專利名稱：井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及港口工程、建筑工程、公路工程、鐵路工程等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及海岸圍海造陸區(qū)、人工島、公路及鐵路填方路基的軟土地基處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年來水運(yùn)、公路、鐵路等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)?？涨皵U(kuò)大，如天津港、連云港、南沙港、廈門海滄港等，以及香港機(jī)場、澳門機(jī)場、港珠澳大橋等大規(guī)模人工島建設(shè)的興起。人工島和港區(qū)陸域是在原有水下深厚軟土地基上填筑惰性物料或砂石形成的，公路、鐵路往往也要修建在深厚軟土地基上。這類地基具有含水量高、壓縮性大、強(qiáng)度及承載力低等特點(diǎn)，因此，上部結(jié)構(gòu)施工之前需對下部深厚軟土層進(jìn)行加固處理。對于深厚、高壓縮性的軟土層，傳統(tǒng)加固方法主要有排水固結(jié)法和復(fù)合地基法，排水固結(jié)法包括真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓或真空聯(lián)合堆載預(yù)壓等。真空預(yù)壓和真空聯(lián)合堆載預(yù)壓密封性要求高，水下鋪膜施工難度大；堆載預(yù)壓所需堆載量大，穩(wěn)定性要求高，加載速度慢，工期長；復(fù)合地基造價(jià)聞。因此，提出一種施工效率高、工期短、造價(jià)低、易于保證施工安全和質(zhì)量的深厚軟土地基處理技術(shù)就顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在解決深厚軟土地基加固的難題，提供一種有效地緩解堆載料緊缺、施工效率高、工期短、施工安全易于保證、工程造價(jià)低的深厚軟土地基處理技術(shù)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，包括以下步驟(I)場地整平,水下軟土地基回填至水面以上；(2)在步驟(I)形成的場地表層鋪設(shè)水平排水砂墊層；(3)插設(shè)豎向排水體，自排水砂墊層向下插設(shè)貫穿軟土層至設(shè)計(jì)標(biāo)高；(4)在待加固地基區(qū)域周邊設(shè)置止水帷幕；(5)在步驟(2)形成的水平排水砂墊層上按一定間距布設(shè)井點(diǎn)；(6)開始井點(diǎn)降水，同時(shí)在待加固地基區(qū)域內(nèi)進(jìn)行堆載施工，堆載施工過程中采取措施保護(hù)井點(diǎn)降水設(shè)備，堆載施工完成后，井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓；(7)預(yù)壓完成后，卸載并拆除井點(diǎn)。插設(shè)豎向排水體可以增大地基滲透性能，加快排水速度，軟土在堆載作用下排水固結(jié)；而井點(diǎn)降水使地下水位下降，使得地基附加應(yīng)力增加，促使軟土地基強(qiáng)度進(jìn)一步提高。在堆載和水位下降引起的有效應(yīng)力增量的共同作用下，軟土逐漸發(fā)生固結(jié)沉降，軟土層得以快速加固。井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓軟土地基，可看作是在堆載預(yù)壓基礎(chǔ)上增加了一個(gè)降水預(yù)壓荷載，使土體在較短時(shí)間內(nèi)完成較大的固結(jié)沉降，同時(shí)，地下水位以上的非飽和土體在堆載作用下，可快速形成硬殼層，并減少工后沉降。其中，所述鋪設(shè)水平砂墊層方法包括拋填法、吹填法、陸上推進(jìn)回填法。所述豎向排水體包括塑料排水板、或普通砂井、或袋裝砂井、或砂樁、或碎石樁。所述止水帷幕包括高壓噴射注漿防滲帷幕、灌漿帷幕防滲帷幕、混凝土連續(xù)墻、粘土芯墻等帷幕形式中的一種或幾種。所述堆載，堆載料可采用砂、土、開山石、惰性物料等，施工方法包括拋填法、吹填法、陸上推進(jìn)回填法。所述方法還包括在堆井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓步驟后對井點(diǎn)的維護(hù)，通過水位監(jiān)測確保井點(diǎn)管內(nèi)水位的有效降深，其中水位監(jiān)測方法采用井點(diǎn)管內(nèi)水位監(jiān)測法或埋設(shè)水位管監(jiān)測法所述井點(diǎn)包括輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、深井井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)和管井井點(diǎn)。所述井點(diǎn)拆除指利用吊車、鋼絲繩扣等器械，將井管抜出。