專利名稱：超軟弱土快速加固方法及其加固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程、港口工程、公路工程等領(lǐng)域，具體是超軟弱土快速加固方法。
本發(fā)明還涉及所述方法得到的超軟弱土快速加固裝置。
背景技術(shù)：
我國沿海地區(qū)人口密集，人均耕地面積甚少，隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，沿海地區(qū)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，土地資源越來越緊張。為了解決建筑、港口碼頭等工程用地問題，近年來天津港、連云港、廣州南沙港以及深圳鹽田區(qū)等地進(jìn)行了大量的圍海造陸工程。圍海造陸工程面臨2個問題，一是吹填土材料問題，二是吹填土地基的加固問題。從技術(shù)的角度來看，最理想的吹填材料是砂土，吹填砂地基的加固技術(shù)也比較簡易。但是，由于建筑工程消耗了大量的砂，并且出于環(huán)境保護(hù)和水利安全的要求，各地水利和環(huán)保部門限制或禁止采砂，因此，砂土價格昂貴，且極為短缺，難于滿足圍海造陸工程所需大量吹填砂的要求。近年來，結(jié)合下游航道或出?？诘那逵偈杩９こ?，采用超軟弱土作為圍海造陸的填土，這樣既解決了清淤工程的淤泥沉積和堆填場地問題，又解決了圍海造陸工程的吹填材料困難。但是，吹填的淤泥土屬于超軟弱土，含水量極高，處于流動狀態(tài)，其壓縮性大、強(qiáng)度及承載力極低，必須對超軟弱土地基進(jìn)行加固，才能把圍海造陸所得的土地作為建設(shè)用地。
對于超軟弱土地基的加固包括對表面超軟弱土的加固和下臥軟土的加固，最有效的加固方法是預(yù)壓法(如真空預(yù)壓法或堆土預(yù)壓法等)。預(yù)壓法加固地基需要插入穿過軟土層的塑料排水板或袋裝砂井作為排水通道，其長度視軟土層的厚度而定，通常為20～25米，地表還需要鋪設(shè)600～800mm的排水砂墊層。進(jìn)行塑料排水板或袋裝砂井施工的插板機(jī)或砂井機(jī)的重量為30～40噸，施工時插板機(jī)或砂井機(jī)需在地表行走。由于表面超軟弱土處于流動狀態(tài)，不具有承載能力，各種施工設(shè)備都將陷入超軟弱土之中。因此，無法采用常規(guī)方法進(jìn)行塑料排水板或袋裝砂井的施工，也無法在流動狀態(tài)的表層超軟弱土上鋪設(shè)排水砂墊層。
采用常規(guī)方法對超軟弱土地基進(jìn)行加固時，為防止施工設(shè)備陷入淤泥土中，表層超軟弱土通常需自然晾曬1～2年或采用其他方法進(jìn)行預(yù)處理，施工效率低，成本高，施工工期長。
此外，采用常規(guī)方法加固超軟弱土地基時，通常在吹填的淤泥中加入砂土以改善其性能，由此容易形成淤泥包，加固效果、強(qiáng)度不均勻，工后差異沉降大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)加固超軟弱土地基存在的困難，提供一種超軟弱土快速加固方法，通過采用超軟弱土和排水墊層，大大降低成本，縮短施工工期，施工后差異沉降小。
本發(fā)明的目的還在于提供采用所述方法得到的超軟弱土快速加固裝置。
本發(fā)明的超軟弱土快速加固方法包括如下步驟(1)在超軟弱土上鋪設(shè)一層或多層格柵，垂直插入長度與超軟弱土厚度相當(dāng)?shù)乃芰吓潘寤虼b砂井，在格柵上鋪設(shè)排水墊層，并在排水墊層中沿水平方向鋪設(shè)濾管，然后覆蓋密封膜，形成超軟弱土快速加固裝置；(2)對步驟(1)形成的超軟弱土快速加固裝置內(nèi)的超軟弱土層進(jìn)行7～14天的真空預(yù)壓；(3)清除步驟(1)鋪設(shè)的排水墊層，再鋪設(shè)排水砂墊層，然后采用常規(guī)的真空預(yù)壓法或堆土預(yù)壓法對地基進(jìn)行整體加固。
步驟(1)中，所述格柵包括土工布和/或土工編織物。
