降水预压联合动力固结深层加固法的制作方法

专利名称：降水预压联合动力固结深层加固法的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑工程、港口工程、公路工程等固定建筑物的地基处 理技术领域。
技术背景随着经济建设的发展，沿海城市的港口需求明显加强，近年来天津 港、连云港以及广州南沙港建设迅猛发展，围海造陆工程逐步增多，大 部分港区陆域是在原有水域之中淤积的滩涂地基上吹填淤泥、中细砂形成的，新吹填的上部软土含水量有的高达80%以上，强度和承载力极低， 且吹填土以下也广泛分布着深厚的软粘土土层，该土层具有含水量高、 压縮性大、强度及承载力低等特点，道路、集装箱堆场以及各种设施的 建设都将在这些软土地基上进行，因此在进行任何施工之前必须对地基 进行加固处理，传统的软土地基快速加固方法主要为排水固结法，包括 真空预压、堆载预压、或真空联合堆载预压等。这些方法虽然较为有效， 但其成本高，且耗时太长，深层土体加固效果不显著。由于软土地基中 初始含水量很高，无法直接实施强夯、重夯或挤密等快速加固方法。 发明内容本发明的目的在于解决软土地基加固深层土体的难题，提供一种在 降低成本、縮短施工时间的情况下达到加固软土地基的施工技术。为了达到上述发明目的，本发明采用了以下技术方案 一种降水预3压联合动力固结的深层加固法，包括以下步骤(A)在待加固地基内设 置竖向排水体；(B)对软土地基进行降水预压；(C)当待加固地基地表 8米以下的深部土体受降水预压作用后，固结度达到75%以上，再进行动力固结施工。插设竖向排水体可以增加竖向排水通道，加快排水速度。在插设竖 向排水体后，软土层渗透系数增大，软土在自重应力下排水固结，其排 出的自由水经竖向排水体汇积于降水井点管，井点管及时将积水抽排至 加固区外；另一方面，井点管的井点降水作用使地下水位下降，使得地 基的附加压力增加，又促使地基加固效果进一步提高。以往的井点降水 是在加固区内部设置井点管，以轻型井点降水为主，强夯施工十分不便。 而本发明在加固区加界处设置深井井点管，这种布设方式不仅减少施工 干扰、縮短了井管布设工期，而且可大大提高了降水效果、节约耗电量。由于降水预压作用，加固区软土层的孔隙水压力处于较低的水平， 水位以上部分软土层甚至处于非饱和状态，在此情况下，提高强夯能量 可进一步提高加固深度，同时又可避免强夯引起的超孔隙水压力过高以 至液化现象。强夯的实际施工工艺参数视强夯结果确定，强夯各遍的间歇时间根 据超孔压基本或完全消散所需的时间确定。强夯的冲击荷引起较大的孔 隙水压力梯度，使得土体中的水分快速排出，软土层的有效强度快速增 长。在施工过程中，按先轻后重、逐级加能、轻重适度和少击多遍原则 施工，逐步提高软土承载力，即先以小的能量加固浅层土并形成施压层， 逐渐加大能量提高加固深度。本发明将降水预压法与动力固结法相结合应用于软土地基的深层土体加固，尤其是渗透系数不小于10"cm/s，动力固结前土体含水量不 高于其最优含水量20个百分点的待加固软土地基，地基加固效果明显， 可在整体上縮短1 / 3 2 / 3的工期、大大降低施工成本、节省费用(对 比真空预压方法，每平方米处理费用降低30~50%)，由于操作强度小， 对设备要求不高，适于推广应用。


图1降水预压联合动力固结深层加固法加固软土地基剖面示意图。 图2降水预压联合动力固结深层加固法加固软土地基的处理施工流程 图。图3井点降水联合强夯加固软土地基施工流程图。其中，l-抽排水，2-强夯，11-竖向排水体，12-排水砂垫层，13-井点管， 20-加固区，21-补填层，22-软土层，23-硬土层具体实施方法本法适宜应用于渗透系数不小于10-6Cm/S，动力固结前土体含水量 不高于其最优含水量20个百分点的软土地基。如图1~图3所示，为降水预压联合动力固结深层加固法的施工流程 及剖面示意图① 对软土地基的地表进行清理及整平场地。② 插设竖向排水体11,如塑料排水板、砂井或袋装砂井等，深度由软土厚度和处理深度情况确定。
