专利名称：一种控制软土工后沉降变形的地基处理方法
技术领域：
本发明涉及港口工程、交通工程、建筑工程等软土地基处理的技术领域。
背景技术：
我国正处在基础设施建设高潮期，工程建设中遇到了大量的软土地基处理问题。 长期以来，处理后的软土地基的沉降尤其是工后沉降、沉降差异过大常导致如建筑物开裂、 沉降不均或工后沉降过大影响使用功能严重等问题，造成了巨大的经济损失。为了解决工后沉降问题，常用的软基处理方法有换填垫层法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、排水固结法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法等，其中最常用也是最经济的方法是排水固结法，然而采用排水固结法地基加固结束后，排水系统仍在起作用，在使用荷载作用下，继续排水固结，工后沉降难以控制。特别是在软土地基之上修建高速公路时，常规的堆载预压法处理期间，排水砂垫层沉降至路基以下数米，砂垫层内积水排不出去的情况下，表面上看沉降曲线趋势表明软基沉降已稳定，误以为软基在使用期间沉降仍继续发生为次固结沉降量。事实上由于砂垫层存在超孔压，软基主固结尚未完成，夸大了次固结沉降量。此外，高速公路使用期间，由于路基水份蒸发引起地基继续发生沉降也是不容忽视。授权公告号为C拟832923Y，授权公告日为2006年11月1日，发明名称为“控制工后沉降变形的地基加固结构”的中国实用新型专利公开了一种控制工后沉降变形的地基加固结构，其做法是在地基周边设止水帷幕，然后把埋设于地基中用于地基加固时排水的水平排水设施和竖向排水设施顶部以止水材料填封或封堵。该技术在一定程度上可阻止地基继续排水固结，降低地基的工后沉降变形，降低软土地基的总沉降量，达到一定的控制工后沉降的目的。该方法针对的是已完成地基处理的地基，水平排水设施和竖向排水设施均为地基加固后的残留物，该实用新型只是对该残留物(排水设施)和周边进行封堵。因此，该专利往往是作为已完成处理地基的补充措施，存在一定的局限，对于某些已完成处理的地基，采用该方式也未必能满足使用要求下的沉降标准。
发明内容
本发明目的在弥补现有技术的不足，提供一种耗费较低成本即能快速控制工后沉降变形的地基加固方法，可有效地控制工后沉降变形问题。为了实现上述发明目的，本发明专利采用了以下技术方案一种控制软土工后沉降变形的地基处理方法，依次包括如下步骤在待加固区周边设置竖向密封墙，在待加固区内插设竖向排水系统和铺设水平排水系统，然后在地基表面铺设密封材料，对排水系统进行抽真空或井点降水或真空井点降水加固地基，待地基固结度达到60% 90%，对所述的竖向及水平排水系统进行密封。其中，所述竖向密封墙可选用周边水泥搅拌桩、高压喷射注浆、地下混凝土连续墙、插设密封膜及化学加固措施中的一种或一种以上的密封措施。
其中，所述竖向排水系统可选用集水井、管井、竖向塑料排水板、纸板、砂桩、袋装砂井、砂石桩中的一种或一种以上排水材料。其中，所述水平排水系统可选用排水砂垫层、塑料盲沟、软式透水管、PVC滤管、碎石盲沟、砂带、芦苇、杂草、土工布中的一种或一种以上排水材料。其中，所述密封材料可选用密封薄膜、粘土、老粘土、水玻璃、防水混凝土、钢筋混凝土等中的一种或一种以上材料。其中，所述的对竖向及水平排水系统进行密封的步骤可采用向竖向排水系统或水平排水系统注入淤泥浆或水泥浆或化学浆的方法。作为其中一种实施方式，所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，依次包括以下步骤(1)在待加固区周边设置竖向密封墙；(2)在待加固区插设塑料排水板；(3)在待加固区铺设排水砂垫层，并按30 50m纵横间距在砂垫层中埋设碎石盲沟；(4)在盲沟交汇处设置降水井点；(5)在排水砂垫层之上铺设老粘土、土工布及密封膜，密封膜延伸至周边密封墙内，深度不小于lm。(6)对所述降水井点进行抽排水，地下水位降低后软土在附加的有效应力作用下快速排水固结；(7)待地基固结度达到60% 90%，地基承载力达到使用要求后，通过所述降水井点对塑料排水板和排水砂垫层注入淤泥浆或水泥浆或化学浆。