步驟(1)中，可以采用輕型水上插板機(jī)或砂井機(jī)、底座改造為船式的輕型插板機(jī)或砂井機(jī)來設(shè)置塑料排水板或袋裝砂井。也可以把輕型插板機(jī)或袋裝砂井安裝于小船上進(jìn)行設(shè)置施工。
塑料排水板或袋裝砂井的長度與吹填的表層淤泥土厚度相當(dāng)，或根據(jù)第二步加固施工所要求的表層土承載力而定。
步驟(1)中，為更有利于插板機(jī)或袋裝砂井機(jī)在超軟弱土上行走，可以沿加固區(qū)周邊筑一道上圍堰蓄滿一定深度水，利用水的浮力減輕施工設(shè)備對超軟弱土的壓力。
超軟弱土中的塑料排水板或袋裝砂井完成后，排干圍堰蓄內(nèi)的水，鋪設(shè)厚度約30-50cm的稻草、蘆葦、雜草、土工編制物中的一種或一種以上作為排水墊層；經(jīng)步驟(2)真空預(yù)壓加固后的超軟弱土的承載力可達(dá)到40～60kPa，為步驟(3)的地基整體加固實(shí)施提供施工條件。
步驟(3)中，由于經(jīng)步驟(2)真空預(yù)壓加固后的超軟弱土達(dá)到一定的強(qiáng)度，能承受大型施工設(shè)備的壓力，可滿足常規(guī)真空預(yù)壓法或其它施工方法的施工條件。
按本發(fā)明方法施工得到的超軟弱土快速加固裝置由密封膜、排水墊層、抽真空濾管、排水板或袋裝砂井、格柵層構(gòu)成，所述密封膜覆蓋在排水墊層的上面和側(cè)面，格柵層在排水墊層的底面，抽真空濾管水平安裝在排水墊層內(nèi)，排水板或袋裝砂井垂直插入在超軟弱土中，其上端埋入排水墊層內(nèi)。
所述密封膜是塑料密封膜。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于超軟弱土處于流動狀態(tài)，無法在超軟弱土上鋪設(shè)常規(guī)排水砂墊層。本發(fā)明采用了排水墊層，排水墊層與超軟弱土之間用格柵分隔，防止泥漿侵入墊層材料之中而影響其透氣透水功能。該排水墊層具有排水功能，且重量輕而可直接鋪設(shè)于超軟弱土之上，使超軟弱土的加固施工可順利實(shí)施。而且大大降低成本，并有利于資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。
2、本發(fā)明采用輕型水上插板機(jī)或砂井機(jī)、或底座改造為船式的輕型插板機(jī)或砂井機(jī)、或把輕型插板機(jī)或袋裝砂井安裝于小船上等施工方法，有效防止施工設(shè)備沉陷，能在超軟弱土之上直接進(jìn)行排水板、袋裝砂井的設(shè)置；同時，沿加固區(qū)周邊筑土圍堰蓄水，利用水的浮力減輕施工設(shè)備對超軟弱土的壓力，更有利于插板機(jī)或袋裝砂井機(jī)在超軟弱土上行走，提高施工效率。
3、本發(fā)明可在吹填超軟弱土后即時進(jìn)行加固，工藝簡易，成本低，施工工期短；加固強(qiáng)度均勻，施工后差異沉降小。


圖1是本發(fā)明的超軟弱土快速加固裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明方法中設(shè)置排水板或袋裝砂井的施工示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，密封膜1覆蓋在排水墊層2的上面和側(cè)面，格柵層5在排水墊層2的底面，抽真空濾管3水平安裝在排水墊層2內(nèi)，排水板或袋裝砂井4垂直插入鋪設(shè)在原地面上的超軟弱土7中，其上端插入排水墊層2內(nèi)。
所述密封膜1可以采用塑料密封膜，排水墊層可以采用稻草、蘆葦、雜草、多孔土工材料墊層中的一種或一種以上。格柵可以采用土工布和/或土工格柵。
圖1中，通過表層超軟弱土加固提高其強(qiáng)度，為地基整體加固的后繼工藝實(shí)施提供條件。其中塑料排水板或袋裝砂井的長度L也是有效加固深度，根據(jù)后繼工藝要求而定，通常為數(shù)米；真空度通過濾管、排水墊層和塑料排水或袋裝砂井傳遞，對有效加固深度L范圍內(nèi)的超軟弱土進(jìn)行預(yù)加固。
