專利名稱：一種軟土地基固結(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟土地基處理領(lǐng)域，具體地說，是關(guān)于一種針對圍海造地形成的 吹填陸域的軟土地基固結(jié)方法。
背景技術(shù)：
在大面積圍海造地工程中，傳統(tǒng)的做法是在軟弱的海汰淤泥上吹填3 8米 厚、滲透系數(shù)大于10'Scm/s的砂性土。吹填形成的大面積的陸域， 一般都為含水 量高、地下水位高、承載力低，人機(jī)無法進(jìn)入。為了滿足工業(yè)建筑的要求，需要 對吹填的陸域進(jìn)行軟土地基的加固處理?，F(xiàn)有的大面積軟土地基固結(jié)改良的常用
方法包括高真空擊密法、真空預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法等。
圍海造地形成的陸域面廣量大，而使用不同的加固方法，工期、造價(jià)的差異 極大
高真空擊密法(CN 1127595C):高真空擊密法是真空井點(diǎn)降水結(jié)合變能量 強(qiáng)夯或振動(dòng)碾壓的軟地基處理方法，交叉多遍而使軟土的含水量降低、承載力提 高。該方法的工期較短、造價(jià)較低、承載力提高值較大，但處理深度有限，通常 只有6 8米，對于埋深大于8米的軟弱土層很難固結(jié)；
真空預(yù)壓法該方法首先在表層回填0.5 1米的粗砂墊層作為水平的透水 層，然后在砂墊層中插設(shè)豎向塑料排水板， 一般插穿淤泥層，間距通常在0.8 1.5米，正三角形或矩形設(shè)置，砂墊層上覆蓋真空膜，同時(shí)在砂墊層中布置橫向 真空排水系統(tǒng)。該方法處理深度較深，對深層淤泥有固結(jié)作用，但工期較長，造 價(jià)很高。
堆載預(yù)壓法該方法首先在表層回填0.5 1米的粗砂墊層作為水平的透水. 層，然后在砂墊層中插設(shè)豎向塑料排水板，間距一般為0.6 1.5米，正三角形或 矩形布置，然后再在砂墊層上堆載土方。該方法利用堆土的自重對軟弱淤泥層進(jìn)行預(yù)壓固結(jié)。其缺點(diǎn)是需要大量的土方，因此造價(jià)較高，工期較長，并確許多工 地土方資源短缺，遠(yuǎn)程運(yùn)土則成本更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于，改進(jìn)現(xiàn)有用于圍海造地形成的吹填陸域的固結(jié)方法所 存在的上述不足，從而提供一種新型的用于圍海造地形成的吹填陸域的軟土地基 固結(jié)方法，能夠充分利用現(xiàn)場不利因素(土體的含水量高、地下水位高)，將其 轉(zhuǎn)化為有利因素，從而達(dá)到大幅降低造價(jià)、縮短工期目的。
本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法，用于大面積圍海造地形成的吹填陸域的固結(jié)處 理，所述吹填陸域的表層為吹填的砂性土，下層為軟弱的淤泥質(zhì)土，所述方法包 括以下步驟
第一步，在需處理區(qū)域的周邊設(shè)置止水墻，防止區(qū)域外的地下水流入施工區(qū) 域?qū)е掠绊懯┕ぃ?br> 第二步，在需處理區(qū)域插設(shè)豎向排水通道，其深度穿透下層軟弱淤泥層，以 利于淤泥層的含水通過豎向排水通道進(jìn)入上層的砂土層； 第三步，在止水墻的內(nèi)側(cè)筑圍堤；
第四步，在需處理區(qū)域布置排水系統(tǒng)，其深度深入淤泥層；
第五步，在需處理區(qū)域的表層覆蓋隔水膜，隔水膜至少覆蓋至圍堤的頂部；
第六步，啟動(dòng)排水系統(tǒng)，將砂土層中的水抽至圍堤內(nèi)的隔水膜上，對需處理
區(qū)域?qū)嵤┖奢d預(yù)壓，以加速土體的固結(jié)，提高土體的承載力。 根據(jù)本發(fā)明，所述止水墻的深度應(yīng)深入淤泥層1 2.5米。 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述止水墻的厚度為0.6 1.5米。 根據(jù)本發(fā)明，所述豎向排水通道為塑料排水板或袋裝砂井。 根據(jù)本發(fā)明，所述豎向排水通道的深度穿透下層的淤泥層。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述圍堤的高度為2 5米，上寬度1 3米，
內(nèi)坡1: 2，外坡1: 2 3。
根據(jù)本發(fā)明，所述排水系統(tǒng)深入淤泥層的深度為1 2.5米。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述排水系統(tǒng)為深井，深井內(nèi)放置排水泵，其排水管 伸出地表。優(yōu)選的，所述排水泵的排水管使用出膜器穿出隔水膜。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述排水系統(tǒng)為真空井點(diǎn)管，其上端連至抽真空系 統(tǒng)。優(yōu)選的，所述真空井點(diǎn)管使用出膜器穿出隔水膜。
