专利名称：容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法
容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法
技术领域：
本发明涉及一种堆载式处理地基的施工方法，属于软土地基排水、固结施工技术领域。
背景技术：
在各种土建工程施工前，通常需要对基地进行排水固结处理，使地基满足施工的 强度要求。常用的排水固结施工方法是采用堆载预压法在待处理地基土层上部铺设砂层、 碎石层或砂粒层，然后将塑料排水构件垂直插设在地基土层中，排水构件的上部与砂层、碎 石层或砂粒层相互接触和贯通，从而形成排水通道，再在砂层、碎石层或砂粒层上堆放土石 料，利用土石料的重量对下部地基土层产生正压和挤压的作用力，使地基土层中的水份渗 透过排水构件的滤膜层，顺着排水构件中的沟槽渗流到地表辅设的砂层、碎石层或砂粒层 中，再经这些颗粒间的横向渗水通道从地基表层四周预挖的边沟中流走。在一定的施工预 压时间内使地基土层淤泥中的水份不断地排出地面，从而减少淤泥中的水份，降低地基的 水位，令土层压缩后产生沉降，土层的密度得到提高，地基的固结强度和承载力也得到了提 尚ο以上的施工方法都是成熟的技术，由于需要采用大量的土石料作为堆载物，对地 基施加压力，存在如下问题1、由于土石料的颗粒性，土石料堆载高度有限，不可能无限制堆载，因而通常的直 接堆放难以达到设计压力，不能保证达到设计的荷载质量，例如需要单位面积的压力达到 10吨，约需要堆载10米高的土石料，堆载只能呈金字塔形(图1所示)。这样的堆载结构，造 成了地基中受压呈V字型，受力不均勻，地基沉降不平衡，对于后续地表施工将形成威胁， 严重时更可令建筑倾斜倒塌。若在堆载过程中同时实施夯打工艺，则可堆载成梯形(图2 所示)，但夯实的堆载物很难再移除，特别是分区域处理地基时，对堆载土石料进行重复利 用的挖掘、搬运、再次夯实等场内施工成本很高。2、由于现有技术中土石料均为露天堆载，预压时间长，工期内如遇大雨、大风天 气，会对冲刷堆载体，甚至导致垮塌。3、在某一些工程中，不需要填高地基，如果要用运来的土石料来进行堆载，排水固 结施工完工后还要把这些堆载的大量土石料运走，在这种情况下，土石料的材料费、进场和 出场的装卸运输费等费用非常高，使工程的建设成本很高，而且会造成环境污染和资源的浪费。4、有一些工程的施工场所没有大量的土石料，无法利用土石料作为堆载物，便采 用橡胶水袋或用蓄水池的方法进行堆载，但水袋和蓄水池的水位高度有限，堆载的重量轻， 排水固结的效果差。
发明内容本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的缺陷，提供一种易于均衡高度堆载、施工方便、施工后易清理、便于运输、污染小、成本低的容器堆载处理软土 地基的排水固结施工方法。为此，本发明采用如下技术方案容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于至少包括如下步骤第一步在软土地基上铺设存在颗粒间隙的基料，并开设周边沟槽；通常是铺设 砂子、碎石、砂粒层等对地基起到覆盖作用并形成横向排水通路，便于后续堆载，同时有一 定自重，有利于增加堆载压力；在地表挖掘排水沟等，使地基中的水份在压力作用下排到地 表后，能畅通的排走。第二步垂直插设深入地基的排水构件；可以在地基内设置排水构件，令地基内 的含水可在压力的作用下进入排水构件，并流到地表。第三步将复数个箱形容器平面排列地堆载在基料上，对待处理的地基进行预压； 利用箱形容器的自重或/和填充物料后的整体重量对地基施加压力，促进地基内的水份通 过排水通路到达地表；第四步把渗出地表的积水排出地基。通过排水沟或排水管路、利用水流的自身流 动或抽水泵排出积水后，地基沉降固结，从而满足后续土建施工要求。本专利中箱形容器可以是大小一致的立方体或大小可互相组合成等大小的立方 体形容器，可以在其内放置土石料、水或其它有重量的物料，从而形成具有相当重量的堆载 物，达到堆载预压排水固结地基的目的和作用。它克服了现有技术中对于颗粒状基料松散、 堆载高度有限的缺点，箱形容器对于容纳的物料起到了强有力地限制和定型的作用，所以 可以将复数个箱形容器等高度、均勻地进行超高度堆载，将现有技术的金字塔形或梯形堆 载变成长方体堆载，从而满足施工设计的均衡的堆载压力要求，令施工地基的固结质量稳 定且强度大幅提高，同时由于单位面积上实现了更大的堆载压力(过载堆载)，还可促进提 高排水效率。采用箱形容器，可以根据堆载重量的要求，仅利用其自身的重量，或者填充物 料，或者多个叠放，或者空箱和填充箱组合叠放，或者与土石料堆载配合使用，从而灵活地 调整地基单位面积上整体堆载的重量，适应施工要求，加快地基水份排到地表并流走，促进 地基快速固结。