專利名稱：一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程、港口工程、公路工程等固定建筑物的地基處理技術(shù)領(lǐng)域，具 體涉及超軟弱土地基快速加固的工程技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，圍海造地通常結(jié)合航道清淤、疏浚工程，采用疏浚土作為圍海造陸的填 土，通絞吸船等機(jī)械吹填至施工場(chǎng)地后，往往在表面形成超軟弱土，含水量極高，通常達(dá) 70% 200%，處于流動(dòng)狀態(tài)；而且吹填土以下也廣泛分布著深厚的軟粘土土層，該土層具 有含水量高、壓縮性大、強(qiáng)度及承載力低等特點(diǎn)，道路、集裝箱堆場(chǎng)以及各種設(shè)施的建設(shè)都 將在這些軟土地基上進(jìn)行，因此在進(jìn)行任何使用之前必須對(duì)地基進(jìn)行加固處理，才能把圍 海造陸所得的土地作為建設(shè)用地。此外在河、海灘涂、泥塘等往往由于大面積回填時(shí)，形成大面積納泥區(qū)，強(qiáng)度及承 載力極低，各種施工設(shè)備都將陷入超軟弱土之中，無(wú)法進(jìn)行排水砂墊層、塑料排水板或袋裝 砂井的施工。針對(duì)上述難題，近來年出現(xiàn)了淺表層處理，常見的淺表層處理方法主要有(1)自 然晾曬處理，施工效率低，施工工期長(zhǎng)；( 在超軟弱土(浮泥 淤泥)上鋪設(shè)編織布、荊芭 和數(shù)層土工格柵等施工危險(xiǎn)性高，而且形成不均勻地基，工后差異沉降大；C3)淺表層真空 預(yù)壓快速加固法等，加固效果良好，但在經(jīng)淺表層快速加固處理后，深層軟土仍要進(jìn)行二次 處理，成本高，工期長(zhǎng)。公開號(hào)為CN1858361，
公開日為2006年11月8日，發(fā)明名稱為“超軟弱土快速加固 方法及其加固裝置”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種超軟弱土的快速加固方法，其包括以 下步驟(1)在超軟弱土上鋪一層或多層格柵，垂直插入長(zhǎng)度與超軟弱土厚度相當(dāng)?shù)乃芰?排水板或袋裝砂井，在格柵上鋪排水墊層，并在排水墊層中沿水平方向鋪濾管，然后覆蓋密 封膜；形成超軟弱土快速加固裝置；( 對(duì)步驟(1)形成的超軟弱土快速加固裝置內(nèi)的超軟 弱土層進(jìn)行7 14天的真空預(yù)壓；(3)清除步驟(1)鋪設(shè)的排水墊層，再鋪設(shè)排水砂墊層， 再鋪排水砂墊層，然后采用常規(guī)的真空預(yù)壓或堆載預(yù)壓法對(duì)地基進(jìn)行整體加固。整個(gè)超軟 弱土快速加固裝置由密封膜、排水墊層、抽真空濾管、排水板或袋裝砂井及格柵層構(gòu)成。該 技術(shù)要對(duì)超軟弱土地基進(jìn)行兩次處理，即第一次超軟弱土層進(jìn)行7 14天的真空預(yù)壓(深 度為與超軟弱土厚度相當(dāng))，第二次采用常規(guī)的真空預(yù)壓或堆載預(yù)壓法對(duì)地基進(jìn)行整體加 固。且該技術(shù)需要在步驟(1)中先鋪設(shè)一層或多層格柵和排水墊層，在進(jìn)行7 14天的真 空預(yù)壓；然后再在步驟(3)中清除步驟(1)鋪設(shè)的排水墊層，然后又鋪設(shè)排水砂墊層，整個(gè) 施工過程較為復(fù)雜，處理成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速、有效解決超軟弱地基淺 表層和深層一次處理問題，提供一種能極大的節(jié)約成本的、應(yīng)用于表層含超軟弱土或吹填淤泥超軟弱土，深層有軟弱土的地基快速加固處理地基的方法。本發(fā)明的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術(shù)包括如下步驟(1)在超軟弱土地基上形成快速加固裝置，其主要施工步驟如下(A)在加固區(qū)超軟弱土地基之上鋪設(shè)充填袋，把各充填袋拼接成整體，位于加固 區(qū)周邊的充填袋邊緣與陸上或岸上固定或錨定，然后往充填袋內(nèi)以輸送設(shè)備充入粉土、粉 細(xì)砂、細(xì)砂或中粗砂，充填完結(jié)束扎緊充填袋并排水后在超軟弱地基之上形成袋裝砂硬殼 層；(B)在形成硬殼層的充填袋表面利用插板機(jī)械插設(shè)豎向塑料排水板，布設(shè)水平排 水系統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水管路和抽真空系統(tǒng)組成，在加固區(qū)表層鋪設(shè)土工布和密 封薄膜；(C)通過波紋管將水平排水管路與抽真空系統(tǒng)連接，形成超軟弱土快速加固裝 置；(2)對(duì)所述的快速加固裝置進(jìn)行抽真空，利用真空負(fù)壓對(duì)超軟弱土地基加固；(3)對(duì)地基進(jìn)行整體加固。