作为另一种实施方式，所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，依次包括以下步骤(1)在待加固区周边设置竖向密封墙；(2)在待加固区插设塑料排水板；(3)在待加固铺设水平排水管路，所述塑料排水板头与所述水平排水管路直接连接；(4)用波纹管将所述水平排水管路与抽真空设备连接；(5)在地基表面铺设老粘土或密封膜；(6)运行所述抽真空设备进行抽真空，通过真空负压加固地基，待地基沉降达到 60% 90%，地基承载力达到使用要求后，拆除抽所述抽真空设备；(7)通过波纹管对所述塑料排水板及水平排水管路注入淤泥浆、水泥浆或化学浆。本发明是对未处理的软土地基，同时进行加固和封堵，在进行地基处理的同时又能控制工后沉降。一次性处理可节省处理时间、降低处理成本(与常规地基处理方法相比， 成本可降低1/5 1/；3)，达到了既能有效地加固地基又能控制工后沉降的目的。具体来说，是在软基堆载预压期间将排水砂垫层的水及时抽排，甚至形成一定的负压，可大幅度提高软土之上的有效预压荷载，并充分利用施工期间路面施工车辆的行走荷载和路基填土荷载，并施加负压荷载，或通过降低地下水位增加附加应力等措施形成相当于超载的预压条件，可使软基处理加速完成沉降，也可避免由于路基水份蒸发产生的沉降，从而达到控制工后沉降的目的。本发明提供了一种耗费较低成本即能处理地基的方法；在软基处理完成又通过排水砂垫层使水位恢复，卸除由于水位降低所产生的附加应力，减少地基工后沉降。
图1为采用井点降水或真空井点降水预压加固地基控制工后沉降方法的示意图。图2为采用抽真空加固地基控制后工后沉降方法的示意图。图中堆载填土 1 ；密封膜2 ；竖向密封膜3 ；软弱土层4 ；不透水层5 ；塑料排水板 6 ；排水砂垫层7 ；降水井点8 ；抽排水管9 ；水平排水管路10 ；抽真空设备11 ；波纹管12。
具体实施例方式实施例1实施例1为采用井点降水加固地基控制工后沉降的方法，其施工步骤如下(1)在待加固区周边插设竖向密封膜3，设置密封墙；(2)在待加固区软弱土层4中按一定的间距插设塑料排水板6 ；(3)铺设排水砂垫层7，并按30 50m纵横间在砂垫层中埋设碎石盲沟；(4)在盲沟交汇处设置降水井点8 ；(5)在排水砂垫层7之上铺设老粘土、土工布、密封膜2，密封膜延伸至周边密封墙内，深度不小于lm。(6)回填沉降补填土或施加预压荷载，可同时利用施工期间路面施工车辆的行走荷载；(7)对降水井点8进行抽排水，地下水位降低后软土在附加的有效应力作用下快速排水固结；(8)待地基沉降大部份完成，即固结度达到70 90%时，地基承载力达到使用要求后，通过降水井点8注淤泥浆、水泥浆、化学浆入塑料排水板6和排水砂垫层7中，对降水井点进行有效封堵，使软弱地基中的水无法排出或排水出量极小，建筑物使用期间地基工后沉降大幅度减小，达到了加固地基并控制工后沉降的目的。实施例2实施例2为采用抽真空加固地基控制后工后沉降的方法，其施工步骤如下(1)在待加固区周边插设竖向密封膜3 ；(2)在待加固区软弱土层4按一定的间距插设塑料排水板6 ；(3)铺设水平排水管路10，塑料排水板6板头与水平排水管路10直接连接；(4)用波纹管12将水平排水管路10与抽真空设备11连接；(5)在地基表面铺设老粘土或密封膜2 ；(6)回填沉降补填土或施加预压荷载，可同时利用施工期间路面施工车辆的行走荷载；(7)、运行抽真空设备11进行抽真空，通过真空负压加固地基，待地基沉降大部份完成，即达到70 90%时，地基承载力达到使用要求后，拆除抽真空设备11 ；(8)通过波纹管12注淤泥浆、水泥浆、化学浆入塑料排水板6和水平排水管路10 中，进行有效封堵，使软弱地基中的水无法排出或排水出量极小，建筑物使用期间地基工后沉降大幅度减小，达到了加固地基并控制工后沉降的目的。
权利要求
1.一种控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于依次包括如下步骤在待加固区周边设置竖向密封墙，在待加固区内插设竖向排水系统和铺设水平排水系统，然后在地基表面铺设密封材料，回填沉降补填土或施加预压荷载，对排水系统进行抽真空或井点降水或真空井点降水加固地基，待地基固结度达到60% 90%，对所述的竖向及水平排水系统进行密封。
