自排水后固结充填砂袋复合桩体系及其施工方法与流程

本发明涉及一种自排水后固结充填砂袋复合桩体系及其施工方法。

背景技术：

软土地基广泛分布于我国沿海、内河两岸及湖泊地区，其承载力低、沉降量大、沉降不均匀、排水固结慢、变形稳定时间长，处理不当会影响上部结构使用。现有的处理方法有排水固结法、填充沙袋法、桩网复合地基、复合桩基等。但每项工程的承载力要求不同，软土地基的含水量也不同。现有的排水固结法较慢，填充砂袋自身强度、承载力等方面存在缺陷，桩网复合地基成本高，淤泥和泥浆中难以施工桩基，因此需要一个性能优异，应用范围广的软土地基处理办法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种排水固结快速、固结后强度大、承载力高、整体稳定性好的自排水后固结充填砂袋复合桩体系及其施工方法，可应用于各种含水量软土地基的处理。

本发明的技术解决方案是：

一种自排水后固结充填砂袋复合桩体系，其特征是：包括设置于软土地基中形成竖向排水通道的袋装砂井、塑料排水板或后固结散体桩，在袋装砂井、塑料排水板或后固结散体桩上方设置后固结充填砂袋层。依靠上部充填砂袋层的自重荷载加速软土地基的排水固结。

在软土地基表面设置有土工布层或格栅层。

在后固结散体桩中心打入有混凝土芯桩形成后固结复合桩；所述混凝土芯桩为钢筋混凝土桩或素混凝土桩。

所述后固结散体桩材料由活性微粒（钢渣和/或矿渣）和碎石或砂石组成，活性微粒含量占散体材料的50%以上。

散体桩前期为排水通道；材料中活性微粒经过一段时间水化反应后形成胶凝材料，后期固结完成后强度较高。

后固结充填砂袋层由后固结充填砂袋层分层充填铺设，每层厚度控制在0.5m～0.7m之间。袋体堆叠整齐，上下层交错排列，袋体之间紧靠、挤密、均匀，不留空隙或通缝。

后固结充填砂袋是由土工织物袋及后固结充填料组成；后固结充填料为掺入活性微粒（钢渣和/或矿渣）的砂性土，砂性土中粒径大于0.075m的砂料含量大于75%，活性微粒（钢渣和/或矿渣）含量为5%~10%。

土工织物袋由高强度、渗水性良好、保泥性良好的编制土工布加尼龙线缝制而成。

一种自排水后固结充填砂袋复合桩体系的施工方法，其特征是：包括下列步骤：

（1）施工自排水系统：将袋装砂井、塑料排水板或后固结散体桩设置于软土地基中形成竖向排水通道；

若设计要求提高地基承载力，则竖向排水通道选用后固结散体桩，即将由活性微粒（钢渣和/或矿渣）和碎石或砂石组成的散体材料打入软土地基中形成后固结散体桩；

若设计要求地基承载力高，则在后固结散体桩中心打入混凝土芯桩形成后固结复合桩；

（2）施工上部后固结充填砂袋层：用水力、人工或机械充填法将后固结充填料充填入土工织物袋形成后固结充填砂袋，每层袋厚度控制在0.5m～0.7m之间；袋体堆叠整齐，上下层交错排列，袋体之间紧靠、挤密、均匀，不留空隙或通缝。

当地基为含水量高于80%的淤泥或泥浆时，在步骤（1）施工前，先在地基中加入泥浆絮凝剂，再在表面铺设土工布1~2层，将水滤至土工布上层抽走，直至地基含水量降至要求后施工竖向排水通道。

软土地基承载力较低时，在地基表面铺设1~2层土工布或格栅，以改善地基受力性能，减少沉陷和沉降差异。

如土体固结速度较慢，可采用拍打编织袋或人工踩踏等办法，加快透水速度。

本发明体系可根据软土地基含水量的不同，选择不同的施工方法。在自排水后固结充填砂袋复合桩体系中，上层砂袋紧靠、挤密、均匀，与所有复合桩形成整体，稳定性好；上部荷载通过砂袋平面传递至桩和桩间土上，充分发挥桩与桩间土的共同承载力；荷载分布均匀，差异沉降小；砂袋对桩有防护作用。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是实施例1排水通道采用袋装砂井时的结构示意图。