其中，步驟(1)中的充填袋選用編織布、高強(qiáng)度土工布、土工格柵中的一種或若干 種縫制而成，充填袋上均勻布置有若干個(gè)充灌口，充填袋內(nèi)縱向或橫向2 3米間距設(shè)置有 拉筋，加工完成后的充填袋沿長(zhǎng)邊方向卷疊裹成長(zhǎng)條狀備用。所述卷疊成長(zhǎng)條狀備用的充填袋被置于加固區(qū)場(chǎng)地邊緣，施工人員將卷好的充填 袋以長(zhǎng)桿推動(dòng)，進(jìn)行鋪設(shè)展開作業(yè)。具體地來說，所述步驟(1)中的輸送設(shè)備為砂泵或泥漿泵，泵送充填時(shí)須反復(fù)多 次充填，使充填物中的漿水被壓擠出充填袋外，控制充填袋的充填厚度在0.4 0. 6m之間。所述步驟(1)中插設(shè)豎向塑料排水板，要求塑料排水板插設(shè)深度穿透加固區(qū)表層 超軟土和下臥原狀軟土層，或達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)處理深度。具體地來說，所述水平排水管路可以選用塑料濾管、盲溝、軟式透水管中的一種或 若干種，外包一層無(wú)紡布。所述水平排水管路可布設(shè)在袋裝砂墊層內(nèi)，水平排水管路間距為3 6m ；或水平 排水管路布設(shè)在袋裝砂墊層表面，一排豎向排水板對(duì)應(yīng)布設(shè)一條水平排水管路，或兩排豎 向排水板中間布設(shè)一條水平排水管路，所述豎向排水板頭直接與管路相連接。如果水平排水管路布設(shè)在袋裝砂墊層表面，排水板板頭與水平排水管路的搭接方 式可以為綁扎、纏繞、開槽或打入。該做法更利于真空度傳至超軟弱地基中，此外，軟土固結(jié) 排水經(jīng)排水板直接進(jìn)入濾管，縮短排水距離，同時(shí)避免了常規(guī)方法水平排水墊層淤塞后造 成排水板排水性能無(wú)法正常發(fā)揮現(xiàn)象。所述步驟O)中的抽真空可選用功率為5. 5 7. 5kw的真空射流泵或潛水泵，按 800 1200平方米/套控制。具體來說，所述步驟(3)中的對(duì)地基進(jìn)行整體加固是指抽真空至滿足工后沉降和 固結(jié)度要求后卸載，或進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓地基處理，也可真空卸載后強(qiáng)夯處理。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)超軟弱土地基淺表層和深層的一次處理。該加固法可直接在超軟弱 地基上鋪設(shè)充填袋并填充粉土、粉細(xì)砂或細(xì)砂，并排水后快速形成硬殼層，以達(dá)到可以滿足 機(jī)械在超軟弱土地基上進(jìn)行插板施工的場(chǎng)地條件，插板深度可穿透表層超軟土和下臥原狀軟土層，或達(dá)到設(shè)計(jì)加固深度，有效克服了常規(guī)插板施工時(shí)必須進(jìn)行淺表層處理的缺點(diǎn)。本發(fā)明的袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術(shù)具有以下一些優(yōu)點(diǎn)(1)在超軟弱土地基上，無(wú)需進(jìn)行淺表層預(yù)處理，可以直接在超軟弱土地基上快速 形成硬殼層，速度快，成本低，使插板機(jī)械可在超軟弱土地基上行走并一次插板深度穿透軟 土層，滿足地基處理深度要求；(2)利用本發(fā)明將水平排水管路可布設(shè)在袋裝砂墊層內(nèi)；也可布設(shè)于袋裝砂墊層 之上，間距可以一排排水板布設(shè)一條管路，或兩排排水板中間布設(shè)一條管路，排水板頭直接 與管路相連接；(3)本發(fā)明可在吹填超軟弱土后即時(shí)進(jìn)行加固，工藝簡(jiǎn)易，成本低，施工工期短； 加固強(qiáng)度均勻，施工后差異沉降小，節(jié)省后期中粗砂排水墊層鋪設(shè)的費(fèi)用，尤其適用于中粗 砂源緊缺地區(qū)。降低后期各項(xiàng)作用的危險(xiǎn)性，并有利于資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。