在铺设竖向排水体11之前，也可以视场地情况，先铺设0.5 1.0m
厚的水平排水砂垫层12。
③在加固区20内边界处布设井点管13进行降水施工，及时排出插 竖向排水体期间排出的水，并降低加固区地下水位，使深部软土 层孔压处于较低水平。井点间距根据软土性质(如渗透系数等) 控制；井点的深度根据加固深度以及软土层厚度控制。
对井点进行抽排水1，并排至加固区20夕卜，确保井内水深小于 2m。
对于降水预压对周边建筑、构筑物产生不利沉降时，加固区20 周边存在夹砂透水层的地基，需布置止水维幕进行封堵。在加固地基 内强夯对周边建筑、构筑物产生不利的振动或沉降，可在加固区周边 设有隔振沟。
在考虑软基加固预计沉降量及交工面标高的因素下，将沉降补填 量(开山土、砂土或石料)提前回填，如图1所示补填层21，使 确保软土层22之上有足够厚度的硬壳层，若将补填量回填后硬壳 层厚度仍不足则须增加回填一定厚度的垫层。
在软土层之上确保有一定厚度的硬壳层首先可以将冲击荷载分散 传递至软土层，削弱了冲击力对淤泥土层的扰动、侧向挤出和剪切破坏 作用，对软土的结构起到了很好的保护作用，同时保证施工机械和人员 的安全和行走；其次，由于存在硬壳层，强夯引起锤底土形成土塞向下运动，并使锤底以下形成一定范围的压縮区，在土塞和下卧软土层挤压 产生变形对硬壳层产生了向上的作用力，压縮区由于土体的结构性、各 向异性、流变性及变形平衡过程等因素而产生的较高水平的附加应力， 该附加应力的存在与持续，促使软土层快速排水固结。
⑥ 当地表8米以下的土体固结度达到75%以上时，进行强夯动力加 固2，强夯加固前，应选择有代表性场地进行试夯，确定强夯施工 工艺和施工参数。
⑦ 对场地进行整平至交工面标高。
权利要求
1、一种降水预压联合动力固结深层加固法，包括以下步骤(A)在待加固地基内设置竖向排水体；(B)在待加固地基区的边界处布置井点管，进行降水预压施工；(C)当待加固地基地表8米以下的深部土体受降水预压作用后，固结度达到75％以上，再进行动力固结施工。
2、 根据权利要求1所述的降水预压联合动力固结深层加固法，其特征 在于步骤A的竖向排水体包括塑料排水板、或普通砂井、或袋装砂井。
3、 根据权利要求1所述的降水预压联合动力固结深层加固法，其特征 在于步骤B的降水方式包括轻型井点降水、喷射井点降水、深井井点 降水、电渗井点降水和管井井点降水。
全文摘要
本发明公开了一种降水预压联合动力固结的深层加固法，包括以下步骤(A)在待加固地基内设置竖向排水体；(B)对软土地基进行降水预压；(C)当待加固地基地表8米以下的深部土体受降水预压作用后，固结度达到75％以上，再进行动力固结施工。本发明将降水预压法与动力固结法相结合应用于软土地基的深层土体加固，尤其是渗透系数不小于10^-6cm/s，动力固结前土体含水量不高于其最优含水量20个百分点的待加固软土地基，地基加固效果明显，可在整体上缩短1/3～2/3的工期、大大降低施工成本、节省费用(对比真空预压方法，每平方米处理费用降低30～50％)，由于操作强度小，对设备要求不高，适于推广应用。
文档编号E02D3/046GK101250868SQ20081002676
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者张功新, 燕 李, 林军华, 彦 罗, 董志良, 邱青长 申请人:中交第四航务工程局有限公司;中交四航工程研究院有限公司