進(jìn)行步驟(3)的同時(shí)，進(jìn)行步驟(4)、(5)和(6)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、與堆載預(yù)壓法比較，具有加載速度較快，不需嚴(yán)格控制堆載速度；堆載料需求量小，倒載量小，施工速度快，工期短。2、與真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法比較，本發(fā)明無密封性要求；大大降低施工成本、節(jié)省費(fèi)用(每平方米處理費(fèi)用降低30% 60%)，施工程序及裝備簡單，對設(shè)備要求不高，適于推廣應(yīng)用。本發(fā)明技術(shù)可應(yīng)用于港口工程、建筑工程、公路工程、鐵路工程等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及海岸圍海造陸區(qū)、人工島、公路及鐵路填方路基的軟土地基處理技術(shù)。應(yīng)用本技術(shù)進(jìn)行深厚軟土層加固處理，與常規(guī)堆載預(yù)壓法相比，按降低水位5m為計(jì)，本技術(shù)每平方米可減少堆載料約3m3、工期可縮短50%以上、節(jié)約造價(jià)30%以上。


圖1是井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法加固深厚軟土地基剖面示意圖。圖2是井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法加固軟土地基平面圖。圖3是本發(fā)明的施工步驟流程圖。其中，2-抽排水設(shè)備，10-待加固區(qū)，11-堆載層，12-水面以下補(bǔ)填層，13-軟土層，14-硬土層，21-豎向排水體，22-水平排水砂墊層，23-井點(diǎn)管，31-止水帷幕，41-水位監(jiān)測
管具體實(shí)施方法如圖1 圖3所示，為井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓處理軟土地基方法的施工流程及剖面示意圖，本發(fā)明按照以下步驟實(shí)施(I)對原場地表面進(jìn)行整平，對水面以下軟土層需先進(jìn)行補(bǔ)填再整平，補(bǔ)填料如砂、開山土石、惰性拆建物料。(2)在整平的場地表面鋪設(shè)O. 5 1. Om厚的水平排水砂墊層22。(3)插設(shè)豎向排水體21，如塑料排水板、袋裝砂井、軟式透水管、砂樁或碎石樁等，自排水砂墊層貫穿軟土層至設(shè)計(jì)標(biāo)高。(4)在待加固區(qū)10邊界處設(shè)置止水帷幕31，如高壓噴射注漿防滲帷幕、灌漿防滲帷幕、混凝土連續(xù)墻、粘土芯墻，防止加固區(qū)外的水進(jìn)入，以保證井點(diǎn)降水的有效降深。(5)在待加固區(qū)10內(nèi)按一定間距布設(shè)井點(diǎn)管23。根據(jù)井點(diǎn)管布設(shè)方案進(jìn)行井點(diǎn)測量放位，利用鉆機(jī)成孔后，將加工好的井管吊放入孔內(nèi)，按要求填充濾料，洗井使含水層出水、水清砂凈，完成井點(diǎn)管埋設(shè)。井點(diǎn)間距根據(jù)軟土性質(zhì)(如滲透系數(shù)等)和井點(diǎn)降水影響半徑進(jìn)行控制；井點(diǎn)的深度根據(jù)加固深度及軟土層埋深、厚度控制。在待加固區(qū)10內(nèi)降水管井間布設(shè)水位監(jiān)測管41，采用鉆機(jī)成孔，埋設(shè)水位管。在井點(diǎn)管23內(nèi)安裝抽水系統(tǒng)，包括抽水設(shè)備、排水管道、電纜，抽水與排水系統(tǒng)安裝完畢后進(jìn)行試抽水，通過試抽水可繼續(xù)清洗過濾管，檢查單井涌水量，并以此檢驗(yàn)抽水系統(tǒng)的工作狀態(tài)。(6)對井點(diǎn)進(jìn)行抽水，并排放至加固區(qū)10外，同時(shí)對水位及沉降進(jìn)行觀測。抽水系統(tǒng)維護(hù)和水位動(dòng)態(tài)觀測是保證降水效果的重點(diǎn)工作，主要包括抽水設(shè)備出水是否正常、供電線路是否正常、自動(dòng)水位控制系統(tǒng)是否正常工作、出水的含砂情況和排水管道的暢通情況。當(dāng)水位降深達(dá)到設(shè)計(jì)水位時(shí)，可停止抽水。在降水預(yù)壓的同時(shí)，在水平排水砂墊層表面進(jìn)行堆載，堆載料可采用砂、土、開山石、惰性物料等，可采用拋填法、吹填法、陸上推進(jìn)回填法等施工方法。堆載高度根據(jù)加載要求和穩(wěn)定性計(jì)算確定，以沉降速率不大于20mm/d、水位位移速率不大于5mm/d控制堆載速率。(7)根據(jù)加固設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟土加固效果檢測，當(dāng)加固效果滿足設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行卸載，包括停止抽水和表面堆載料卸除。拆除井點(diǎn)系統(tǒng)，將井管口套緊拔出，過濾管拔出洗凈后可以循環(huán)利用。降水井拆除后所留孔洞用砂礫填充搗實(shí)。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高要求進(jìn)行補(bǔ)填或挖填，平整場地，交付使用。
