一种软弱地基加固方法与流程

本发明涉及地基处理技术，尤其涉及一种软弱地基加固方法。

背景技术：

目前，我国大部分水闸都修建于河道附近，其基础多为淤泥质土，常规的水闸软弱地基处理方法有换土垫层法、排水固结法及深层搅拌法等。其中排水固接法具有施工方便、工程费用低、对土体的扰动小、可用轻型机械在超软土上施工等优点，但是施工周期较长；而水泥搅拌桩具有价格低廉、操作简单、低噪音、无场地污染等优点，但是在含水量较大的淤泥土中，搅拌桩的水泥浆液遇水易稀释，出现流失现象，影响其强度的增长，且淤泥的流动容易导致出现断桩、夹层等问题，桩身完整性无法得到保障。因此如何结合当地地质情况，因地制宜的采用比较合理经济的水闸基础处理方法，十分必要。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种软弱地基加固方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种软弱地基加固施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)：对欲加固区域应用排水固结法进行施工处理；

步骤2)：持续进行排水固结作业；

步骤3)：在欲加固区域钻取淤泥质土层检测样，检测淤泥质土层检测样的压缩系数a，当a≥0.1mpa^-1时，进行步骤4)；当a＜0.1mpa^-1时，跳转至步骤2)；

步骤4)：对欲加固区域进行水泥搅拌桩施工。

进一步，所述步骤1)包括如下依次进行的过程：

过程a)：整平欲加固区域，铺设砂垫层，使砂垫层顶面呈中间高、两侧低的路拱状，其坡度为3-4％；

过程b)：在欲加固区域，均匀散布地开设注浆孔(1)；在注浆孔(1)四周打设排水件(2)；

过程c)：用袖阀管对注浆孔(1)进行劈裂注浆，对欲加固区域的淤泥质土施加挤压应力，使淤泥质土层内的水分渗入排水件(2)后向上排出。

进一步，步骤3)为，在欲加固区域钻取淤泥质土层检测样，检测淤泥质土层检测样的压缩系数a，当a≥0.1mpa^-1且a＜0.5mpa^-1时，进行步骤4)；当a＜0.1mpa^-1时，跳转至步骤2)。

进一步，步骤3)中，所述淤泥质土层检测样的取样过程为：在欲加固区域钻取样孔，取样孔深度为淤泥质土层厚度，得到所述取样孔中的土体，截取所述取样孔中的上部、中部和下部的土体作为淤泥质土层检测样。

再进一步，所述取样孔均匀分布于欲加固区域，其数量确定方法为：把注浆孔(1)的数量乘以3％得到的结果四舍五入取整得到整数n；若n＞3，则取样孔数量为n；若n≤3，则取样孔数量为3个。

再进一步，其特征在于，过程a)中，所述砂垫层(5)采用中粗砂，砂垫层厚度为50-60cm。

再进一步，其特征在于，过程b)中，所述排水件(2)插入深度以穿透淤泥质土层50cm为准。

再进一步，所述排水件(2)为排水管件，其包括，

钢制排水管(6)，其下端成锥形，钢制排水管(6)的侧壁密布开设有透水孔(7)；

塑料盲沟(8)，其设置在所述钢制排水管(6)的内侧壁；

土工布(9)，其设置在所述钢制排水管(6)和塑料盲沟(8)之间。

再进一步，步骤4)中，水泥搅拌桩(4)的桩底打设至卵石层作为持力层。

再进一步，过程c)中，劈裂注浆所用的浆液成分为，1质量份水、1质量份水泥、0.7质量份粉煤灰和0.03～0.05质量份水玻璃。

再进一步，所述注浆孔(1)呈正方形网格布置，注浆孔(1)位于正方形的四个角点上，排水件(2)位于正方形的中心点位置。

本发明可获得的技术效果：

1.排水固结法结合水泥搅拌桩施工对软弱地基进行加固，一方面，克服了单纯依靠排水固结法施工所带来的施工周期长的问题；另一方面，克服了单纯依靠水泥搅拌桩施工带来的搅拌桩易因淤泥质土层的流动而出现的断桩问题。

2.传统的水闸基础施工完毕后，一旦出现闸基脱空，需要重新钻空底板进行注浆，本发明在淤泥层中留置钢质排水管件，可保证在后期注浆过程中浆液能通过排水管对整个淤泥层进行加固，解决了闸基脱空需要进行深度钻孔注浆的问题。

3.使用排水管件时，排水管件留置于淤泥质土中形成骨架，达到加固软土地基的目的，增强了地基稳定性。

附图说明

图1是注浆孔、排水件及水泥搅拌桩分布示意图；

图2是注浆孔与排水件分布示意图；

图3是劈裂注浆作用下排水原理图；

图4是排水管示意图；

图5是排水管的结构示意图；

图6是软弱地基处理方法示意图。

附图标记：1-注浆孔，2-排水件，3-注浆作用范围线，4-水泥搅拌桩，5-砂垫层，6-钢制排水管，7-透水孔，8-塑料盲沟，9-土工布。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实验进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种软弱地基加固施工方法，包括如下步骤：