圖1充填袋平面布置圖；圖2充填袋剖面圖；圖3袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術(shù)示意圖；圖4采用聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固軟土地基示意圖；圖5卸載后采用強(qiáng)夯機(jī)械固結(jié)軟基的示意圖；圖中(1)充填袋；⑵充灌口 ；(3)充填袋邊界；⑷充填袋底層；(5)拉筋；(6)粉 土、粉細(xì)砂或細(xì)砂材料；(7)相鄰充填袋連接；(8)密封膜；(9) 土工布；(10)水平排水管路； (11)抽真空系統(tǒng)；(12)排水板；(13)堆載預(yù)壓材料；(14)強(qiáng)夯機(jī)械；(15)加固后地表面。
具體實(shí)施例方式按以下步驟進(jìn)行一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基技術(shù)施工(1)如圖1所示，在陸上根據(jù)加固區(qū)面積大小分塊用編織布縫制大充填袋1，充填 袋1上均勻布置充灌口 2，充填袋內(nèi)縱向和橫向2 : 間距設(shè)置拉筋5(見圖幻，加工完合 后沿長(zhǎng)邊方向卷疊，裹成長(zhǎng)條狀。充填袋可選用編織布、高強(qiáng)度土工布、土工格柵等材料的 一種或若干種縫制而成。(2)將充填袋1運(yùn)至場(chǎng)地，并放置于場(chǎng)地邊界，施工人員站在泡沫板上，將卷好的 充填袋以長(zhǎng)竹竿推動(dòng)，進(jìn)行鋪設(shè)展開作業(yè)。相鄰充填袋連接7用機(jī)縫拼接成整體，充填袋周 邊與陸上或岸上固定或錨定。(3)用泵往充填袋內(nèi)充粉土、粉細(xì)砂或細(xì)砂6，反復(fù)多次充填，以使砂水漿內(nèi)的水 被壓擠出充填袋1外，充好后可將充灌口 2扎緊扎嚴(yán)，以防外漏跑沙。在充填施工過程中控 制充填層厚度在0. 4 0. 6m之間，(4)各充填袋充填完畢后，對(duì)加固區(qū)周邊及加固區(qū)內(nèi)進(jìn)行排水，使充填袋排水密 實(shí)，提高表面承載力，滿足插板機(jī)械在其上行走的施工條件。(5)在充填袋之上進(jìn)行塑料排水板12插設(shè)施工，塑料排水板插設(shè)深度一次達(dá)到設(shè) 計(jì)處理深度。(6)塑料排水板12施工完畢后，鋪設(shè)水平向排水系統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水
5管路10和抽真空系統(tǒng)組成。水平排水管路可以選用塑料濾管、盲溝、軟式透水管，外包一層 無(wú)紡布。水平排水管路可布設(shè)在袋裝砂墊層內(nèi)；也可布設(shè)袋裝砂墊層之上，間距可以一排排 水板布設(shè)一條管路，或兩排排水板中間布設(shè)一條管路，排水板頭直接與管路相連接。抽真空 系統(tǒng)可選用功率為5. 5 7. 5kw的真空射流泵或潛水泵，抽真空系統(tǒng)包括抽真空管路10及 連接抽真空管路的抽真空設(shè)備11，按800 1200平方米/套控制；在加固區(qū)的最上層鋪設(shè) 土工布9和2 3層密封薄膜8。所形成的快速加固裝置如圖3所示。(7)運(yùn)行抽真空設(shè)備11進(jìn)行抽真空至滿足沉降和固結(jié)度要求，或進(jìn)行真空聯(lián)合堆 載預(yù)壓地基處理(見圖4)，或采用強(qiáng)夯機(jī)械14進(jìn)行真空卸載后強(qiáng)夯處理(見圖5)。
權(quán)利要求
1.一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征在于包括如下步驟(1)在超軟弱土地基上形成快速加固裝置，其主要施工步驟如下(A)在加固區(qū)超軟弱土地基之上鋪設(shè)充填袋，把各充填袋拼接成整體，位于加固區(qū)周邊 的充填袋邊緣與陸上或岸上固定或錨定，然后往充填袋內(nèi)以輸送設(shè)備充入粉土、粉細(xì)砂、細(xì) 砂或中粗砂，充填完結(jié)束扎緊充填袋并排水密實(shí)后在超軟弱地基之上形成袋裝砂硬殼層；(B)在形成硬殼層的充填袋表面利用插板機(jī)械插設(shè)豎向塑料排水板，布設(shè)水平排水系 統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水管路和抽真空系統(tǒng)組成，在加固區(qū)表層鋪設(shè)土工布和密封薄 膜；(C)通過波紋管將水平排水管路與抽真空系統(tǒng)連接，形成超軟弱土快速加固裝置；(2)對(duì)所述的快速加固裝置進(jìn)行抽真空，利用真空負(fù)壓對(duì)超軟弱土地基加固；(3)對(duì)地基進(jìn)行整體加固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征 