專利名稱：一種改進的高真空擊密軟地基處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟土地基處理工程領(lǐng)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(shù)：
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?，F(xiàn)有“規(guī)范”認(rèn)為，飽和軟土不宜強夯，原因是擾動易產(chǎn)生“彈簧土”，導(dǎo)致擾動后軟 土地基的承載力反而降低。同時，現(xiàn)有“規(guī)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(shù)一般要求大于10_5cm/s，而對于低滲透性(滲透系數(shù) 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(nèi)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(yù)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(yù)壓法更高；3、插塑料板加數(shù)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(qū)域內(nèi)，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(dǎo)致塑料排水板被強夯打斷，使得施工質(zhì)量難以受控；4、高真空擊密法(中國發(fā)明專利號01127046.2)通過真空井點(井點“負(fù)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(shè)計參數(shù)后，人為形成“壓差”(高真空或稱“超真空”)，使得低滲透系數(shù)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(nèi)外推廣應(yīng)用非常迅速。然而在多年的實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，對于低滲透性的軟土，由于土 層的復(fù)雜性(通常為多層、且各土層性質(zhì)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(dǎo)致施工質(zhì)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于改進現(xiàn)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(zhì)量，縮短工期。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)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(jù)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(shè)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(shù)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(fù)“抽真空+適能量強夯”的交叉擊密施工，直至達到設(shè)計要求。
本發(fā)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(yōu)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(yōu)選控制在 85KPa以上。三、真空井點管的間距真空井點管的設(shè)置間距取決于各土層的滲透系數(shù)，滲透 系數(shù)較低的，井點管的間距較小；反之則較大；優(yōu)選地，各土層真空井點管的設(shè)置間距應(yīng)滿 足在抽真空5 10天后，強夯產(chǎn)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(fā)明中，插設(shè)塑料排水板是在數(shù)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(shè)置間距應(yīng)滿足配合真 空井點管抽真空5 10天后，強夯產(chǎn)生的超孔隙水壓力消散達85%以上。根據(jù)本發(fā)明，對 于滲透系數(shù)為10_8 10_6cm/s的土層，塑料排水板的間距優(yōu)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(yīng)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(jù)本發(fā)明，塑料排水板的插入深度優(yōu) 選的與高真空作用下強夯的影響深度相當(dāng)。六、強夯的夯能現(xiàn)有“規(guī)范”規(guī)定，強夯以夯坑周邊土方的隆起量為控制指標(biāo)。但 由于“規(guī)范”認(rèn)為飽和軟土不宜強夯，因此本發(fā)明的方法很難以夯坑周邊土方的隆起量為控 制指標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，每一遍強夯的夯能的控制應(yīng)滿足每遍夯擊時，各土層都不形成“彈簧土”。使用本發(fā)明的改進的“高真空擊密”軟地基處理方法，即高真空擊密結(jié)合塑料排水 板排水，可以進一步縮短工期，且質(zhì)量可控；結(jié)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(zhì)量可控的技術(shù)效果，同時也克服了現(xiàn)有“高真空擊密法”的 質(zhì)量通病。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本 發(fā)明而非用于限定本發(fā)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(shù) 1. 3 X 10—Ws ；第二層為淤泥質(zhì)土，厚約8 10米，含水量55%，滲透系數(shù)1. 2 X 10—Ws。 設(shè)計要求10米內(nèi)地基的承載力達到lOOKPa，差異沉降小于1/500。采用本發(fā)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(jù)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(jù)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(qū)域的周邊插入井點管，以防止施工過程中周邊區(qū)域的地下水進入施工區(qū)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(shù)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(shù)6擊。第二遍交叉擊密后，經(jīng)現(xiàn)場測試，技術(shù)指標(biāo)尚未達到設(shè)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(shù) 4 擊。經(jīng)現(xiàn)場測試，第三遍交叉擊密后，技術(shù)指標(biāo)達到設(shè)計要求，于是全部拔除真空井點 管，進行低能量滿夯。經(jīng)工后檢測，經(jīng)加固處理后的地基承載力及工后沉降均達到設(shè)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(zhì)土，厚約3 4米，含水量約 60 %，滲透系數(shù)1. 5 X IO-Ws ；第二層為粉質(zhì)粘土，厚約2米，含水量約40 %，滲透系數(shù) 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(shù)1. 4 X IO^Ws0設(shè) 計要求10米內(nèi)地基的承載力達到lOOKPa，工后沉降小于20cm。采用本發(fā)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(jù)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(jù)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(qū)域的周邊插入井點管，以防止施工過程中周邊區(qū)域的地下水進入施工區(qū)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(shù)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(shù)5擊。第二遍交叉擊密后，經(jīng)現(xiàn)場測試，技術(shù)指標(biāo)尚未達到設(shè)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(shù) 4 擊。經(jīng)現(xiàn)場測試，第三遍交叉擊密后，技術(shù)指標(biāo)仍未達到設(shè)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(shù) 4 擊。經(jīng)現(xiàn)場測試，第四遍交叉擊密后，技術(shù)指標(biāo)仍未達到設(shè)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(shù) 3 擊。經(jīng)現(xiàn)場測試，第五遍交叉擊密后，技術(shù)指標(biāo)達到設(shè)計要求，于是全部拔除真空井點 管，進行低能量滿夯。經(jīng)工后檢測，經(jīng)加固處理后的地基承載力及工后沉降均達到設(shè)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(shù)1. 5 X IO-Ws ；第二層為粉質(zhì)粘土，厚約4米，含水量約40 %，滲透系數(shù) 1. 3 X 10-6cm/s ；第三層為淤泥質(zhì)土，厚約8 10米，含水量約55%，滲透系數(shù)1. 7X10"W s。設(shè)計要求10米內(nèi)地基的承載力達到lOOKPa，差異沉降小于1/600。
采用本發(fā)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(jù)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(jù)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(qū)域的周邊插入井點管，以防止施工過程中周邊區(qū)域的地下水進入施工區(qū)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(shù)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(shù)5擊。第二遍交叉擊密后，經(jīng)現(xiàn)場測試，技術(shù)指標(biāo)達到設(shè)計要求，于是全部拔除真空井點 管，進行低能量滿夯。經(jīng)工后檢測，經(jīng)加固處理后的地基承載力及工后沉降均達到設(shè)計要求。 與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)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(jié)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(zhì)量的離散性。綜上所述，使用本發(fā)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(zhì)量，縮減工期。
權(quán)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(jù)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(shè)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(shù)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(fù)“抽真空+適能量強夯”的“高真空擊密”施工，直至達到設(shè)計要求。
2.如權(quán)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(quán)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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述真空井點管的設(shè)置間距取決于各土層 的滲透系數(shù)，滲透系數(shù)較低的，井點管的間距較小；反之則較大。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述真空井點管的設(shè)置間距滿足在抽真空 5 10天后，強夯產(chǎn)生的超孔隙水壓力消散達85%以上。
6.如權(quán)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(chǎn)生的超孔隙水壓力消散達85%以上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于對于滲透系數(shù)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(quán)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(dāng)。
9.如權(quán)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(quán)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(shù)為2 5遍。
全文摘要
本發(fā)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(jù)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(shè)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(shù)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(fù)“抽真空+適能量強夯”的“高真空擊密”施工，直至達到設(shè)計要求。本發(fā)明的方法可以進一步縮短工期，且質(zhì)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(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者徐望 申請人:上海港灣軟地基處理工程(集團)有限公司