專(zhuān)利名稱(chēng)：軟土地基處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程施工領(lǐng)域，特別是涉及一種用于機(jī)場(chǎng)、港口碼頭、交通道路、變電站、電廠(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程中的軟土地基處理方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的軟土地基處理方法包括真空預(yù)壓、增壓式真空預(yù)壓、高真空擊密法?，F(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是真空預(yù)壓施工成本高，施工周期長(zhǎng)，一般需半年以上、處理后承載力低，理想狀態(tài)下僅為80kpa，且處理深度淺，一般在10米內(nèi)。增壓式真空預(yù)壓施工周期較長(zhǎng)，工期一般為4個(gè)月、處理淺層軟土地基(8米以?xún)?nèi))成本相對(duì)較高、且處理后承載力較低，處理深度較大的軟土地基時(shí)，由于排水板是一次性使用，所以成本較高。高真空擊密法施工速度快，一般為45天為一個(gè)施工周期、處理后地基承載力高，但其僅適合滲透系數(shù)較大的砂性
軟土地基處理，且只能處理淺層軟土地基(6米以?xún)?nèi))，另滲透系數(shù)較小的淤泥質(zhì)軟土該工法無(wú)法處理。

發(fā)明內(nèi)容
為了至少解決上述問(wèn)題之一，本發(fā)明提出了一種增壓式動(dòng)力固結(jié)軟土地基處理方法，其特征在于，包括以下步驟(a)平整場(chǎng)地；(b)高壓水沖法成孔后按設(shè)計(jì)間距和插管深度布設(shè)真空管和增壓管，并在真空管插入時(shí)灌沙防淤堵；(C)將真空管和增壓管分別與水平鋪設(shè)的抽真空系統(tǒng)的臥管和增壓系統(tǒng)的臥管分別進(jìn)行連接并密封；(d)將各系統(tǒng)之水平臥管分別與真空泵和增壓泵密封連接；(e)啟動(dòng)真空泵和增壓泵開(kāi)始抽真空和增壓，對(duì)軟土地基開(kāi)始強(qiáng)制排水；(f)排水3-5天后，移除抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)所用之全部材料，對(duì)場(chǎng)地按設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行強(qiáng)夯。作為本技術(shù)方案的優(yōu)選，所述方法還可包括以下步驟(g)強(qiáng)夯結(jié)束后，重新布設(shè)抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)再次排水3-5天，加大夯擊能對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行夯擊；(h)強(qiáng)夯結(jié)束后，重復(fù)以上排水步驟，排水3-5天后，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行一次低能量的滿(mǎn)夯。作為本技術(shù)方案的優(yōu)選，所述方法采用的真空管和增壓管為鍍鋅不銹鋼鋼管。真空管長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)10-12米，增壓管長(zhǎng)度可達(dá)8-10米，真空管直徑根據(jù)項(xiàng)目需要有4cm和6cm兩種,增壓管直徑為4cm。作為本技術(shù)方案的優(yōu)選，所述方法采用的真空管和增壓管上留有孔洞，以便抽水和吹氣加壓用。
