專利名稱：一種加固深層淤泥地基的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種加固深層淤泥地基的方法，適用于超軟淤泥地基或吹填地基的處 理，屬于土木工程技術領域。
背景技術：
目前，超軟淤泥地基的加固處理一般采用真空預壓加固法，真空預壓加固方法最 早由瑞典科學家W. Kjellman與1952年提出，1958年美國費城機場首次應用于飛機跑道擴 建中的地基處理工程。我國在20世紀80年代開始對該方法進行研究應用，在施工工藝和 加固理論方面均做了不少工作。在土木工程、港口工程和交通工程領域的軟土地基處理中 得到了較多的應用。工程實踐表明，真空預壓技術雖然是一種經(jīng)濟有效的軟基處理方法，但是在厚度 不大G 5m)的超軟淤泥或吹填軟土地基中應用存在有效加固深度較小的問題。由于真 空度沿塑料排水板隨深度衰減較快，在滲透系數(shù)較小的超軟淤泥中，一般處理效果較好的 深度不超過an，即僅形成一個厚度為0. 5m an的硬殼層，而硬殼層以下的土體加固效果不 明顯。這主要是因為真空度難以完整地傳遞到深處，淤泥的滲透性很差以及涂抹作用也有 影響。為此，本發(fā)明提出采用雙層濾管真空預壓法，除了地基表面布置主濾管和射流泵 連接外，在地基深處再布置一層深層濾管，深層濾管與射流泵直接連接，深層濾管上綁扎向 上的塑料排水板，這樣深層濾管的真空度是從下向上衰減，表面濾管的真空度是從上向下 衰減，介于兩層濾管之間的軟土的真空度能夠得到保證，從而大大提高排水固結速率，縮短 加固時間并改善深層軟土的加固效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術提供一種能較大提高排水固結 速率、縮短加固時間并改善深層軟土加固效果的加固深層淤泥地基的方法。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為該加固深層淤泥地基的方 法，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn)步驟一、制作地表濾管系統(tǒng)和深層濾管系統(tǒng)深層濾管系統(tǒng)由多根豎向平行布置分布的深層透水軟管、兩根橫向平行布置分布 的深層透水軟管及多塊深層排水板組成，其中每根豎向平行布置分布的深層透水軟管的長 度為待加固區(qū)的寬度，相鄰兩根豎向設置的深層透水軟管之間的間距0. 8 2. 0m，兩根橫 向平行布置分布的深層透水軟管的長度為待加固區(qū)的長度，并分別設置在上述多根豎向平 行布置分布的深層透水軟管的兩端，從而使豎向設置的深層透水軟管與橫向設置的深層透 水軟管組成一個整體；深層排水板的一端直接卷在豎向設置的深層透水軟管上，并用無紡 土工布和扎帶將其固定，綁扎好后，深層排水板的長度為待加固區(qū)淤泥層厚度或深層濾管 系統(tǒng)的埋設深度減去0. 5m，相鄰深層排水板的間距為0. 8m 1. Om ；
地表濾管系統(tǒng)由多根豎向平行布置分布的地表透水軟管、兩根橫向平行布置分布 的地表透水軟管及多塊地表排水板組成，其中每根豎向平行布置分布的地表透水軟管的長 度為待加固區(qū)的寬度，相鄰兩根豎向設置的地表透水軟管之間的間距0. 8 2. 0m，兩根橫 向平行布置分布的地表透水軟管的長度為待加固區(qū)的長度，并分別設置在上述多根豎向平 行布置分布的地表透水軟管的兩端，從而使豎向設置的地表透水軟管與橫向設置的地表透 水軟管組成一個整體；地表排水板的一端直接卷在豎向設置的地表透水軟管上，并用無紡 土工布和扎帶將其固定，綁扎好后，地表排水板的長度為待加固區(qū)淤泥層厚度，相鄰的表排 水板的間距為0. 