专利名称：吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方法
技术领域：
本发明涉及一种地基处理方法，特别涉及一种吹填超软地基改性真空预压结合覆 水预压快速处理方法。
背景技术：
近年来，建设用地不足已成为制约特别是沿海地区经济和社会发展的瓶颈，因此 沿海地区正在进行大规模的围海造地工程。但是，围海造地的地质情况复杂，新吹填泥主要 表现为含泥量高、渗透性差、强度为零，处于超软状态，人员和施工机械无法直接进入场地。在本发明之前，对于淤泥质软弱地基常采用真空预压进行加固处理，使之具有一 定的强度。方法是先采用机械插设塑料排水板，再铺设砂垫层作为水平排水系统，再进行铺 设土工布、铺设真空膜和布置真空泵等工作，这些均是在陆域上实现的。但是，对于吹填超 软地基，地基土强度为零，实际上处于流动状态，类似于水域上施工，传统真空预压根本无 法实施。具体而言，传统的真空预压地基处理方法存在以下缺点(1)对于超软状态的吹填泥，由于施工机械无法进场，因此无法打设塑料排水板， 也无法铺设水平排水砂垫层，这一局限性限制了传统真空预压的应用。(2) 一些地方缺少砂源，砂的价格不断上扬，而塑料排水盲管和三维复合排水网虽 已经问世，但是成本太高，大面积施工工程造价难于承受，并且对于超软地基同样存在无法 进行施工的困难存在。(3)传统处理工法施工和处理的周期长，这很大程度上会影响工程进度。(4)在传统真空预压中采取PVC圆管和带孔的圆管作为排水主管和排水支管，PVC 厚壁圆管腔体大，刚度大不易变形，但是每根圆管长度仅为6m，因此接头很多，在超软地基 上施工时接头量过多会带来管头连接作业缓慢，连接质量不佳，并会造成在不均勻沉降时 接头脱开。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，提出一种吹填超软地基改性真空预压结合覆 水预压快速处理方法。本发明的技术方案是一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方法，包括铺设浮桥、改 性真空预压，以及结合覆水预压技术，主要包括以下技术步骤(1)在围提内的淤泥区上铺设浮桥；(2)在淤泥区上铺设塑料编织布，将其固定于围提和浮桥上；(3)在塑料编织布上水平铺设排水支管，塑料排水板围绕排水支管插入淤泥区的 淤泥中；(4)在塑料编织布上水平铺设排水主管，走向与排水支管垂直，排水主管一端连接
真空泵；
(5)在排水主管、与排水支管上铺设土工布，在土工布上铺设真空膜；(6)在真空膜上放置水荷载。本发明的优点和效果在于(1)本发明泥上浮桥既是施工平台，为人 员和材料进场提供方便，又是塑料编织 布的固定支撑，而且铺土工布和铺真空膜时，人员可站在浮桥上对施工人员和材料提供牵 引；(2)本发明所述的橡胶泡沫板为柔体材料，浮力大；竹胶板强度高、刚性好，在橡 胶泡沫板上铺设两层竹胶板，刚柔结合，在承重时竹胶板可以起到均布橡胶泡沫板上压力， 提高浮桥的整体刚度和稳定性，避免橡胶泡沫板局部变形过大，周围易翻起的现象的发生， 使浮桥具有平整度好和稳定性好的特点。(3)本发明在吹填泥上铺设一层可透水的塑料编织布，塑料编织布为反滤层，阻挡 淤泥中细小颗粒进入其上的水平排水系统。(4)将塑料编织布固定在围提和泥上浮桥的立柱上后，插板人员和材料运输用的 浮板可以方便地在编织布上移动；施工人员在塑料编织布上行走时，象充气救生垫一样，双 腿虽有一定的陷入，但非常安全，人员可方便地在塑料编织上进行施工作业。(5)本发明取消了砂垫层，采用新型水平排水系统加速超软地基的排水固结，与 砂垫层相比，节约了大量的砂源，大大节约了工程造价；而且在超软地基上无法进行上砂作 业，砂的密度比超软土大，即使表面铺了砂也会沉入泥中。在砂源紧缺地区，甚至根本没有 足够的砂源供吹填超软地基处理使用。