专利名称：一种淤泥软基的冻融固结方法
技术领域：
本发明涉及一种淤泥软基的处理方法，特别是一种淤泥软基的冻融固结方法。
背景技术：
我国沿海多为淤泥质海岸，淤泥的处理，一直是沿海建(构)筑物设计施工的重 点，也是影响工程质量和造价的主要因素之一。淤泥的含水量很高，吹填淤泥的含水量更 高。由于淤泥的高含水量导致了淤泥的力学指标非常低，工程上必须处理后才能使用。原 有的淤泥加固技术和工艺有真空预压沿海地区多用真空预压技术进行淤泥的加固，优点是淤泥的原位加 固，可以加固吹填淤泥和原状淤泥，实现了淤泥的废物利用。缺点是淤泥的渗透系数太低， 抽真空的时间太长(在连云港港口，18米淤泥厚度时，抽真空时间需要9个月)，严重影响 了工程进度；真空预压加固后，淤泥的含水量仍然很高，达50 60%，强度还是较低。堆载预压采用超载的办法进行淤泥的排水固结，优点是造价较低，加大堆载重量 并延长压载时间后，可以达到较高的淤泥强度。缺点是时间更长，堆载料的转运也需要较大 费用。淤泥的搅拌采用水泥、石灰或其他新型外加剂进行淤泥的现场拌合加固，吸收淤 泥中的水份，产生化学反应，把淤泥变硬，形成外加剂和淤泥的硬骨架。优点是淤泥固结快， 3个月达到最大强度。缺点是费用太高，仅应用于工程的重要部位；工程质量不容易保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种排水速度快、彻底， 节能、环保的淤泥软基的冻融固结方法。本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种淤泥软基的冻融固 结方法，包括①吹填土晾晒沉淀、②在其表面铺设荆笆、③在荆笆上铺设工作垫层，④在工 作垫层上铺设砂垫层，⑤打设塑料排水板，其特点是还包括如下步骤⑤打设冷凝管道和温 度感应器，冷凝管道的间距为2X2米 4X4米；⑥堆载采用抛填石料堆载，根据淤泥固 结沉降量和场地标高确定堆载厚度；⑦制冷向冷凝管道内吹冷风或冷凝剂，将淤泥冻结， 根据温度显示，两个冷凝管中间的温度低于_5°C时停止制冷；⑧利用地温和地表散热进行 融化，在自重和堆载压力下排水固结。在传统淤泥软基排水固结工程中，减少竖向排水通道(塑料排水板)，增加冷凝管 道(可回收循环利用)，将淤泥中的自由水和结合力比较薄弱的薄膜水被冻结为冰，淤泥冻 结后，淤泥颗粒的活性降低，吸附薄膜水的能力降低，自由水和部分薄膜水结冰膨胀，土体 骨架严重破坏，形成了很顺畅的排水通道，淤泥的粘性降低。融化后，在自重或压载作用下， 部分自由水和部分薄膜水被顺利排出，大大降低了淤泥的含水量，达到快速排水固结的目 的。本发明与现有技术相比，其优点及技术效果
(1)排水速度快在融化的同时，水体快速排出。(2)排水量大属于快速排水，所以短时间的出水量很大。(3)排水彻底不但排出自由水，甚至排出了部分薄膜水。(4)含水量低加固后的含水量达到40%左右，淤泥变成了淤泥质粘土。如果压载 大，加固后的含水量更低。(5)强度高含水量低，淤泥的土性发生了改变，所以强度较高。(6)施工速度快常规的真空预压加固淤泥地基需要9个月的抽真空时间，本法仅 仅需要几十天的时间，大大提高了工效。(7)流水作业由于排水速度加快，使得软基加固和后续工程可以形成流水作业， 大大提高了建设速度。(8)节能冬季施工的话，可以利用天然的冷气进行淤泥冻结。真空预压则需要真 空泵不停的运转9个月。所以本技术是节能的。但，如果是夏季施工，将是很费能的，只能 应用于重要的、或紧急的工程。(9)环保本工艺为物理过程，没有化学反应，所以是环保的。(10)实现了淤泥的快速变性淤泥快速变成了淤泥质粘土或淤泥质有机粘土。(11)冻融不但对淤泥有极好的排水效果，对含水量高、颗粒细的其他材料也有很 好的排水效果(如碱厂的碱渣、化工厂的废料等)。