作為本技術(shù)方案的優(yōu)選，所述方法采用的真空管末端抽水孔處外包有防堵濾網(wǎng)，濾網(wǎng)一般用150克/m2 土工布。增壓管由于是向土體內(nèi)加壓，故不需用濾網(wǎng)。作為本技術(shù)方案的優(yōu)選，所述方法采用的真空管和增壓管露出土體部分和水平臥管用軟管和三通連接，連接處用密封膜纏繞密封。水平臥管直徑為8cm。水平臥管分抽真空和增壓兩種，均分別和真空泵和增壓泵獨(dú)立連接，連接處密封。增壓泵為市場(chǎng)上常見(jiàn)之空氣增壓泵，真空泵為2BV系列水環(huán)式真空泵。作為本技術(shù)方案的優(yōu)選，抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)水平臥管上分別裝有真空表和壓力表，以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)真空度和空氣壓力數(shù)值，監(jiān)測(cè)管道是否漏氣。本發(fā)明提出的增壓式動(dòng)力固結(jié)軟土地基處理方法，在傳統(tǒng)真空預(yù)壓基礎(chǔ)上增加了增壓系統(tǒng)與強(qiáng)夯，在增壓式真空預(yù)壓基礎(chǔ)上變插一次性塑料排水板為可反復(fù)抽插使用的真空管與強(qiáng)夯，產(chǎn)生了以下良好的技術(shù)效果I、通過(guò)增壓系統(tǒng)增大土體和大氣壓之間的壓差，并創(chuàng)造性的通過(guò)抽真空形成負(fù)壓并結(jié)合增壓系統(tǒng)形成的正壓，在軟土內(nèi)部也形成了高低不同的壓差，在該壓差的作用下，在軟土中改變孔隙水的原有存在狀態(tài)，形成新的滲流通道，促使并加快孔隙水由高壓處向低壓處快速流動(dòng)，并通過(guò)真空管匯集后將水排出。2、通過(guò)強(qiáng)夯加大、加速破壞軟土內(nèi)孔隙水原有存在狀態(tài)，并進(jìn)一步加大形成正壓，使土體不宜排出的水盡快排出。3、通過(guò)抽真空系統(tǒng)抽真空形成負(fù)壓，強(qiáng)夯和增壓系統(tǒng)共同作用形成正壓，相比傳統(tǒng)技術(shù)加大了壓差，由于壓差增大，所以處理深度更深。通過(guò)增壓系統(tǒng)的作用，相比傳統(tǒng)固結(jié)排水技術(shù)，在一般軟土地基處理中其處理深度更深，地基承載力提高更多，并且首次創(chuàng)新的解決了滲透系數(shù)很小的淤泥質(zhì)軟土的快速排水固結(jié)這一工程界的難題。施工周期從施工進(jìn)場(chǎng)到施工結(jié)束一般為50天，相比傳統(tǒng)的排水固結(jié)法，施工周期大大縮短。4、由于采用了在插真空管前，先用高壓水槍在地基中沖擊成空，然后在插管后向孔內(nèi)灌沙保護(hù)真空管，其作用是通過(guò)在真空管四周灌注的黃沙，形成防淤堵層，徹底解決了 真空管在軟土中抽水時(shí)的淤堵難題。說(shuō)明書(shū)附I為本發(fā)明軟土地基處理方法實(shí)施例的平面示意圖。圖2為本發(fā)明軟土地基處理方法實(shí)施例的縱剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如

圖1-2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為某集裝箱堆場(chǎng)軟土地基處理項(xiàng)目，該項(xiàng)目需處理的軟土地基原為農(nóng)田和魚(yú)塘，滲透系數(shù)很小，僅為10_8，屬淤泥質(zhì)粘土。原始地基承力為6-8T，設(shè)計(jì)要求地基處理后承載力需達(dá)到15T，工后沉降小于20cm。傳統(tǒng)工法有混凝土攪拌樁或真空預(yù)壓聯(lián)合堆載。但由于該工程施工期短，投資費(fèi)用少，以上傳統(tǒng)工法造價(jià)高且工期長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足項(xiàng)目實(shí)際需要。如混凝土攪拌樁費(fèi)用為300元/平方米，工期4個(gè)月，真空預(yù)壓聯(lián)合堆載費(fèi)用為260元/平方米，工期接近一年。經(jīng)對(duì)該項(xiàng)目地質(zhì)報(bào)告做詳細(xì)分析后，決定采用增壓式動(dòng)力固結(jié)法。工作時(shí)，施工方案為先平整場(chǎng)地，然后按縱向間距4m，橫向排距4m插設(shè)真空管，真空管分Sm和6m兩種，交叉插設(shè)。橫向真空管中間處插設(shè)增壓管，增壓管插設(shè)深度6m，間距2m，分別將真空管和增壓管與水平鋪設(shè)的真空系統(tǒng)的PVC臥管和增壓系統(tǒng)的PVC臥管密封連接，并將各系統(tǒng)水平PVC臥管與真空泵和增壓泵分別密封連接，啟動(dòng)真空泵和增壓泵開(kāi)始工作。