權(quán)利要求
1.井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于包括如下步驟 (1)場地整平，水下軟土地基回填至水面以上； (2)在步驟(I)形成的場地表層鋪設(shè)水平排水砂墊層； (3)插設(shè)豎向排水體，自排水砂墊層向下插設(shè)貫穿軟土層至設(shè)計(jì)標(biāo)高； (4)在待加固地基區(qū)域周邊設(shè)置止水帷幕； (5)在步驟(2)形成的水平排水砂墊層上按一定間距布設(shè)井點(diǎn)； (6)開始井點(diǎn)降水，同時(shí)在待加固地基區(qū)域內(nèi)進(jìn)行堆載施工，堆載施工過程中采取措施保護(hù)井點(diǎn)降水設(shè)備，堆載施工完成后，井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓； (7)預(yù)壓完成后，卸載并拆除井點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于所述步驟(2)的鋪設(shè)方法選用拋填法或吹填法或陸上推進(jìn)回填法中的一種或若干種的聯(lián)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于對所述步驟(3)的豎向排水體選自塑料排水板、袋裝砂井、軟式透水管、砂樁或碎石樁中的一種或若干種。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于所述步驟(4)的止水帷幕選自高壓噴射注漿防滲帷幕、灌漿防滲帷幕、混凝土連續(xù)墻或粘土芯墻中的一種或若干種。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于所述步驟(5)的井點(diǎn)選用輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、深井井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)或管井井點(diǎn)中的一種或若干種。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于所述步驟(6)的堆載施工所采用的堆載料選用砂、土、開山石或惰性物料中的一種或若干種，堆載施工方法選用拋填法、吹填法或陸上推進(jìn)回填法中的一種或若干種。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于所述方法還包括在實(shí)施井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓步驟后對井點(diǎn)的維護(hù)，通過水位監(jiān)測確保井點(diǎn)管內(nèi)水位的有效降深，其中水位監(jiān)測方法采用井點(diǎn)管內(nèi)水位監(jiān)測法或埋設(shè)水位管監(jiān)測法。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于所述井點(diǎn)拆除指利用吊車將井管拔出。
9.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其特征在于進(jìn)行步驟(3)的同時(shí)進(jìn)行步驟(4)、(5)和(6)的施工操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓加固深厚軟土地基方法，其包括如下步驟(1)場地整平，水下軟土地基回填至水面以上；(2)在步驟(1)形成的場地表層鋪設(shè)水平排水砂墊層；(3)插設(shè)豎向排水體，自排水砂墊層向下插設(shè)貫穿軟土層至設(shè)計(jì)標(biāo)高；(4)在待加固地基區(qū)域周邊設(shè)置止水帷幕；(5)在步驟(2)形成的水平排水砂墊層上按一定間距布設(shè)井點(diǎn)；(6)開始井點(diǎn)降水，同時(shí)在待加固地基區(qū)域內(nèi)進(jìn)行堆載施工，堆載施工過程中采取措施保護(hù)井點(diǎn)降水設(shè)備，堆載施工完成后，井點(diǎn)降水聯(lián)合堆載預(yù)壓；(7)預(yù)壓完成后，卸載并拆除井點(diǎn)。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行深厚軟土層加固處理，可降低成本、縮短工期。
文檔編號(hào)E02D3/10GK103031837SQ20131000838
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者董志良, 彭海華, 陳平山, 羅彥, 劉嘉, 黃建華, 李燕, 姚世宏, 邱青長 申請人:中交四航工程研究院有限公司, 廣州四航巖土技術(shù)工程有限公司, 中交第四航務(wù)工程局有限公司, 廣州港灣工程質(zhì)量檢測有限公司, 廣州四航材料科技有限公司