2.根据权利要求1所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于所述竖向密封墙可选用周边水泥搅拌桩、高压喷射注浆、地下混凝土连续墙、插设密封膜及化学加固措施中的一种或一种以上的密封措施。
3.根据权利要求1所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于所述竖向排水系统可选用集水井、管井、竖向塑料排水板、纸板、砂桩、袋装砂井、砂石桩中的一种或一种以上排水材料。
4.根据权利要求1所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于所述水平排水系统可选用排水砂垫层、塑料盲沟、软式透水管、PVC滤管、碎石盲沟、砂带、芦苇、 杂草、土工布中的一种或一种以上排水材料。
5.根据权利要求1所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于所述密封材料可选用密封薄膜、粘土、老粘土、水玻璃、防水混凝土、钢筋混凝土等中的一种或一种以上材料。
6.根据权利要求1所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于所述的对竖向及水平排水系统进行密封的步骤可采用向竖向排水系统或水平排水系统注入淤泥浆或水泥浆或化学浆的方法。
7.根据权利要求1所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于依次包括以下步骤(1)在待加固区周边设置竖向密封墙；(2)在待加固区插设塑料排水板；(3)在待加固区铺设排水砂垫层，并按30 50m纵横间距在砂垫层中埋设碎石盲沟；(4)在碎石盲沟交汇处设置降水井点；(5)在排水砂垫层之上铺设老粘土、土工布及密封膜，密封膜延伸至周边密封墙内，深度不小于Im ；(6)回填沉降补填土或施加预压荷载；(7)对所述降水井点进行抽排水，地下水位降低后软土在附加的有效应力作用下快速排水固结；(8)待地基沉降达到60% 90%，地基承载力达到使用要求后，通过所述降水井点和碎石盲沟注入淤泥浆或水泥浆或化学浆。
8.根据权利要求1所述的控制软土工后沉降变形的地基处理方法，其特征在于依次包括以下步骤(1)在待加固区周边设置竖向密封墙；(2)在待加固区插设塑料排水板；(3)在待加固铺设水平排水管路，所述塑料排水板头与所述水平排水管路直接连接；(4)用波纹管将所述水平排水管路与抽真空设备连接；(5)在地基表面铺设老粘土或密封膜；(6)回填沉降补填土或施加预压荷载；(7)运行所述抽真空设备进行抽真空，通过真空负压加固地基，待地基沉降达到 60% 90%，地基承载力达到使用要求后，拆除抽所述抽真空设备；(8)通过波纹管对所述水平排水管路注入淤泥浆或水泥浆或化学浆。
全文摘要
本发明公开了一种控制软土工后沉降变形的地基处理方法，依次包括如下步骤在待加固区周边设置竖向密封墙，在待加固区内插设竖向排水系统和铺设水平排水系统，然后在地基表面铺设密封材料，回填沉降补填土或施加预压荷载，对排水系统进行抽真空或井点降水或真空井点降水加固地基，待地基固结度达到60％～90％，对所述的竖向及水平排水系统进行密封。本发明是对未处理的软土地基，同时进行加固和封堵，在进行地基处理的同时又能控制工后沉降。一次性处理可节省处理时间、降低处理成本，达到了既能有效地加固地基又能控制工后沉降的目的。
文档编号E02D3/10GK102226335SQ201110096419
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者乜树强, 冯晓莉, 周琦, 张功新, 李燕, 林军华, 罗彥, 胡继业, 董志良, 邱青长, 黄锦雄 申请人:中交四航工程研究院有限公司, 中交第四航务工程局有限公司, 中国港湾工程有限责任公司, 广州四航岩土技术工程有限公司, 广州港湾工程质量检测有限公司