图2是实施例2排水通道采用塑料排水板时的结构示意图。

图3是实施例3排水通道采用后固结散体桩时的结构示意图。

图4是实施例4采用完整自排水后固结充填砂袋复合桩体系时的结构示意图，排水通道为后固结复合桩的外围后固结散体桩。

具体实施方式

实施例1：

一种自排水后固结充填砂袋体系，包括1-袋装砂井、2-土工布1~2层/土工格栅（软土地基承载力较低时）、3-后固结充填砂袋层。

实施步骤：1、当地基为含水量较大（高于80%）的淤泥或泥浆时，先在地基中加入泥浆絮凝剂，再在表面铺设土工布1~2层，将水滤至土工布上层抽走。直至地基含水量降至要求后施工竖向排水通道。2、将袋装砂井1打入软土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋层的自重荷载加速软土地基的排水固结。3、施工上部后固结充填砂袋层3：用水力、人工或机械充填法将后固结充填料充填入土工织物袋形成后固结充填砂袋，每层袋厚度控制在0.5m～0.7m之间；袋体堆叠整齐，上下层交错排列，袋体之间紧靠、挤密、均匀，不得留有空隙或通缝。软土地基承载力较低时，一般在地基表面铺设2-土工布1~2层（或土工格栅），以改善地基受力性能，减少沉陷和沉降差异。如土体固结速度较慢，可采用拍打编织袋或人工踩踏等办法，加快透水速度。

实施例2：

一种自排水后固结充填砂袋体系，包括4-塑料排水板、5-土工布1~2层/土工格栅（软土地基承载力较低时）、6-后固结充填砂袋层。

实施步骤：1、当地基为含水量较大（高于80%）的淤泥或泥浆时，先在地基中加入泥浆絮凝剂，再在表面铺设土工布1~2层，将水滤至土工布上层抽走。直至地基含水量降至要求后施工竖向排水通道。2、将塑料排水板4打入软土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋层的自重荷载加速软土地基的排水固结。3、施工上部后固结充填砂袋层6：用水力、人工或机械充填法将后固结充填料充填入土工织物袋形成后固结充填砂袋，每层袋厚度控制在0.5m～0.7m之间；袋体堆叠整齐，上下层交错排列，袋体之间紧靠、挤密、均匀，不得留有空隙或通缝。软土地基承载力较低时，一般在地基表面铺设土工布1~2层（或土工格栅）5，以改善地基受力性能，减少沉陷和沉降差异。如土体固结速度较慢，可采用拍打编织袋或人工踩踏等办法，加快透水速度。

实施例3：

一种自排水后固结充填砂袋体系，包括7-后固结散体桩、8-土工布1~2层/土工格栅（软土地基承载力较低时）、9-后固结充填砂袋层。

实施步骤：1、当地基为含水量较大（高于80%）的淤泥或泥浆时，先在地基中加入泥浆絮凝剂，再在表面铺设土工布1~2层，将水滤至土工布上层抽走。直至地基含水量降至要求后施工竖向排水通道。2、将后固结散体桩7打入软土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋层的自重荷载加速软土地基的排水固结。3、施工上部后固结充填砂袋层9：用水力、人工或机械充填法将后固结充填料充填入土工织物袋形成后固结充填砂袋，每层袋厚度控制在0.5m～0.7m之间；袋体堆叠整齐，上下层交错排列，袋体之间紧靠、挤密、均匀，不得留有空隙或通缝。软土地基承载力较低时，一般在地基表面铺设土工布1~2层（或土工格栅）8，以改善地基受力性能，减少沉陷和沉降差异。如土体固结速度较慢，可采用拍打编织袋或人工踩踏等办法，加快透水速度。

实施例4：

一种自排水后固结充填砂袋复合桩体系，包括10-后固结散体桩、11-混凝土芯桩、12-土工布1~2层/土工格栅（软土地基承载力较低时）、13-后固结充填砂袋层。

实施步骤：1、当地基为含水量较大（高于80%）的淤泥或泥浆时，先在地基中加入泥浆絮凝剂，再在表面铺设土工布1~2层，将水滤至土工布上层抽走。直至地基含水量降至要求后施工竖向排水通道。2、将后固结散体桩10打入软土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋层的自重荷载加速软土地基的排水固结。3、在后固结散体桩中心打入混凝土芯桩11形成后固结复合桩，若地基下部有硬土层，芯桩可进入该层，传递上部荷载至该层。4、施工上部后固结充填砂袋层13：用水力、人工或机械充填法将后固结充填料充填入土工织物袋形成后固结充填砂袋，每层袋厚度控制在0.5m～0.7m之间；袋体堆叠整齐，上下层交错排列，袋体之间紧靠、挤密、均匀，不得留有空隙或通缝。软土地基承载力较低时，一般在地基表面铺设土工布1~2层（或土工格栅）12，以改善地基受力性能，减少沉陷和沉降差异。如土体固结速度较慢，可采用拍打编织袋或人工踩踏等办法，加快透水速度。