(6)本发明采用直径63mm或50mm的波纹滤管作为膜下的排水主管和排水支管，与 两层土工布共同组成新型水平排水系统，可以保证真空度的高效传递；波纹滤管属于半刚 半柔体材料，其刚度可以满足传递负压的要求，同时其柔性和伸缩性，具有能够适应场地不 均勻变形的能力。出厂时波纹滤管每盘长度可为200m，在场地内可以根据每一列排水主管 或排水支管长度而任意截取，中间省去很多接头，提高了工作效率。(7)在塑料排水板和排水支管连接时采用自然宽松的缠绕法，连接时设置20cm水 平段，宽松地缠绕排水支管一周后将剩余长度的塑料排水板插入排水支管的另一侧，形成 一长一短的竖向排水系统。(8)所述的设置20cm水平段可以增大塑料排水板与排水支管以及水平排水系统 的接触面积，增加膜下真空度的传递效果。由于吹填超软地基中，颗粒细小，总会有少量颗 粒穿过塑料排水板的外包滤膜进入腔体内，而向上移动以至于进入水平排水系统，设置一 定的水平段后，接触面积显著增大，已进入塑料排水板腔体内的细小土颗粒不至于集中于 某一点而发生完全堵塞现象。(9)在对排水主管抽真空后，会形成以塑料排水板为中心的“土柱”，“土柱”顶部高 度较周围土体更高，若排水支管恰好在排水支管上则会形成波浪形，从而被拖拉和扭拽，排 水能力会明显减弱。在缠绕时塑料排水板若设置水平段，则排水支管实际上恰好移动至两 排“土柱”之间，即使抽真空引起不均勻变形，则排水支管总体较为平缓，也减轻了土柱对排 水支管的拖拉和扭拽现象。(10)本发明采用改性真空预压与覆水预压联合对地基产生预压作用，覆水压水即 为在膜上设置挡水围堰(或结合现有围提)，进行膜上覆水，覆水后可增加膜上预压荷载，加快土体的固结速率。超软地基的真空预压一般为3-4个月，期间太阳曝晒和大风对真空 膜的侵蚀很大，因此真空膜容易老化和破损，覆水预压后可以显著保护真空膜，防止和减缓 真空膜的老化和破损。(12)本发明开发的泥上橡胶泡沫板、竹胶板、波纹滤管、塑料编织布等材料虽为首 次应用于地基处理，但所需材料都可以在市场上购买，无需再另行开发和定制，因此，不仅 不会增加材料成本，也可大大降低材料费用。(13)本发明实现了吹填地基完成后可立即进行地基处理，而且处理效果较好，可 以立即进行市政道路施工和企业进场建设，节省了 8-12个月的地基处理时间，因此，本发 明为企业的早建设早投产节省了宝贵的时间。总之，本发明的方法解决了传统真空预压在超软地基上无法实施的技术难题，且 工艺简单，施工方便，降低了造价，而且吹填地基完成后，可立即进行地基处理，大大缩短了 地基处理工期，是一种非常经济实用的软基处理方法。本发明的其他优点和效果将在下面继续说明。
图1——本发明中吹填超软地基平面布置图。图2——本发明泥上浮桥示意图。图3——本发明改性真空预压结合覆水剖面示意图。图4——本发明改性真空预压平面示意图。1-围提；2-浮桥；3-橡胶泡沫板；4-立柱；5-竹胶板；6_栏杆；7_塑料编织布； 8_排水支管；9-塑料排水板；10-土工布；11-真空膜；12-水荷载；13-排水主管；14-真空泵。
具体实施例方式如图1、2、3和4所示(1)根据地基处理区域形状大小和围提1的位置，测量放线、规划出泥上浮桥2的
位置、和各处理区域(图1中A、B、C.......)的位置，各处理区域再分成若干真空预压区
块；(2)从加固场地的一端开始铺泥上浮桥2，先把橡胶泡沫板3平放在吹填泥上，首 尾相连；(3)每块橡胶泡沫板3两端钻2个直径2cm的圆孔，用绳索穿住前后相邻的两块橡 胶泡沫板3的圆孔，将所有橡胶泡沫板3首尾顺次连接； (4)在每块橡胶泡沫板3两侧打设四根毛竹杆作为立柱4，下端穿过吹填厚度入硬 土层50cm，上端露出泥面IOOcm ；(5)在橡胶泡沫板3靠近立柱4附近打设直径2cm的圆孔，用绳索将橡胶泡沫板3 固定在立柱4上；当泥面发生变化时，可以调节绳索固定的高度；(6)在橡胶泡沫板3上面铺两层竹胶板5，下层每块竹胶板5连接两块橡胶泡沫板 3 ；上层每块竹胶板5连接下面的两块竹胶板5。橡胶泡沫板3和两层竹胶板5形成齿合结 构；