8m 1. Om ；步驟二、深層濾管系統(tǒng)的布放將制作好的深層濾管系統(tǒng)用牽線拖拉的方式布放 到地基表面；步驟三、鋪編織布在待加固區(qū)淤泥上表面鋪一層編織布，隨著編織布的逐漸攤 鋪，同時進行步驟四；步驟四、深層濾管系統(tǒng)的埋設隨著編織布的逐漸攤鋪，同時將深層濾管系統(tǒng)壓入 待加固區(qū)淤泥中的指定深度，壓入時，深層排水板朝上，橫向及豎向設置的深層透水軟管均 被壓到指定深度，同時保證深層排水板的板頭要確保不露出泥面，然后采用連接透水軟管 將橫向深層透水軟管、豎向深層透水軟管、深層排水板與射流真空泵進行連接；步驟五、地表濾管系統(tǒng)的埋設將制作好的地表濾管系統(tǒng)布放到待加固區(qū)表面，并 且將地表排水板插入到設計深度，同時保證地表排水板與深層排水板間隔分布，同樣采用 連接透水軟管將橫向地表透水軟管、豎向地表透水軟管、地表排水板與射流真空泵進行連 接；步驟六、鋪設無紡土工布在地表濾濾管系統(tǒng)上鋪設一層克重不小于200g/m2的無 紡土工布，分塊土工布之間用搭接方式形成一個整體；步驟七、鋪設密封膜鋪設完無紡土工布的表面再鋪設密封膜，并將密封膜的邊緣 踩入淤泥中；步驟八、抽真空系統(tǒng)的安裝在待加固區(qū)周圍布置射流真空泵，將深層透水軟管、 地表透水軟管、地表排水板及深層排水板與射流真空泵連接；步驟九、抽真空施工啟動射流真空泵，將密封膜下的空氣和水抽出，抽真空穩(wěn)定 后，密封膜下的真空度達到SOkPa以上，并且應該保證真空穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于該方法施工方便、操作簡單，可改善超軟淤 泥2. 5m 5m深度范圍內(nèi)的加固效果，尤其適用于沿海超軟吹填淤泥地基的處理，因為沿海 造陸工程中的超軟吹填淤泥厚度普遍在3 5m，常規(guī)真空預壓法只能形成厚度小于1. 5m的 硬殼層，采用本方法可以將整個淤泥層處理成硬殼層；相對常規(guī)真空預壓法，僅增加一層深 層濾管和綁扎在濾管上的塑料排水板，經(jīng)濟性較好。


圖1為本發(fā)明實施例中深層濾管系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中地表濾管系統(tǒng)的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中地表透水軟管與地表塑料排水板的連接圖；圖4為本發(fā)明實施例中綁扎好后地表透水軟管與地表塑料排水板結構圖5為本發(fā)明實施例中塑料排水板的剖視圖；圖6為本發(fā)明實施例中埋設好以后深層濾管系統(tǒng)與地表濾管系統(tǒng)的結構圖；圖7為本發(fā)明實施例中埋設好以后深層濾管系統(tǒng)與地表濾管系統(tǒng)后底層斷面圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。本發(fā)明提供了一種加固深層淤泥地基的方法，其通過以下步驟實現(xiàn)步驟一、制作地表濾管系統(tǒng)和深層濾管系統(tǒng)地表濾管系統(tǒng)由多根豎向平行布置分布的地表透水軟管1、兩根橫向平行布置分 布的地表透水軟管2及多塊地表排水板3組成，請參見圖1所示，其中每根豎向平行布置分 布的地表透水軟管的長度為待加固區(qū)的寬度，相鄰兩根豎向設置的地表透水軟管之間的間 距1. 5m，兩根橫向平行布置分布的地表透水軟管的長度為待加固區(qū)的長度，并分別設置在 上述多根豎向平行布置分布的地表透水軟管的兩端，從而使豎向設置的地表透水軟管與橫 向設置的地表透水軟管組成一個整體，本實施例中，豎向地表透水軟管與橫向地表透水軟 管之間通過一個三通連成一體；這里豎向地表透水軟管1和橫向地表透水軟管2均采用外 直徑為60mm的帶小孔的軟式塑料彈簧管外包濾紙組成，這種類型的透水軟管具有良好的 透水、透氣和隔泥沙性能；地表排水板3的一端直接卷在豎向設置的地表透水軟管上，卷在 豎向設置的地表透水軟管上的長度為20cm，并用無紡土工布4和扎帶5將其固定，請參見 圖3和圖4所示；綁扎好后，地表排水板剩余的長度為待加固區(qū)淤泥層厚度，相鄰的表排水 板的間距為1. Om ；深層濾管系統(tǒng)由多根豎向平行布置分布的深層透水軟管4、兩根橫向平行布置分 布的深層透水軟管5及多塊深層排水板6組成，其中每根豎向平行布置分布的深層透水軟 管4的長度為待加固區(qū)的寬度，相鄰兩根豎向設置的深層透水軟管4之間的間距1. 5m，兩 根橫向平行布置分布的深層透水軟管5的長度為待加固區(qū)的長度，并分別設置在上述多根 豎向平行布置分布的深層透水軟管的兩端，從而使豎向設置的深層透水軟管與橫向設置的 深層透水軟管組成一個整體，本實施例中，豎向深層透水軟管4與橫向深層透水軟管5之間 通過一個三通連成一體；這里深層地表透水軟管4和橫向深層透水軟管5均采用外直徑為 60mm的帶小孔的軟式塑料彈簧管外包濾紙組成，這種類型的透水軟管具有良好的透水、透 氣和隔泥沙性能；深層排水板6的一端直接卷在豎向設置的深層透水軟管上，并用無紡土 工布4和扎帶5將其固定，綁扎好后，深層排水板6的長度為待加固區(qū)淤泥層厚度或深層濾 管系統(tǒng)埋填深度減0. 5m，相鄰深層排水板6的間距為0. 9m ；