如圖2所示，沿加固區(qū)周邊筑土圍堰9，圍堰內(nèi)蓄水10后，采用輕型水上插板機(jī)或砂井機(jī)11設(shè)置排水板或袋裝砂井。
實(shí)施例本發(fā)明在廣州南沙地區(qū)一吹填淤泥土地基加固試驗(yàn)中得到了成功應(yīng)用。該試驗(yàn)場地為100×100m2，原地基為厚度約20m的淤泥和淤泥質(zhì)土層，在原地基面吹填6m厚的淤泥。采用本發(fā)明先對地表新吹填淤泥土進(jìn)行加固，經(jīng)過9天的真空加載，新吹填淤泥的承載力達(dá)到45～55kPa，滿足了地基整體加固的后繼施工條件要求，地基整體加固仍然采用真空預(yù)壓法。地基經(jīng)過93天的真空加載整體加固后，承載力達(dá)到90kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1.一種超軟弱土快速加固方法，其特征在于包括如下步驟(1)在超軟弱土上鋪設(shè)一層或多層格柵，垂直插入長度與超軟弱土厚度相當(dāng)?shù)乃芰吓潘寤虼b砂井，在格柵上鋪設(shè)排水墊層，并在排水墊層中沿水平方向鋪設(shè)濾管，然后覆蓋密封膜，形成超軟弱土快速加固裝置；(2)對步驟(1)形成的超軟弱土快速加固裝置內(nèi)的超軟弱土層進(jìn)行7～14天的真空預(yù)壓；(3)清除步驟(1)鋪設(shè)的排水墊層，再鋪設(shè)排水砂墊層，然后采用常規(guī)的真空預(yù)壓法或堆土預(yù)壓法對地基進(jìn)行整體加固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述格柵包括土工布和/或土工編織物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(1)中，采用輕型水上插板機(jī)或砂井機(jī)、或底座改造為船式的輕型插板機(jī)或砂井機(jī)來設(shè)置排水板或袋裝砂井；或者把輕型插板機(jī)或袋裝砂井安裝于小船上進(jìn)行設(shè)置施工。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于沿超軟弱土加固區(qū)周邊筑一道土圍堰蓄水。
5.權(quán)利要求1-4之一所述方法得到的超軟弱土快速加固裝置，其特征在于由密封膜、排水墊層、抽真空濾管、排水板或袋裝砂井、格柵層構(gòu)成，所述密封膜覆蓋在排水墊層的上面和側(cè)面，格柵層在排水墊層的底面，抽真空濾管水平安裝在排水墊層內(nèi)，排水板或袋裝砂井垂直插入鋪設(shè)在超軟弱土中，其上端插入排水墊層內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超軟弱土快速加固方法，包括(1)在超軟弱土上鋪設(shè)一層或多層格柵，垂直插入長度與超軟弱土厚度相當(dāng)?shù)乃芰吓潘寤虼b砂井，在格柵上鋪設(shè)排水墊層，并在排水墊層中沿水平方向鋪設(shè)濾管，然后覆蓋密封膜，形成超軟弱土快速加固裝置；(2)對步驟(1)形成的超軟弱土快速加固裝置內(nèi)的超軟弱土層進(jìn)行7～14天的真空預(yù)壓；(3)清除步驟(1)鋪設(shè)的排水墊層，再鋪設(shè)排水砂墊層，然后采用常規(guī)的真空預(yù)壓法或堆土預(yù)壓法對地基進(jìn)行整體加固。按所述方法施工得到的裝置由密封膜、排水墊層、抽真空濾管、排水板或袋裝砂井、格柵層構(gòu)成。本發(fā)明采用超軟弱土和排水墊層，大大降低成本，縮短施工工期，施工后差異沉降小。
文檔編號E02D19/20GK1858361SQ20061003585
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者房營光, 莫海鴻 申請人:華南理工大學(xué)