具体实施例方式本工艺的关键是淤泥的冻结，由于淤泥(特别是吹填淤泥)的含水量很高，水结冰 的放热量很大，所耗能也很大，因此，必须选在冬季严寒天气施工，利用天然的冷风进行淤 泥冻结，可以大大的节省能源。采用合理的流水作业程序，也是节省能源的关键。一种淤泥软基的冻融固结方法，包括如下步骤吹填土晾晒沉淀由于新吹填的淤泥含水量很高，达150 300%，呈稀粥状，因 此，需要晾晒沉淀，以保证施工安全。晾晒沉淀时间一般在4 6个月，表层淤泥含水量小 于100%时即可进行下步作业。铺设荆笆为了工作垫层施工，必须铺设荆笆，以便在稀泥上铺设山皮土，防止山 皮土沉入稀泥中。在竹芭上铺设山皮土工作垫层，以承担打板机的荷载，并提高施工机械和人员的
安全度。工作垫层厚度一般是一米。铺设砂垫层砂垫层为中粗砂，厚度0. 5米。砂垫层的作用是排水和传递真空。打设塑料排水板采用轻型纸板机打设塑料排水板，排水板的间距一般为 0. 8X0. 8或1. OX 1. 0米。采用冻融排水，淤泥的排水效果好，速度快，可以加大排水板间 距，以降低工程造价。排水板的作用是排水。真空预压时，排水板用来排水和传递真空度。打设冷凝管道和温度感应器采用冷冻剂时，冷凝管道为4分的镀锌水管；采用天 然冷风冻结时，采用1时镀锌水管做冷凝管道。冷凝管道的间距为2X2米 4X4米，根据 冷凝温度和工期确定。根据试验和工程要求，布设一定数量、一定深度的温度感应器。堆载采用抛填石料堆载，根据淤泥固结沉降量和场地标高确定堆载厚度，原则 上，沉降完成后，恰好达到场地设计标高。堆载工程中，必须保护冷凝管道、沉降板和温度感
4应器。 制冷向冷凝管道内吹冷风或冷凝剂，将淤泥冻结。根据温度显示，确定冷凝时间。 两个冷凝管中间的温度达到低于_5°C时停止制冷。
淤泥融化后拔出冷凝管，循环使用。 利用地温和地表散热进行融化，在自重和堆载压力下排水固结。
权利要求
一种淤泥软基的冻融固结方法，包括①吹填土晾晒沉淀；②在其表面铺设荆笆；③在荆笆上铺设工作垫层；④在工作垫层上铺设砂垫层；⑤打设塑料排水板，其特征在于还包括如下步骤⑤打设冷凝管道和温度感应器；⑥堆载采用抛填石料堆载，根据淤泥固结沉降量和场地标高确定堆载厚度；⑦制冷向冷凝管道内吹冷风或冷凝剂，将淤泥冻结，根据温度显示，两个冷凝管中间的温度低于-5℃时停止制冷；⑧利用地温和地表散热进行融化，在自重和堆载压力下排水固结。
2.根据权利要求1所述的淤泥软基的冻融固结方法，其特征在于冷凝管道的间距为 2X2米 4X4米。
全文摘要
一种淤泥软基的冻融固结方法，包括①吹填土晾晒沉淀、②在其表面铺设荆笆、③在荆笆上铺设工作垫层，④在工作垫层上铺设砂垫层，⑤打设塑料排水板，⑥打设冷凝管道和温度感应器；⑦堆载；⑧制冷向冷凝管道内吹冷风或冷凝剂，将淤泥冻结，两个冷凝管中间的温度低于-5℃时停止制冷；⑨利用地温和地表散热进行融化，在自重和堆载压力下排水固结。将淤泥中的自由水和结合力比较薄弱的薄膜水被冻结为冰，淤泥冻结后，淤泥颗粒的活性降低，吸附薄膜水的能力降低，自由水和部分薄膜水结冰膨胀，土体骨架严重破坏，形成了很顺畅的排水通道，淤泥的粘性降低。大大降低了淤泥的含水量，达到快速排水固结的目的。其排水彻底、施工速度快、节能环保。
文档编号E02D3/115GK101881024SQ20101021195
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者丁一昌, 丁绍文, 倪祖平, 刘桂松, 宋兵, 尹保章, 张玉涛, 徐晗, 李杏生, 王卫东, 蔡建新, 高兆福 申请人:连云港港口工程设计研究院有限公司