本實施例中，地表排水板3和深層排水板6存采用塑料排水板，其包括中心的聚氯 乙烯板芯31外包濾紙32組成，請參見圖5所示步驟二、深層濾管系統(tǒng)的布放由于施工人員難以直接在超軟淤泥地基上施工，因 此需要將制作好的深層濾管系統(tǒng)用牽線拖拉的方式布放到地基表面；步驟三、鋪編織布11 在待加固區(qū)淤泥上表面鋪一層編織布，隨著編織布的逐漸 攤鋪，同時進行步驟四；鋪設編織布是為了施工人員能在待加固區(qū)行走、施工；步驟四、深層濾管系統(tǒng)的埋設隨著編織布的逐漸攤鋪，同時將深層濾管系統(tǒng)用帶 有分叉的壓桿壓入待加固區(qū)淤泥中的指定深度，壓入時，深層排水板朝上，橫向及豎向設置的深層透水軟管均被壓到指定深度，同時保證深層排水板的板頭要確保不露出泥面，壓完 一段深層透水軟管，鋪設一段編織布，隨著攤鋪的過程，各塊編織布之間用縫紉機織成一個 整體；深層濾管系統(tǒng)埋設完后，采用連接透水軟管7將橫向深層透水軟管4、豎向深層透水 軟管5、深層排水板6與射流真空泵8進行連接；步驟五、地表濾管系統(tǒng)的埋設將制作好的地表濾管系統(tǒng)布放到待加固區(qū)表面，并 且將地表排水板3用一端削尖的鋼管插入到設計深度，同時保證地表排水板與深層排水板 間隔分布，地表濾管系統(tǒng)埋設完以后，同樣采用連接透水軟管7將橫向地表透水軟管1、豎 向地表透水軟管2、地表排水板3與射流真空泵8進行連接；步驟六、鋪設無紡土工布9 在地表濾濾管系統(tǒng)上鋪設一層克重不小于200g/m2的 無紡土工布9，分塊土工布之間用搭接方式形成一個整體；步驟七、鋪設密封膜10 鋪設完無紡土工布的表面再鋪設密封膜，并將密封膜的 邊緣踩入淤泥中；步驟八、抽真空系統(tǒng)的安裝在待加固區(qū)周圍布置射流真空泵8，射流真空泵8可 以為一臺，也可以為多臺，根據(jù)待加固區(qū)的面積確定，一般每臺射流真空泵的處理面積為 1000 1200平方米，將待加固區(qū)的面積除以每臺射流真空泵的處理面積就能得到射流真 空泵的臺屬；將橫向深層透水軟管5、豎向深層透水軟管4、橫向地表透水軟管2、豎向地表 透水軟管1、地表排水板3及深層排水板6與射流真空泵連接；步驟九、抽真空施工啟動射流真空泵，將密封膜下的空氣和水抽出，抽真空穩(wěn)定 后，密封膜下的真空度達到SOkPa以上，并且應該保證真空穩(wěn)定性。本發(fā)明的原理為1、射流真空泵產(chǎn)生的真空度由連接透水軟管7傳遞到深層塑料排水板及地表塑 料排水板中，深層塑料排水板及地表塑料排水板中的流體壓力降低，增加了塑料排水板和 板體周圍土體中孔隙水的壓力差，從而促使土體中的孔隙水向塑料排水板流動并被抽到地 面而排出，孔隙水的排出導致土體孔隙水壓力的降低。土體中總應力不變的情況下，孔隙水 壓力的降低會使土體有效應力增加，新增加的有效應力促使土體固結。2、真空度隨著塑料排水板深度而衰減，導致了地基深處的加固效果不如較淺處。 因此本發(fā)明在地基深處增加一層深層濾管并直接與射流真空泵連接，則深層濾管的真空度 沿著其上綁扎的塑料排水板從下向上衰減，介于深層濾管和地表濾管之間的土層的真空度 可以得到保證，衰減程度小，從而保證了加固效果。
權利要求