箱形容器通常采用金属材质制造，牢固耐用，数量可以根据地基处理的工期 安排批量采购或定制，能够反复多次使用，降低施工成本。值得说明的是，在某些不需要在 地基上采用土石料垫平、垫高地基的施工中，如果要用土石料来进行堆载，施工时要把这些 堆载的大量土石料运进施工现场、运出施工现场，需要进行的工作量较大、费用较高，运输 途中土石料常常会因污染而有诸多限制，不够环保，此时，若采用箱形容器，将土石料等事 先装入箱形容器，整体进行运输、装卸，比较方便、清洁，适合长途运输，工程建设成本低，效 果好，施工方便、宜操作，工期短和效率高，更可在不同的施工中重复利用。而且利用箱形容 器堆载，可根据单个箱形容器的重量和整个施工中采用的数量和堆载排列方式，迅速、直观 地推算出地基单位面积的堆载压力，便于施工质量的监理。对于上述技术方案的完善和补充，可以增加如下技术特征或其组合所述的箱形容器具有开口，其内填充有堆载物。根据施工需求进行填充固体或流 体堆载物，方便灵活，更可就地取材，节省堆载物运输至施工现场的成本。所述的箱形容器为集装箱。由于集装箱本身是一种具有一定自重且坚固耐用、适 合运输的容器，而且型号多样、购置方便、规格一致，适合叠放，可直接应用到施工中，是无 需定做的一种理想箱形容器。采用废旧集装箱更可节约成本。
所述的第三步中对于地基分块进行预压。由于施工的地基情况复杂多样，有些地基需要根据含水或地基构成，划分成若干小块，然后根据实际情况进行分块进行针对性堆 载。同时采用箱形容器进行堆载，一定的堆载重量可在施工现场方便的从一个处理区域搬 运到另外一个处理区域，进行重复利用，相应地节约大量土石料搬运进场、夯实、挖掘、再次 夯实等施工成本。在采用同样立方数的土石料的情况下，可相应减少一次性处理地基的面 积，实现更高的堆载高度，增加单位面积地基所受的压力，从而加快排水速度，提高地基固 结强度。所述的第一步中在地基与基料和/或基料与箱形容器上铺设土工布。若待处理地 基的水份含量较大，则可在基料的上、下择一或同时铺设土工布或土工格栅，利用土工布或 土工格栅本身具有的一定空隙，可起到即能透水又能隔离基料、避免陷入泥浆、和/或者隔 离基料与后续铺设的箱形容器的作用。所述的箱形容器竖直向叠放复数层。便于根据施工要求，调整地基单位面积的堆 载重量，以向下施加不同的压力。在箱形容器的承受强度内，可叠放超过10米高度，以满足 高标准地基处理的施工要求。所述的复数个箱形容器中部分箱形容器竖直向叠放复数层。考虑到大面积待处理 地基水份不均衡的情况，还可选择部分箱形容器在局部地基上进行叠放，以加快地基排水 固结速度。所述的箱形容器为金属材质制造且其开口设置在顶面。可局部或全部敞开的开 口，便于利用机械设备将填充的物料，装进箱形容器，提高装载效率。金属材质保证其牢固 性，可容纳较重的土石料。所述的排水构件为可测深型排水板。由于可测深排水板内设有导线，可通过测量 装置测量导线长度，从而测出排水构件插入含水地基的深度，保证能排出预设深度地基内 的含水。本发明利用箱形容器的自重以及填充的堆载物的重量，形成可以搬运、长途运输、 适合叠放、形状规则的堆载物单体，可根据待处理地基的施工要求，进行灵活组合，并重复 使用，降低了施工成本，施工效率高、过程清洁、污染小，堆载的高度大大提高并实现了地基 的均衡受力，采用这种方法固结的地基一致性好，固结强度高，便于准确地计算单位面积的 堆载压力。
图1为现有技术的堆载结构示意图之一；图2为现有技术的堆载结构示意图之二 ；图3为本发明实施例的堆载结构示意图。图中1、集装箱，2、土石料，3、基料，4、排水板，5、地基。
具体实施方式下面结合具体实施方式
对本发明的实质性特点作进一步的说明。实施例一，如图1所示，容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，包括如下步 骤
第一步根据施工情况，在软土地基5上铺设一层或多层砂子、碎石、砂粒等存在 颗粒间隙的基料3，在地基表面设置若干条排水沟槽；第二步垂直插设深入地基的可测深型排水板4，排水板上端通过基料与排水沟 连通形成排水通路；第三步将复数个集装箱1平面排列成二层，堆载在土石料层上，对地基进行预 压；第四步集装箱向地基施压一定时间后(根据地基情况以及预设的压力值确定)， 地基水份渗出地表并聚积，然后通过排水通路将积水排出地基，从而令地基沉降固结。根据地基固结要求或工期安排可堆载空集装箱或填充了土石料2的集装箱，或者将空集装箱或者填充了的集装箱进行叠放，从而灵活调整单位面积地基上的堆载重量，促 进地基快速排水、固结实施例二，容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，包括如下步骤第一步根据施工情况，在含水的软土地基5上铺设土工布，然后再铺设一层或多 层砂子、碎石、砂粒等具有颗粒间隙的基料3，再在基料上铺设土工布，然后在地基表面设置 若干条排水沟；第二步在地基中全面插设排水板4，排水板上端通过基料与排水沟连通，形成排 水通路；第三步将复数个填充了固体加重物或水袋的集装箱1可局部复数层排列地堆载 在土石料层上；第四步堆载物向地基施压一定时间后，地基水份在地表聚积，然后通过排水通路 的将积水排出地基，从而令地基沉降固结。