根據(jù)本發(fā)明，所述隔水膜的層數(shù)為1 2層。優(yōu)選的，所述隔水膜繞過圍堤 的頂部。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，如果上層吹填砂土層的承載力不夠，還可以對表層的 砂性土進(jìn)行固結(jié)處理。
優(yōu)選的，所述固結(jié)處理釆用高真空擊密法，具體的，釆用"井點(diǎn)降水+低能
量強(qiáng)夯"交叉擊密2 4遍。
本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法，用較小的投入，巧妙地利用了地下水位的降低， 水的提升，使需處理的軟弱淤泥質(zhì)土的預(yù)壓應(yīng)力得到成倍的提高。與現(xiàn)有方法相 比，采用本發(fā)明的方法可以，施工工期可以縮短至常規(guī)的1/3，造價(jià)可以降至常 規(guī)的1/5 1/6，因此具有非常顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法的流程框圖。 圖2為本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法的施工示意圖。 圖3為出膜器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法，針對的是大面積圍海造地形成的吹填陸域，所 述吹填陸域的表層為吹填的砂性土、下層為需固結(jié)處理的軟弱淤泥質(zhì)土 (淤泥 層)，如圖1的流程框圖所示，本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法的施工步驟如下
第一步，在需處理區(qū)域(施工區(qū)域)的周邊設(shè)置止水墻，防止區(qū)域外的地下 水流入施工區(qū)域?qū)е掠绊懯┕ぁ?br> 第二步，在需處理區(qū)域插設(shè)豎向排水通道，其深度穿透下層軟弱淤泥層，以 利于淤泥層的含水通過豎向排水通道進(jìn)入上層的砂土層。第三步，在止水墻的內(nèi)側(cè)筑圍堤。
第四步，在需處理區(qū)域布置排水系統(tǒng)，其深度深入淤泥層。
第五步，在需處理區(qū)域的表層覆蓋隔水膜，隔水膜應(yīng)至少覆蓋至圍堤的頂部。 第六步，啟動(dòng)排水系統(tǒng)，將砂土層中的水抽至圍堤內(nèi)的隔水膜上，對需處理 區(qū)域?qū)嵤┖奢d預(yù)壓，以加速土體的固結(jié)，提高土體的承載力。
本發(fā)明的上下文中，所述"袋裝砂井"是指為加速軟弱地基排水固結(jié)，在地 基中鉆孔，然后將粗砂灌入柱狀織物袋中，再放入所鉆的孔內(nèi)形成的井。袋裝砂 井通常只用作擠密土層，排出地下水，從而使土壤固結(jié)和土層擠密，以提高土體 的承載力。
本發(fā)明的上下文中，所述"高真空擊密法"是專利號(hào)為01127046.2的中國發(fā) 明專利所公開的方法，將真空井點(diǎn)降水與低能量強(qiáng)夯相結(jié)合，經(jīng)過2 4遍的"井 點(diǎn)降水+強(qiáng)夯"的交叉施工，快速降低土體的含水量，提高土體的密實(shí)度。
以下結(jié)合附圖，以具體實(shí)施例對本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法作進(jìn)一步詳細(xì)說 明，應(yīng)理解，以下實(shí)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(shí)施例1
某圍海造地工程，面積35萬平方米，表層為吹填的砂性土層，厚度5 6米， 含水量50%，滲透系數(shù)10'4cm/s;下層為淤泥質(zhì)土層，厚度約18米，含水量90 %，滲透系數(shù)l(T7cm/s。
設(shè)計(jì)要求承載力達(dá)到80kPa。
如圖1和2所示，按以下步驟施工
第一步，在施工區(qū)域的外圍周邊，使用攪拌樁機(jī)往土層中邊攪拌邊噴入高壓 水泥漿，摻入量控制在12 20% (重量比)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定 性和一定強(qiáng)度的水泥加固土 (止水墻30)，止水墻30的厚度控制在0.6 1.5米， 深度確保穿透吹填的砂土層進(jìn)入下層的淤泥層，以深入淤泥層1 2.5米為佳，本 實(shí)施例中，止水墻30的深度為深入淤泥層20約1.5米第二步在施工區(qū)域內(nèi)插設(shè)豎向排水通道60，其深度穿透下層的軟弱淤泥層 20，本實(shí)施例中，豎向排水通道60采用塑料排水板，排水板的間距控制在0.5 2米，矩形或三角形排列。
第三步用土在止水墻30的內(nèi)側(cè)筑圍堤40，圍堤40的高度為2 5米，頂 部寬度1 3米，內(nèi)坡l: 2，外坡l: 2 3。
第四步在施工區(qū)域布置排水系統(tǒng)，其深度控制在深入下層的軟弱淤泥層20
約1 2.5米，本實(shí)施例中，所述排水系統(tǒng)采用深井70，深井70的間距控制在10 40米，井內(nèi)設(shè)置排水泵85，其排水管80伸出地表。
