软黏土地基的处理方法与流程

本发明涉及地基处理技术领域，具体讲是一种软黏土地基的加固处理方法。

背景技术：

在我国沿海和内陆沿江、滨湖等地区，广泛分布着软黏土地基。随着经济和城市建设的发展，建筑用地需求急剧上升，人们自然希望利用到这部分闲置的软黏土地基。但要利用这部分软黏土地基，首先要面对的就是如何对软黏土地基进行处理、使其固化的问题。

常用的软土地基处理的方法主要有两种。

一种是真空预压法，该方法先在地基中按一定间距插入竖向的塑料排水板，再在地基上铺设一层粗砂作为排水层，并在砂层中埋设纵横交错的网格式水平向滤管，并与场外的真空泵连接，然后在砂层上铺设不透气的真空膜密封覆盖在地表，最后开启真空泵抽气形成负压，使得土体中自由水被抽出，同时也使得地基的有效应力增大。

然而真空预压法存在一个较大的局限，即软黏土本身颗粒细、塑性高、含水量大，黏性颗粒表面会吸附大量的结合水构成双电层水膜，双电层水膜的厚度对粘性土的抗剪强度有很大的影响。尽管真空负压作用下地基中的自由水被抽出，但软黏土颗粒表面吸附的结合水却难以排出，导致地基处理效果差、处理后的土体的承载力仍然不足。

另一种是固化法，即向软土地基中加入以水泥、石灰为主的含钙量较高的固化剂，并充分搅拌，使得土颗粒层粘结固化，从而提高土体的强度、密实性和承载力。上述固化法也存在几个弊端：首先对软黏土地基中的淤泥，固化效果一般；而且，施工时对搅拌要求高，一旦搅拌不均匀就会影响降低固化土体的强度；而且，该方法需要耗费大量的水泥、石灰等固化剂，成本高、经济性差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种能有效排出软黏土地基中的自由水和结合水、固化效果好、无需搅拌、成本控制合理、经济性好的软黏土地基的处理方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种一种软黏土地基的处理方法，其步骤包括：

a、向拟处理软土层中按一定间隔插入多个竖向的排水板；

b、向拟处理软土层中按一定间隔插入多个竖向注液管；

c、铺设与竖向注液管顶端连通的水平向注液管网络，水平向注液管网络包括注液总管和注液分管，注液总管与注液泵连通；

d、铺设粗砂垫层，并在粗砂垫层中埋设与排水板顶端连通的水平向的滤管网络，滤管网络包括总滤管和分支滤管，总滤管与真空泵连通；

e、在粗砂垫层上铺设密封体系；

f、启动真空泵开始抽真空，直至监测到地表沉降与时间的曲线出现明显拐点，沉降速度大幅度减少时，停止抽真空；

g、开启注液泵，将生物酶溶液的固化剂压入地基中，当固化剂注入量达到设计值或地表隆起时，停止注液；

h、注液完成后一段时间，重新开启真空泵，继续抽真空，直至沉降基本稳定。

本发明软黏土地基的处理方法与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

本发明的处理方法，克服了传统的真空预压法和固化法的局限，先利用真空泵抽取地基中的自由水，然后通过监测地表沉降速度，把握住自由水大部分抽出的时机，向地基灌入生物酶的固化剂，使其与土壤颗粒发生化学反应从而打破了软黏土的双电层结构，释放出土颗粒表面吸附的结合水，然后通过再次抽真空排出，同时使得土颗粒产生胶结，增强真空预压排水效率，提高土颗粒的胶结强度，大幅度提高软黏土地基的固化效果，且该固化过程无需搅拌，自然不存在搅拌不均的不利影响，同时无需耗费大量的石灰、水泥等高钙固化剂，成本控制低，经济性好。

