利要求1所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于所述二次整平指的是于步驟4)所產生的地基結構上均勻鋪設20-40CM厚度的道渣。
6.根據權利要求1所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于步驟6)中首先利用明溝和\或暗溝及排水泵將所述軟土地基排水至地表下2M，之后再采用推土機往返碾壓。
7.根據權利要求1或6所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于步驟6)中往返碾壓的次數為3-5遍，每遍間隔時間不少于1天。
8.根據權利要求1所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于步驟7)所述往返靜壓的次數為5-7遍，每遍間隔時間不少于2天。
9.根據權利要求1所述的一種軟土地基處理方法，其特征在于步驟8)所述振動碾壓的次數應根據沉降資料、土層性質及地基處理標準確定，每遍間隔時間3-5天。
全文摘要
本發明涉及巖土工程中巖土工程治理技術領域，具體涉及一種軟土地基處理方法，該方法包括有如下步驟1)對所述軟土地基的地表進行清理及整平；2)于整平后的地表上鋪設初始受力層；3)于所述初始受力層上水平鋪設排水墊層；4)設置若干垂直穿越所述排水墊層、初始受力層并深入地基內的排水通道；5)對上述步驟所產生的地基結構進行二次整平；6)采用推土機往返碾壓二次整平后的地基結構；7)采用壓路機往返靜壓步驟6)所產生的地基結構；8)采用壓路機往返振動碾壓步驟7)所產生的地基結構；本發明的優點是對淺部淤泥質粘土的地基處理較為有效，具有費用低、施工方便、施工工期合理等特點。
文檔編號E02D3/00GK101761065SQ20091020130
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者顧國榮, 楊石飛, 李曉勇 申請人:上海巖土工程勘察設計研究院有限公司