第五步在施工區(qū)域的表層設(shè)置1層隔水膜50，隔水膜50的周邊至少覆蓋 至圍堤40的頂部，優(yōu)選的是繞過圍堤40的頂部，排水泵85的排水管80使用出 膜器卯穿出隔水膜50，以確保排水管80穿出隔水膜50的位置處不會(huì)漏水。
其中，出膜器90是本技術(shù)領(lǐng)域中已知的，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括一 對法蘭100，設(shè)置于隔水膜50的兩側(cè)，通過若干個(gè)緊固件110 (例如螺栓與螺母) 相對夾緊，緊固件110的內(nèi)側(cè)設(shè)有墊圈120，所述排水泵的排水管80從該對法蘭 IOO的中間穿過。這樣，當(dāng)法蘭100相對夾緊后，依靠墊圈120的封閉作用可以 防止水進(jìn)入排水管80穿過隔水膜50的區(qū)域。
第六步開動(dòng)深井排水泵85，將砂土層中的水抽至圍堤40內(nèi)的隔水膜50上， 對需處理區(qū)域?qū)嵤┖奢d預(yù)壓，以加速土體的固結(jié)，提高土體的承載力。
使用上述方法， 一方面，通過深井排水泵的排水作用降低地下水位，對于下 層的軟弱淤泥層而言，隨著地下水位的降低，作用于淤泥層的砂性土的比重增加， 對下層軟弱淤泥層的預(yù)壓作用也隨之增加；另一方面，將抽出的水注入圍堤內(nèi)的 隔水膜上，進(jìn)一步增加了對軟弱淤泥層的預(yù)壓應(yīng)力。
經(jīng)測算，將從砂性土中抽出的水注入圍堤內(nèi)的隔水膜后，對于軟弱淤泥層的 預(yù)壓應(yīng)力得到成倍地提高，約為80 90kPa，相當(dāng)于真空預(yù)壓或堆土4 5米的預(yù) 壓應(yīng)力。
使用上述方法施工90天后，承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
相比常規(guī)的施工方法，使用本發(fā)明的方法后，施工工期縮短為常規(guī)的1/3， 造價(jià)僅為常規(guī)的1/6，具有非常顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)施例2
某圍海造地工程，面積20萬平方米，表層為吹填的砂性土，厚度5 6米， 含水量50%，滲透系數(shù)10'5cm/s;下層為淤泥層，厚度約16米，含水量55%， 滲透系數(shù)10'7cm/s。
設(shè)計(jì)要求承載力達(dá)到100kPa。
按以下步驟施工
第一步，在施工區(qū)域的外圍周邊，使用攪拌樁機(jī)往土層中邊攪拌邊噴入高壓 純粘土泥漿，慘入量控制在20 30% (重量比)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水 穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥加固土 (止水墻)，止水墻的厚度控制在0.6 1.5米， 深度確保穿透吹填的砂土層進(jìn)入下層的淤泥層，以深入淤泥層1 2.5米為佳，本 實(shí)施例中，止水墻30的深度為深入淤泥層約1.5米。
第二步在施工區(qū)域內(nèi)插設(shè)豎向排水通道，其深度穿透下層的軟弱淤泥層， 本實(shí)施例中，豎向排水通道采用袋裝砂井，袋裝砂井的間距控制為1米排列。
第三步用土在止水墻的內(nèi)側(cè)筑圍堤，圍堤高度2 5米，頂寬1 3米，內(nèi) 坡1: 2，外坡1: 2 3。
第四步在施工區(qū)域布置排水系統(tǒng)，其深度深入下層的軟弱淤泥層約2米， 本實(shí)施例中，所述排水系統(tǒng)采用真空井點(diǎn)管，井點(diǎn)管的間距為4 6米，矩形或
三角形排列，井點(diǎn)管的上端連至抽真空系統(tǒng)。
第五步在施工區(qū)域的表層設(shè)置2層隔水膜，隔水膜的周邊至少覆蓋至圍堤
的頂部，優(yōu)選的是繞過圍堤的頂部，真空井點(diǎn)管使用出膜器穿出隔水膜，以確保 井點(diǎn)管穿出隔水膜的位置處不會(huì)漏水。
第六步啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)，將砂土層中的水通過真空井點(diǎn)管抽至圍堤內(nèi)的隔
水膜上，對需處理區(qū)域?qū)嵤┖奢d預(yù)壓，以加速土體的固結(jié)，提高土體的承載力。
使用上述方法， 一方面，通過真空井點(diǎn)管的排水作用降低地下水位，對于下 層的軟弱淤泥層而言，隨著地下水位的降低，作用于淤泥層的砂性土的比重增加，
對下層軟弱淤泥層的預(yù)壓作用也隨之增加；另一方面，將抽出的水注入圍堤內(nèi)的
隔水膜上，進(jìn)一步增加了對軟弱淤泥層的預(yù)壓應(yīng)力。經(jīng)測算，將從砂性土中抽出的水注入圍堤內(nèi)的隔水膜后，對于軟弱淤泥層的
預(yù)壓應(yīng)力得到成倍地提高，約為80 90kPa，相當(dāng)于真空預(yù)壓或堆土4 5米的預(yù) 壓應(yīng)力。
