一种围海造地区域软土地基处理方法

摘要

本发明属于岩土工程中软土地基处理技术领域，具体涉及一种围海造地区域软土地基处理方法，所述的软土地基由软土层以及覆盖于软土层上的后吹填土层构成，所述区域包括深层处理区域和非深层处理区域。其具体方案如下：在深层处理区域内，在吹填土层形成前打设长塑料排水板，预设使长塑料排水板高度高于吹填土层标高；之后完成吹填土层形成；之后在非深层处理区域打设短塑料排水板；最后大面积分块进行真空预压。本发明的优点是，一步处理到位，吹填期间即可利用吹填土作为荷载加速深部软土层的固结沉降，节省工期，降低造价，减少了常规分多步到位重复处理浪费的问题。

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程中软土地基处理技术领域，具体涉及一种围海造地区域软土地基处理方法。

背景技术

目前，人类只拥有一个地球，因而土地资源极其有限。随着世界人口的急增，活动空间的扩大，城市的土地资源也越来越贫乏，农村的土地资源必须考虑养活众多人口的粮油蔬菜耕地及林业需求而必须重点保证，所以，城市建设不能多占农林业用地。国家强调：要保住18.8亿亩土地耕种资源，这是新审批土地资源时所不能突破的警界线。

为此，开发商只能对城镇的旧城区进行改造，对土地资源进行二次开发，但是由于这是高成本的土地开发，因此在土地开发利用中还会遇到许许多多的技术难题有待妥善解决。同时，旧城区改造的开发量也是极其有限的。在沿海及江、河、湖、浜水域岸边进行围海造地，是城市建设土地资源开发的另一条途径。例如荷兰是世界上最早实施围海造地的国家之一，有三分之二的国土资源都是这样形成的，此外荷兰是世界闻名的风车王国，而风车主要是为围海造地时车水用的；日本在20世纪90年代初期就以每年1000万坪（相当于3300万m²）的大规模人工造地速度继续向前推进。这样大规模的人工地基在世界上是没有先例的，而且这一政策仍在继续推行着。

我国土地资源紧张和稀缺是经济社会发展的一个基本现实。如2004年12底，浙江省政府发布了《温台沿海产业带发展规划》，温台沿海产业带建设正式拉开序幕，其中土地开发首当其冲，而围海造地成为土地开发的主要途径，根据浙江省政府的规划，温台沿海产业带有近千平方公里的可围垦用地，其中仅温州市可围垦用地就达448km²。在进行初步地基处理后，将要进行市政工程建设。大规模的市政工程建设，对路堤和管道的变形和稳定提出了较高的要求。

围海造地区域所属地貌单元为大多为滨海区河口相冲海积平原，原有软土厚，工程地质情况差。吹填是在原有地基基础上进行的，道路区地下存在深厚软土，上面又堆载了数米厚的吹填土。对于稳定和沉降控制均不利。吹填区域的吹填土土质差，含水量高；吹填后的地基承载力低；回弹模量均较小；且沉降尚未完全稳定。因此，围海造地区域工程建设过程中必须对软土地基进行有针对性的加固处理，以增加地基的稳定性及减少工后沉降。软基处理方法的选择使用对工程质量、工期和经济效益均有重要的影响。

通过对国内外港口、机场、道路等地基加固工程的广泛调研和比较分析，总的说来，围海造地区域工程的地基加固目前普遍应用的方案，以分两步到位方案最为常见：以先进行大面积浅层吹填土地基处理+后在道路区域进行深层软土地基处理方案为代表，此类方案第一步可以达到基本消除浅层土体沉降，可以满足机械进场施工要求；第二步达到消除深层土体沉降对道路的影响，但是工期长，而且在需深层处理的区域进行了两次处理，浪费了部分人力物力。