根据地基固结要求或工期安排可在全部或部分集装箱上继续叠放空的或填充固 体加重物或水袋的集装箱，从而灵活调整单位面积地基上的堆载重量，促进地基快速排水、 固结。对于箱形容器除了集装箱外，也可以选择其它类似的体积较大、坚固的立方体容 器，或者按照一定尺寸定做。对于箱形容器内的填充物，可以在事先填充进去，然后运输到施工现场；或者将空 箱运至施工现场后，在现场填充、甚至就地取材，待施工完毕，整箱连同填充物一起运走，方 便、快捷、污染小，缩短施工工期，还可重复利用，成本低。在施工的地基上可堆载将多达5层的大型集装箱，这样堆载的整体呈长方体且高 度可超过10米，单位面积的地基所承受的堆载压力可达10吨/平方米，尤为适合对地基固 结要求高的施工要求。对于在同一地基上采用一定数量的集装箱施工时，可根据实际情况将地基划分成 若干块，利用这些集装箱先对一块地基进行固结施工，然后将集装箱搬运到另一块地基重 复前述的施工步骤，重复利用集装箱堆载，无需像现有技术中堆载松散的土石料需要夯实 堆载、挖掘、搬运、夯实堆载等施工步骤，仅有搬运、堆载步骤，可实现节约施工成本的目的。以上实施例已经体现出本发明的突出的实质性特点和显著的进步，根据实际的使 用需要，对箱形容器进行材质、规格以及形状等方面的修改以及对施工方法的步骤进行增 删、重新排序，均在本发明的范畴内，不限于本说明书的列举的内容，在此不多赘述。
权利要求
容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于至少包括如下步骤第一步在软土地基(5)上铺设存在颗粒间隙的基料(3)，并开设周边沟槽；第二步垂直插设深入地基的排水构件；第三步将复数个箱形容器平面排列地堆载在基料上，对待处理的地基进行预压；第四步把渗出地表的积水排出地基。
2.根据权利要求1所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于所 述的箱形容器具有开口，其内填充有堆载物。
3.根据权利要求2所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于所 述的箱形容器为集装箱(1)。
4.根据权利要求1或2或3所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特 征在于所述的第三步中对于地基分块进行预压。
5.根据权利要求4所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于所 述的第一步中在地基与基料和/或基料与箱形容器上铺设土工布。
6.根据权利要求4所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于所 述的箱形容器竖直向叠放复数层。
7.根据权利要求5所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于所 述的箱形容器竖直向叠放复数层。
8.根据权利要求4所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于所 述的复数个箱形容器中部分箱形容器竖直向叠放复数层。
9.根据权利要求2所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于所 述的箱形容器为金属材质制造且其开口设置在顶面。
10.根据权利要求4所述的容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，其特征在于 所述的排水构件为可测深型排水板(4)。
全文摘要
容器堆载处理软土地基的排水固结施工方法，属于含水软土地基排水、固结施工技术领域。现有的直接采用土石料作为堆载物，运输费用高、堆载压力不足、施工不能满足对地基所需的承载力要求较高的工程项目。本发明采用铺设基料、插设排水构件、将箱形容器堆载在基料上进行预压、把积水排出地基等施工步骤，利用箱形容器的自重以及填充的堆载物的重量，形成可以搬运、长途运输、适合叠放、形状规则的堆载物单体，可根据待处理地基的施工要求，进行灵活组合，并重复使用，降低了施工成本，施工效率高、过程清洁、污染小，堆载的高度大大提高并实现了地基的均衡受力，采用这种方法固结的地基一致性好，固结强度高，便于准确地计算单位面积的堆载压力。
文档编号E02D3/10GK101824817SQ20101016360
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者任再永 申请人:任再永