由于在插真空管時(shí)采用了灌沙做防淤堵并通過(guò)真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)的同時(shí)作用，加大了壓差，使很難排水的淤泥質(zhì)土的排水問(wèn)題得到了順利解決。經(jīng)過(guò)循環(huán)每次三到五天的排水和兩遍點(diǎn)夯和一遍滿(mǎn)夯后，經(jīng)檢測(cè)，地基承載力由原來(lái)的6-8T，迅速提高到了 16T，工后沉降經(jīng)計(jì)算小于20cm，全部工期50天，費(fèi)用100元/m2。完全滿(mǎn)足了項(xiàng)目的質(zhì)量、資金和工期需要。具體施工步驟如下平整場(chǎng)地1，；插設(shè)真空管2、增壓管3 ;鋪設(shè)水平臥管；密封連接真空管和真空系統(tǒng)水平臥管；密封連接增壓管至增壓系統(tǒng)水平臥管；密封連接各系統(tǒng)之水平臥管到真空泵和增壓泵；在真空系統(tǒng)水平臥管上安裝真空表；在增壓系統(tǒng)水平臥管 上安裝空壓壓力計(jì)；啟動(dòng)真空泵、增壓泵開(kāi)始排水，排水5天后拔出增壓管開(kāi)始強(qiáng)夯，夯能1500KN，擊數(shù)8-10擊；強(qiáng)夯結(jié)束后重新插入增壓管開(kāi)始排水，排水5天后拔出增壓管，再次強(qiáng)夯，夯能提高到2000KN，擊數(shù)8-10擊；強(qiáng)夯結(jié)束后再次插入增壓管排水，排水5天后拔出全部真空管2、增壓管3以及移走水平臥管，對(duì)場(chǎng)地開(kāi)始滿(mǎn)夯；滿(mǎn)夯結(jié)束后15天對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行檢測(cè)，至施工結(jié)束。在軟土地基中，由于抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)的同時(shí)作用，本發(fā)明實(shí)施例在土體內(nèi)部也人為的制造了一個(gè)上下左右不同的壓差，通過(guò)在土體內(nèi)部制造壓差，促使在土體內(nèi)部形成新的滲透通道，使孔隙水由高壓處向低壓處定向快速流動(dòng)。本發(fā)明采用了在插真空管前，先用高壓水槍在地基中沖擊成空，然后在插管后向孔內(nèi)灌沙保護(hù)真空管，其作用是通過(guò)在真空管四周灌注的黃沙，形成防淤堵層，徹底解決了真空管在軟土中抽水時(shí)的淤堵難題。本項(xiàng)目的增壓式動(dòng)力固結(jié)軟土地基處理方法，主要立足于解決傳統(tǒng)工法工期長(zhǎng)、成本高、處理后地基承載力提高少等技術(shù)缺陷。為能夠解決上述技術(shù)缺陷，增壓式動(dòng)力固結(jié)軟土地基處理方法首次融合了抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)等施工工藝并和強(qiáng)夯法進(jìn)行了結(jié)合，通過(guò)對(duì)軟土地基反復(fù)進(jìn)行抽真空并通過(guò)增壓系統(tǒng)反復(fù)加壓，人為制造一個(gè)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)工法的壓差，并結(jié)合強(qiáng)夯法進(jìn)行數(shù)次不同能量的夯擊，從而達(dá)到將軟土中的水快速排出的目的。由于本工法施工周期短，且施工中抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)所用的真空管可以回收反復(fù)使用，所以施工成本相比傳統(tǒng)工法大大降低。施工中由于增壓系統(tǒng)的作用，改變了傳統(tǒng)工法或僅靠大氣壓和土體間的壓差排水或靠大氣壓結(jié)合抽真空形成的壓差排水，相比上述方法，增壓式動(dòng)力固結(jié)法由于增壓系統(tǒng)的作用，大大加大了壓差，所以該工法處理深度更深，并且由于排水效果更好，施工過(guò)后地基承載力更高。