作为改进，步骤b中的竖向注液管是空心塑料管，竖向注液管的侧壁设有多个不同高度的通孔，侧壁外包裹有透水土工布，竖向注液管的底端由盖体密封，设置多个不同高度的通孔有利于固化剂在土体中均匀扩散，增加固化效果，而外包的土工布能防止通孔堵塞，将底端密封是防止溶液从底部快速流失，也是一种有利于溶液扩散的措施。

作为一种优选，固化剂选用泰然酶溶液，泰然酶与水的体积比是1/1000～1/500，上述浓度和组份的固化剂对土壤颗粒的双电层结构破坏效果较好。

作为另一种优选，固化剂选用派酶溶液，派酶与水的体积比是1/1500～1/1000，上述浓度和组份的固化剂对土壤颗粒的双电层结构破坏效果也比较好。

作为再改进，步骤h抽真空停止后，将竖向注液管拔出以待重复利用，这样，可以多次循环利用上述管道，进一步降低施工成本。

附图说明

图1是实施本发明软黏土地基的处理方法的装置的俯视结构示意图。

图2是实施本发明软黏土地基的处理方法的装置的侧剖视结构示意图。

图3是本发明软黏土地基的处理方法的竖向注液管放大结构示意图。

图中所示1、拟处理软土层，2、排水板，3、竖向注液管，4、注液总管，5、注液分管，6、注液泵，7、粗砂垫层，8、总滤管，9、分支滤管，10、真空泵，11、通孔，12、下部较好的土层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明软黏土地基的处理方法，其步骤包括：

a、向拟处理软土层1中按一定间隔插入多个竖向的排水板2；排水板的布设和现有技术的真空预压法相同，根据拟处理软土层1的厚度、含水率及渗透性的不同，选择相应型号的排水板2，由插板机插入拟处理软土层1中，插入深度贯穿拟处理软土层1并插入下部较好的土层12内0.5m为宜。

b、向拟处理软土层1中按一定间隔插入多个竖向注液管3；竖向注液管3选用空心塑料管，竖向注液管3的侧壁设有多个不同高度的通孔11，侧壁外包裹有透水土工布，竖向注液管3的底端由盖体密封。竖向注液管3的插入深度是拟处理软土层1厚度的0.5～0.8。

c、铺设与竖向注液管3顶端连通的水平向注液管网络，水平向注液管网络包括注液总管4和注液分管5，注液总管4与注液泵6连通，具体的说，注液总管4和注液分管5垂直连通，竖向注液管3顶端与注液分管5连通。

d、铺设粗砂垫层7，并在粗砂垫层7中埋设与排水板2顶端连通的水平向的滤管网络，滤管网络包括总滤管8和分支滤管9，总滤管8与真空泵10连通，具体的说，分支滤管9与总滤管8垂直且连通，而排水板2顶端与分支滤管9连通。

设置监测系统，包括真空度监测点和地表沉降监测点，上述监测系统与现有技术中真空预压法所采用的监控系统一致。

e、在粗砂垫层7上铺设密封体系；具体的说，先在粗砂垫层7铺设一层无纺土工布，再铺设1～2层真空膜，并埋入压膜沟固定。

f、启动真空泵10开始抽真空，使真空度维持在80～85kpa，直至监测到地表沉降与时间的曲线出现明显拐点，沉降速度大幅度减少时，说明拟处理软土层1中的自由水已经基本抽完，故停止抽真空。

g、开启注液泵6，将生物酶溶液的固化剂压入地基中，当固化剂注入量达到设计值或地表隆起时，停止注液。注入量的设计值一般为拟处理软土层1体积的0.05～0.1。

固化剂可选用泰然酶溶液，泰然酶与水的体积比是1/1000～1/500。

固化剂还可以选用派酶溶液，派酶与水的体积比是1/1500～1/1000。

h、注液完成后一段时间如7～10天后，重新开启真空泵10，继续抽真空，直至沉降基本稳定。此时，地基中的结合水和自由水均大部分释放，且固化剂也在预压荷载作用下对土颗粒产生胶结，故达到处理要求。

抽真空停止后，卸掉真空荷载，将竖向注液管3拔出以待重复利用。