(7)将浮桥2左右两侧并排的两根立柱4用铁丝紧贴住竹胶板5上面连接，以增加 浮桥2的稳定性。同样可根据泥面的高度调整铁丝的位置；在竹胶板5上方用铁丝贴紧竹 胶板5连接浮桥2左右两边的立柱4，使橡胶泡沫板3和竹胶板5被“紧紧地”固定在泥面 和铁丝之间，尽可能提高浮桥2的稳定性。当地表水位变化或者地表下沉致使浮桥2会上 下浮动时，应及时调节铁丝的位置。(8)在浮桥2两侧的立柱4上分别设置栏杆6 ；(9)对塑料编织布7进行加工，塑料编织布7可透水(非不可透水的彩条塑料布)， 出厂幅面为4m，需事先根据场地大小对编织布进行拼接，在幅面连接处用便携式缝纫机缝 合两道，形成略大于加固区块的面积。(10)将塑料编织布7在泥面慢慢展开，四边或至少相对的两边固定在围提1或立 柱4上。固定后，编织布像一张网。塑料编织布7作用有二一是作为反滤层，可以阻挡淤 泥中细小颗粒进入水平排水系统；二是在塑料编织布7张力的作用下，人员和材料可以在 塑料编织布上行走和运输；(11)用橡胶泡沫板3和竹胶板5定做一个面积2mX 2m的浮板，浮板供插板作业人 员在泥上行走使用，以及向场地中间运送排水支管8和塑料排水板9等材料，浮板可以自航 或者靠两根长绳索在围提1或浮桥2上的牵引方便地在塑料编织布7上移动。(12)将排水支管8按一定间距先摆好，其间距为塑料排水板9的排距；(13)对施工区域进行塑料排水板9试插，确定塑料排水板9打设深度，试插时以穿 透淤泥层为准，根据打设深度、上端预留长度来截取塑料排水板9 ；并对塑料排水板9两端 进行加工，加工方法是在塑料排水板9底端的滤膜向上翻起5cm，用剪刀把筋芯剪掉3cm，然 后再将翻起的滤膜翻下来。把滤膜壁紧贴在一起后向一侧折叠，将筋芯完全卷在里面，用订 书机把底端钉牢。对另一端也做同样处理。(14)对塑料排水板9的插设位置进行定位，距排水支管8约20cm的地方，用刀片 将塑料编织布7划开，孔口长度略大于塑料排水板9宽度，孔口切忌过大，以防泥浆从孔口 处进入上层的水平排水系统内。(15)将塑料排水板9下端略折叠10cm，对准划开的孔口，用人工插板器勻速垂直 插入泥中，插到吹填泥底部；将插板器上拔时，先适当旋转再上拔，以防塑料排水板9被回
市ο(16)对插好的塑料排水板9上端余下的长度，先贴地面放置20cm形成一定的水 平段10，到邻近的排水支管8处从上向下缠绕1周，缠绕的直径要大于排水支管8直径的 1. 5-2倍，自然缠绕，避免抱死。再将余下的短板部分11插入另一侧泥中，形成一长板一短 板的竖向排水系统，以增加真空度的传递。(17)在垂直于排水支管8方向，布置排水主管13，间距为10 15m，排水主管13 与排水支管8用三通或四通连接。排水主管13在出膜处设置出膜孔，以便于真空泵14连接。(18)铺设两层180g/m2 土工布10，由于塑料编织布7有很大的张力，此时人可以 在上面行走虽有陷入但可以自由行走，不会有陷入的危险。将整卷的土工布10抬进场地， 铺设时从处理区块的一端多名施工人员并排翻转土工布10，同时在区块另一端牵引土工布 10。
(19)铺两层真空膜11，为聚乙烯薄膜，厚0. 14mm，铺设方法同土工布10，但要注意保护真空膜11，避免被撕裂。(20)由于吹填超软地基处于流动状态，不需要挖密封沟，只需把真空膜11周围至 少踩下1. 5m深度以下即可起到密封效果。踩膜前，先松开塑料编织布7的被固定边，把下 层的塑料编织布7和土工布10全部包裹在密封膜之内后再压膜。压膜时，应把边界处的泥 浆充分搅动，确保真空膜11边界密封效果。(21)安装真空泵14等真空排水系统，循环开启30%的真空泵14，试抽真空(慢 抽)15天，检查是否漏气加强真空维护；试抽时避免加载过快，必须循环开泵，以避免塑料 排水板9周围土过快固结而堵阻孔隙。(22)在试抽真空15天后逐步开启所有真空泵14，满负荷正式加载，要求膜下真空 度大于或等于80kPa，当达不到真空度要求时，须采取加泵措施并检查密封情况。(23)开始膜上覆水50-100cm，以增加预压水荷载12，防止真空膜11受太阳曝晒和 大风侵蚀，延缓老化。(24)做好各项现场监测，绘制沉降_时间关系曲线，待沉降稳定符合卸载条件后， 卸除真空荷载，拆除抽真空系统。