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種軟土地基處理方法，其特征在于，包括以下步驟 (a)平整場(chǎng)地； (b)高壓水沖法成孔后按設(shè)計(jì)間距和插管深度布設(shè)真空管和增壓管，并在真空管插入時(shí)灌沙防淤堵； (c)將真空管和增壓管分別與水平鋪設(shè)的抽真空系統(tǒng)的臥管和增壓系統(tǒng)的臥管分別進(jìn)行連接并密封； Cd)將各系統(tǒng)之水平臥管分別與真空泵和增壓泵密封連接； Ce)啟動(dòng)真空泵和增壓泵開(kāi)始抽真空和增壓，對(duì)軟土地基開(kāi)始強(qiáng)制排水； Cf)排水3-5天后，移除抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)所用之全部材料，對(duì)場(chǎng)地按設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行強(qiáng)夯。
2.如權(quán)利要求I所述的軟土地基處理方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟 (g)強(qiáng)夯結(jié)束后，重新布設(shè)抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)再次排水3-5天，加大夯擊能對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行夯擊； (h)強(qiáng)夯結(jié)束后，重復(fù)以上排水步驟，排水3-5天后，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行一次低能量的滿(mǎn)夯。
3.如權(quán)利要求I所述的軟土地基處理方法，其特征在于，所述方法采用的真空管和增壓管為鍍鋅不銹鋼鋼管。
4.如權(quán)利要求I所述的軟土地基處理方法，其特征在于，所述方法采用的真空管和增壓管上留有孔洞，以便抽水和吹氣加壓用。
5.如權(quán)利要求I所述的軟土地基處理方法，其特征在于，所述方法采用的真空管末端抽水孔處外包有防堵濾網(wǎng)，濾網(wǎng)一般用150克/m2 土工布。
6.如權(quán)利要求I所述的軟土地基處理方法，其特征在于，所述方法采用的真空管和增壓管露出土體部分和水平臥管用軟管和三通連接，連接處用密封膜纏繞密封。水平臥管分抽真空和增壓兩種，均分別和真空泵和增壓泵獨(dú)立連接，連接處密封。
7.如權(quán)利要求I所述的軟土地基處理方法，其特征在于，所述方法采用的抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)水平臥管上分別裝有真空表和壓力表，以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)真空度和空氣壓力數(shù)值，監(jiān)測(cè)管道是否漏氣。
8.如權(quán)利要求I所述的軟土地基處理方法，其特征在于，所述方法采用的真空管長(zhǎng)度為10-12米,直徑為4cm或6cm,增壓管長(zhǎng)度為8_10米,增壓管直徑為4cm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種軟土地基處理方法，其特征在于，包括以下步驟平整場(chǎng)地；高壓水沖法成孔后按設(shè)計(jì)間距和插管深度布設(shè)真空管和增壓管，并在真空管插入時(shí)灌沙防淤堵；將真空管和增壓管分別與水平鋪設(shè)的抽真空系統(tǒng)的臥管和增壓系統(tǒng)的臥管分別進(jìn)行連接并密封；將各系統(tǒng)之水平臥管分別與真空泵和增壓泵密封連接；啟動(dòng)真空泵和增壓泵開(kāi)始抽真空和增壓，對(duì)軟土地基開(kāi)始強(qiáng)制排水;排水3-5天后，移除抽真空系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)所用之全部材料，對(duì)場(chǎng)地按設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行強(qiáng)夯。本方法施工成本低，施工周期短，處理后承載力高。
文檔編號(hào)E02D3/02GK102953369SQ201210330070
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者谷孝建 申請(qǐng)人:谷孝建