在于所述步驟(1)中的充填袋選用編織布、高強(qiáng)度土工布、土工格柵中的一種或若干種縫 制而成，充填袋上均勻布置有若干個(gè)充灌口，充填袋內(nèi)縱向或橫向2 3米間距設(shè)置有拉 筋，加工完成后的充填袋沿長(zhǎng)邊方向卷疊裹成長(zhǎng)條狀備用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征 在于所述卷疊成長(zhǎng)條狀的備用的充填袋被置于加固區(qū)場(chǎng)地邊緣，施工人員將卷好的充填 袋以長(zhǎng)桿推動(dòng)，進(jìn)行鋪設(shè)展開作業(yè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征 在于所述步驟(1)中的輸送設(shè)備為砂泵或泥漿泵，泵送充填時(shí)須反復(fù)多次充填，使充填物 中的漿水被壓擠出充填袋外，控制充填袋的充填厚度在0. 4 0. 6m之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征 在于所述步驟(1)中插設(shè)豎向塑料排水板，要求塑料排水板插設(shè)深度穿透加固區(qū)表層超 軟土和下臥原狀軟土層，或達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)處理深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征 在于所述水平排水管路可以選用塑料濾管、盲溝、軟式透水管中的一種或若干種，水平排 水管路外包一層無(wú)紡布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征 在于所述水平排水管路可布設(shè)在袋裝砂硬殼層內(nèi)，水平排水管路間距為3 6m ；或水平排 水管路布設(shè)在袋裝砂硬殼層表面，一排豎向排水板對(duì)應(yīng)布設(shè)一條水平排水管路，或兩排豎 向排水板中間布設(shè)一條水平排水管路，所述豎向排水板頭直接與管路相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特 征在于所述步驟O)中的抽真空可選用功率為5. 5 7. 5kw的真空射流泵或潛水泵，按 800 1200平方米/套控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，其特征 在于所述步驟(3)中的對(duì)地基進(jìn)行整體加固是指抽真空至地基滿足工后沉降和固結(jié)度要 求后卸載，或進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓地基處理，也可真空卸載后強(qiáng)夯處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用袋裝砂墊層快速加固超軟弱土地基的方法，包括如下步驟(1)在超軟弱土地基上形成快速加固裝置，其主要施工步驟如下(A)在加固區(qū)超軟弱土地基之上鋪設(shè)充填袋，把各充填袋拼接成整體，然后往充填袋內(nèi)以輸送設(shè)備充入填充料，充填完結(jié)束扎緊充填袋并排水密實(shí)后在超軟弱地基之上形成袋裝砂硬殼層；(B)在形成硬殼層的充填袋表面插設(shè)豎向塑料排水板；(C)通過波紋管將水平排水管路與抽真空系統(tǒng)連接，形成超軟弱土快速加固裝置；(2)對(duì)所述的快速加固裝置進(jìn)行抽真空；(3)對(duì)地基進(jìn)行整體加固。本發(fā)明方法具有以下一些優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明工藝簡(jiǎn)易，成本低，工期短，施工后差異沉降小，節(jié)省后期中粗砂排水墊層鋪設(shè)的費(fèi)用。
文檔編號(hào)E02D3/10GK102127908SQ201110096418
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者乜樹強(qiáng), 馮曉莉, 張功新, 李松, 林軍華, 羅彥, 胡繼業(yè), 董志良, 邱青長(zhǎng), 鄭新亮, 黃錦雄 申請(qǐng)人:中交四航工程研究院有限公司, 中交第四航務(wù)工程局有限公司, 中國(guó)港灣工程有限責(zé)任公司, 廣州四航巖土技術(shù)工程有限公司, 廣州港灣工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司