所述的泥上浮桥由立柱、橡胶泡沫板和竹胶板组成。橡胶泡沫板的材质为聚乙烯 泡沫板，质量轻浮力大，且属于超弹性材料，具有很强的韧性和强度，抗拖拉和抗刀伤能力 强，厚度5 8cm，单块尺寸为1. 2mX 2. 4m,单块重量为10 15kg。立柱设置在橡胶泡沫板 的两侧，橡胶泡沫板的水平位置被固定后，不发生左右晃动。立柱采用毛竹杆(或钢管)，下 端穿过吹填厚度进入硬土层，上端伸出泥面Im左右。所述的泥上浮桥既是施工平台，又是塑料编织布的固定支撑，铺土工布和铺膜时， 人员可站在浮桥上对铺布铺膜施工人员和材料提供牵引。所述的改性真空预压采用塑料编织布做为反滤层，并对塑料排水板进行反淤堵加 工，以及波纹滤管和土工布组成新型水平排水系统。所述的排水支管和排水主管为外套滤膜的波纹滤管。
权利要求
一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方法，包括铺设浮桥、改性真空预压，以及结合覆水预压技术，主要包括以下技术步骤(1)在围堤内的淤泥区上铺设浮桥；(2)在淤泥区上铺设塑料编织布，将其固定于围堤和浮桥上；(3)在塑料编织布上水平铺设排水支管，塑料排水板缠绕排水支管插入淤泥区的淤泥中；(4)在塑料编织布上水平铺设排水主管，走向与排水支管垂直，排水主管一端连接真空泵；(5)在排水主管、与排水支管上铺设土工布，在土工布上铺设真空膜；(6)在真空膜上放置水荷载。
2.根据权利要求1所述的一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方 法，其特征在于浮桥由橡胶泡沫板、立柱组成，橡胶泡沫板铺设在淤泥区的淤泥上，立柱设 置在橡胶泡沫板四周，立柱下端进入硬土，上端高于淤泥。
3.根据权利要求2所述的一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方 法，其特征在于浮桥上设置栏杆。
4.根据权利要求1所述的一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方 法，其特征在于竹胶板铺设在橡胶泡沫板上并连接。
5.据权利要求1所述的一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方法， 其特征在于排水主管、排水支管，与土工布共同组成水平排水系统。
6.根据权利要求1所述的一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方 法，其特征在于先慢抽排水主管，使真空度慢慢上升，塑料排水板周围土体有序固结。
7.根据权利要求1所述的一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方 法，其特征在于在真空膜上设置挡水围堰，进行膜上覆水预压。
全文摘要
本发明涉及一种吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方法。本发明技术方案涉及在围堤内的淤泥区上铺设浮桥，在淤泥区上铺设塑料编织布，将其固定于围堤和浮桥上，在塑料编织布上水平铺设排水支管，塑料排水板围绕排水支管插入淤泥区的淤泥中，在塑料编织布上水平铺设排水主管，走向与排水支管垂直，排水主管一端连接真空泵，在排水主管、与排水支管上铺设土工布，在土工布上铺设真空膜，在真空膜上放置水荷载。本发明解决了传统真空预压地基处理方法存在的无法实施的技术难题，且工艺简单，施工方便，降低了造价，而且吹填地基完成后，可立即进行地基处理，大大缩短了地基处理工期，是一种非常经济实用的软基处理方法。
文档编号E01D15/14GK101806057SQ20101015841
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者丁选明, 刘汉龙, 曾国海, 高明军, 高有斌 申请人:河海大学