步骤1)：对欲加固区域应用排水固结法进行施工处理；

步骤2)：持续进行排水固结作业；

步骤3)：在欲加固区域钻取淤泥质土层检测样，检测淤泥质土层检测样的压缩系数a，当a≥0.1mpa^-1时，进行步骤4)；当a＜0.1mpa^-1时，跳转至步骤2)；

步骤4)：对欲加固区域进行水泥搅拌桩施工。

本发明方法将排水固结法结合水泥搅拌桩施工对软弱地基进行加固，一方面，克服了单纯依靠排水固结法施工所带来的施工周期长的问题，当a≥0.1mpa^-1时即可进行水泥搅拌桩施工；另一方面，克服了单纯依靠水泥搅拌桩施工带来的搅拌桩易因淤泥质土层的流动而出现的断桩问题，之前的袖阀管注浆，改变了土体的化学成分及物理力学性质，提高了土体强度，当a≥0.1mpa^-1时，淤泥质土层的流动性显著降低，不至于流动而使水泥搅拌桩断桩。

所述步骤1)包括如下依次进行的过程：

过程a)：整平欲加固区域，铺设砂垫层，使砂垫层顶面呈中间高、两侧低的路拱状，其坡度为3-4％；

过程b)：在欲加固区域，均匀散布地开设注浆孔(1)；在注浆孔(1)四周打设排水件(2)；

过程c)：用袖阀管对注浆孔(1)进行劈裂注浆，对欲加固区域的淤泥质土施加挤压应力，使淤泥质土层内的水分渗入排水件(2)后向上排出。

图1示意了注浆孔1、排水件2及水泥搅拌桩4的点位分布情况、图2示意了注浆孔1与排水件2分布情况，注浆孔1与排水件2交错分布，之后打设的水泥搅拌桩4也与注浆孔1、排水件2交错分布。图3示意了劈裂注浆作用下排水原理，通过用袖阀管对注浆孔1进行劈裂注浆，对欲加固区域的淤泥质土施加挤压应力，使淤泥质土层内的水分渗入排水件2后向上排出，提高排水效率。

步骤3)为在欲加固区域钻取淤泥质土层检测样，检测淤泥质土层检测样的压缩系数a，当a≥0.1mpa^-1且a＜0.5mpa^-1时，进行步骤4)；当a＜0.1mpa^-1时，跳转至步骤2)。

排水固结过程没有必要像传统单纯依靠排水固结法加固那样一直进行很彻底，为了缩短施工周期，可以在淤泥质土层检测样的压缩系数a，当a≥0.1mpa^-1且a＜0.5mpa^-1时，即进行水泥搅拌桩施工，此时淤泥质土层流动性不大，不足以流动而使水泥搅拌桩断桩。

步骤3)中，所述淤泥质土层检测样的取样过程为：在欲加固区域钻取样孔，取样孔深度为淤泥质土层厚度，得到所述取样孔中的土体，截取所述取样孔中的上部、中部和下部的土体作为淤泥质土层检测样。

所述取样孔均匀分布于欲加固区域，其数量确定方法为：把注浆孔(1)的数量乘以3％得到的结果四舍五入取整得到整数n；若n＞3，则取样孔数量为n；若n≤3，则取样孔数量为3个。

取样位置尽量均匀分布，取不同深度的淤泥质土层检测样，以使对淤泥质土层流动性的判断更为准确，当所有的淤泥质土层检测样均满足压缩系数大于等于0.1mpa^-1时，即可水泥进行搅拌桩施工。

过程a)中，所述砂垫层(5)采用中粗砂，砂垫层厚度为50-60cm。

过程b)中，所述排水件(2)插入深度以穿透淤泥质土层50cm为准。

所述排水件(2)为排水管件，其包括，

钢制排水管(6)，其下端成锥形，钢制排水管(6)的侧壁密布开设有透水孔(7)；

塑料盲沟(8)，其设置在所述钢制排水管(6)的内侧壁；

土工布(9)，其设置在所述钢制排水管(6)和塑料盲沟(8)之间。

图4是排水管示意图、图5是排水管的结构示意图。土工布(9)包裹住塑料盲沟(8)，起过滤作用，防止淤泥进入管内形成堵塞。排水固结完成后，排水管件留置于欲加固区域中，形成骨架，达到加固软土地基的目的，增强了地基稳定性。

步骤4)中，水泥搅拌桩(4)的桩底打设至卵石层作为持力层。如图6所示。

过程c)中，劈裂注浆所用的浆液成分为，1质量份水、1质量份水泥、0.7质量份粉煤灰和0.03～0.05质量份水玻璃。

所述注浆孔(1)呈正方形网格布置，注浆孔(1)位于正方形的四个角点上，排水件(2)位于正方形的中心点位置。相邻注浆孔间距可设为1.5米。

所述劈裂注浆的深度为淤泥质土层的顶面和底面各超注40cm，其作用半径为1m。

如图所示，步骤4)中，进行水泥搅拌桩施工时，在所述欲加固区域最外围的注浆孔(1)连成的封闭线上，密集打设水泥搅拌桩；在封闭线内，均匀布置地打设水泥搅拌桩。封闭线上的水泥搅拌桩将欲加固区域与外部隔开，形成保护层。