使用上述方法施工85天后，下層軟弱淤泥層的承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但上 層的吹填砂土層承載力不夠，于是采用高真空擊密法，即采用高真空井點(diǎn)降水與 低能量強(qiáng)夯相結(jié)合的方法，進(jìn)一步降低土體的含水量。真空井點(diǎn)加強(qiáng)夯的交叉施 工3遍后，表層吹填土的承載力亦達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
相比常規(guī)的施工方法，使用本發(fā)明的方法后，施工工期縮短為常規(guī)的1/3， 造價(jià)僅為常規(guī)的1/5，具有非常顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1、一種軟土地基固結(jié)方法，用于大面積圍海造地形成的吹填陸域的固結(jié)處理，所述吹填陸域的表層為吹填的砂性土，下層為軟弱的淤泥質(zhì)土，其特征在于，所述方法包括以下步驟第一步，在需處理區(qū)域的周邊設(shè)置止水墻，防止區(qū)域外的地下水流入施工區(qū)域?qū)е掠绊懯┕?；第二步，在需處理區(qū)域插設(shè)豎向排水通道，其深度穿透下層軟弱淤泥層，以利于淤泥層的含水通過豎向排水通道進(jìn)入上層的砂土層；第三步，在止水墻的內(nèi)側(cè)筑圍堤；第四步，在需處理區(qū)域布置排水系統(tǒng)，其深度深入淤泥層；第五步，在需處理區(qū)域的表層覆蓋隔水膜，隔水膜至少覆蓋至圍堤的頂部；第六步，啟動(dòng)排水系統(tǒng)，將砂土層中的水抽至圍堤內(nèi)的隔水膜上，對需處理區(qū)域?qū)嵤┖奢d預(yù)壓，以加速土體的固結(jié)，提高土體的承載力。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述止水墻的深度深入淤泥層l 2.5米。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述止水墻的厚度為0.6 1.5米。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述豎向排水通道為塑料排水 板或袋裝砂井。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述圍堤的高度為2 5米，上 寬度1 3米，內(nèi)坡l: 2，外坡l: 2 3。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述排水系統(tǒng)深入淤泥層的深 度為1 2.5米。
7、 如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述排水系統(tǒng)為深井，深 井內(nèi)放置排水泵，其排水管伸出地表。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述排水泵的排水管使用出膜 器穿出隔水膜。
9、 如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述排水系統(tǒng)為真空井點(diǎn)管，其上端連至抽真空系統(tǒng)。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述真空井點(diǎn)管使用出膜器穿 出隔水膜。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述隔水膜的層數(shù)為1 3層。
12、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔水膜繞過圍堤的頂部。
13、 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，還包括對表層的砂 性土進(jìn)行固結(jié)處理的步驟。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述固結(jié)處理采用高真空擊 密法。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述高真空擊密法為"井點(diǎn) 降水+變能量強(qiáng)夯"交叉擊密2 4遍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟土地基固結(jié)方法，用于大面積圍海造地形成的吹填陸域的固結(jié)處理。本發(fā)明的軟土地基固結(jié)方法，用較小的投入，巧妙地利用了地下水位的降低，水的提升，使需處理的軟弱淤泥質(zhì)土的預(yù)壓應(yīng)力得到成倍的提高。與現(xiàn)有方法相比，采用本發(fā)明的方法可以，施工工期可以縮短至常規(guī)的1/3，造價(jià)可以降至常規(guī)的1/5～1/6，因此具有非常顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E02D3/00GK101634140SQ20091005665
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者望 徐, 徐士龍 申請人:上海港灣軟地基處理工程有限公司