1. 一種加固深層淤泥地基的方法，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn) 步驟一、制作地表濾管系統(tǒng)和深層濾管系統(tǒng)深層濾管系統(tǒng)由多根豎向平行布置分布的深層透水軟管、兩根橫向平行布置分布的深 層透水軟管及多塊深層排水板組成，其中每根豎向平行布置分布的深層透水軟管的長度為 待加固區(qū)的寬度，相鄰兩根豎向設置的深層透水軟管之間的間距0. 8 2. 0m，兩根橫向平 行布置分布的深層透水軟管的長度為待加固區(qū)的長度，并分別設置在上述多根豎向平行布 置分布的深層透水軟管的兩端，從而使豎向設置的深層透水軟管與橫向設置的深層透水軟 管組成一個整體；深層排水板的一端直接卷在豎向設置的深層透水軟管上，并用無紡土工 布和扎帶將其固定，綁扎好后，深層排水板的長度為待加固區(qū)淤泥層厚度或深層濾管系統(tǒng) 的埋設深度減去0. 5m，相鄰深層排水板的間距為0. 8m 1. Om ；地表濾管系統(tǒng)由多根豎向平行布置分布的地表透水軟管、兩根橫向平行布置分布的地 表透水軟管及多塊地表排水板組成，其中每根豎向平行布置分布的地表透水軟管的長度為 待加固區(qū)的寬度，相鄰兩根豎向設置的地表透水軟管之間的間距0. 8 2. Om，兩根橫向平 行布置分布的地表透水軟管的長度為待加固區(qū)的長度，并分別設置在上述多根豎向平行布 置分布的地表透水軟管的兩端，從而使豎向設置的地表透水軟管與橫向設置的地表透水軟 管組成一個整體；地表排水板的一端直接卷在豎向設置的地表透水軟管上，并用無紡土工 布和扎帶將其固定，綁扎好后，地表排水板的長度為待加固區(qū)淤泥層厚度，相鄰的表排水板 的間距為0. 8m 1. Om ；步驟二、深層濾管系統(tǒng)的布放將制作好的深層濾管系統(tǒng)用牽線拖拉的方式布放到地 基表面；步驟三、鋪編織布在待加固區(qū)淤泥上表面鋪一層編織布，隨著編織布的逐漸攤鋪，同 時進行步驟四；步驟四、深層濾管系統(tǒng)的埋設隨著編織布的逐漸攤鋪，同時將深層濾管系統(tǒng)壓入待加 固區(qū)淤泥中的指定深度，壓入時，深層排水板朝上，橫向及豎向設置的深層透水軟管均被壓 到指定深度，同時保證深層排水板的板頭要確保不露出泥面，然后采用連接透水軟管將橫 向深層透水軟管、豎向深層透水軟管、深層排水板與射流真空泵進行連接；步驟五、地表濾管系統(tǒng)的埋設將制作好的地表濾管系統(tǒng)布放到待加固區(qū)表面，并且將 地表排水板插入到設計深度，同時保證地表排水板與深層排水板間隔分布，同樣采用連接 透水軟管將橫向地表透水軟管、豎向地表透水軟管、地表排水板與射流真空泵進行連接；步驟六、鋪設無紡土工布在地表濾濾管系統(tǒng)上鋪設一層克重不小于200g/m2的無紡土 工布，分塊土工布之間用搭接方式形成一個整體；步驟七、鋪設密封膜鋪設完無紡土工布的表面再鋪設密封膜，并將密封膜的邊緣踩入 淤泥中；步驟八、抽真空系統(tǒng)的安裝在待加固區(qū)周圍布置射流真空泵，將深層透水軟管、地表 透水軟管、地表排水板及深層排水板與射流真空泵連接；步驟九、抽真空施工啟動射流真空泵，將密封膜下的空氣和水抽出，抽真空穩(wěn)定后，密 封膜下的真空度達到SOkPa以上，并且應該保證真空穩(wěn)定性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加固深層淤泥地基的方法，其包括的主要步驟如下步驟一、制作地表濾管和深層濾管系統(tǒng)；步驟二、深層濾管系統(tǒng)的布放；步驟三、鋪編織布；步驟四、深層濾管系統(tǒng)的埋設；步驟五、地表濾管系統(tǒng)的埋設；步驟六、鋪設無紡土工布；步驟七、鋪設密封膜；步驟八、抽真空系統(tǒng)的安裝；步驟九、抽真空施工。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于該方法施工方便、操作簡單，可改善超軟淤泥2.5m～5m深度范圍內(nèi)的加固效果，尤其適用于沿海超軟吹填淤泥地基的處理，采用本方法可以將整個淤泥層處理成硬殼層；相對常規(guī)真空預壓法，僅增加一層深層濾管和綁扎在濾管上的塑料排水板，經(jīng)濟性較好。
文檔編號E02D3/10GK102051875SQ201010564178
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權日2010年11月18日
發(fā)明者尹志標, 張雄壯, 彭劼, 王柏歡, 胡宏軍, 董江平 申請人:中交上航局航道建設有限公司