综上所述，如何安全、快速、经济的进行围海造地软土地基处理是工程建设的重点和难点。鉴于目前缺乏此类地基处理的相关经验及计算经验公式，难以准确预测土层沉降情况，所以结合围海造地区域条件，提出既合理又经济的适合软基处理方案很有必要。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种围海造地区域软土地基处理方法，该软土地基处理方法通过在深层处理区域内，在吹填土层形成前打设长塑料排水板，吹填期间即可利用吹填土作为荷载加速深部软土层的固结沉降，在吹填完成后，再进行真空预压，以此达到深层处理区域和非深层处理区域一步处理到位的目的，客服了传统分多步处理到位的缺点。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种围海造地区域软土地基处理方法，所述的软土地基由软土层以及覆盖于所述软土层上的后吹填土层构成，所述区域包括深层处理区域和非深层处理区域，其特征在于所述处理方法至少包括如下步骤：在所述深层处理区域内，在吹填土层形成前打设长塑料排水板，预设使所述长塑料排水板高度高于吹填土层标高；之后完成吹填土层形成；之后在非深层处理区域打设短塑料排水板；最后大面积分块进行真空预压。

所述预设使所述长塑料排水板高度高于吹填土层标高是利用排架竹竿绑扎固定实现的。

所述预设使所述长塑料排水板高度高于吹填土层标高是利用钢管架绑扎固定实现的。

在所述真空预压后，进行堆载料堆载预压。

所述堆载料为宕渣、填土和/或水。

所述长或短塑料排水板上部设置有水平砂垫层，在所述水平砂垫层中间隔埋设有滤管。

本发明的优点是，克服现有传统深层处理区域以及非深层处理区域分多步处理到位的缺点，吹填期间即可利用吹填土作为荷载加速深部软土层的固结沉降，可以一步处理到位，减少了传统分多步到位重复处理产生浪费的问题，达到了缩短工期、降低造价的目的，促进了围海造地区域市政工程软基处理与城市环境和自然资源的和谐发展。

附图说明

图1为本发明的施工部分工艺流程框图；

图2为本发明的施工部分工艺流程框图；

图3为本发明在吹填前的结构示意图；

图4为本发明在吹填后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

图1和图2构成本发明的整个施工工艺流程图。

如图1-4，图中标记1-8分别为：长塑料排水板1、堆载料2、砂垫层3、短塑料排水板4、软土层5、吹填土层6、非深层处理区域7、深层处理区域8。

实施例：如图3、4所示，本实施例具体涉及一种围海造地区域软土地基处理方法，其中软土地基由软土层5以及覆盖于软土层5上的后吹填土层6构成，围海造地区域包括深层处理区域8和非深层处理区域7，深层处理区域8即为道路区域，因此需要进行深层软土地基处理。该方法采用长、短塑料排水板1、4结合真空预压联合堆载预压对围海造地区域软土地基一步处理到位，即在深层处理区域8内的吹填土层6形成前打设长塑料排水板1并利用排架竹竿或钢管架绑扎预留超出吹填土层6标高0.5m；待吹填土层6形成之后，在非深层处理区域7打设短塑料排水板4；最后大面积分区域进行真空预压，同时结合工程需要在深层处理区域8的真空膜上继续利用宕渣、填土、水等堆载料2进行堆载。

如图1—4所示，以下为围海造地区域软土地基处理方法的具体施工流程：

①首先测量放线；清除软土层5表层耕植土、排放鱼塘水、清除浮淤；同时按设计要求整平场地。

②在深层处理区域8的软土层5内竖向打设长塑料排水板1，其长度为15～20m，同时在软土层5内插设竹竿排架或钢管架，所述的竹竿排架或钢管架与长塑料排水板1牢固绑扎用以固定长塑料排水板1，使长塑料排水板1的高度预留超出吹填后的吹填土层6设计标高0.5m。

③在软土层5上进行吹填作业，使吹填土层6的标高达到设计标高值，吹填期间即可利用吹填土作为荷载加速深部软土层5的固结沉降；并在吹填土层6上铺设20cm厚的砂垫层3。

④待吹填土层6形成之后，在深层处理区域8拔除所述竹竿排架或钢管架；同时在非深层处理区域7打设短塑料排水板4，短塑料排水板4的长度为3～8m；其后再铺设第二层20cm厚的砂垫层3，挖密封沟。

⑤其后开挖真空管路沟槽，在其内铺设水平的主、支滤管，安装抽真空设备并埋设真空度测头。

⑥在砂垫层3上铺设第一层土工布，随后再在所述的土工布上铺设二层密封膜；出所述密封膜连接抽真空设备，回填所述密封沟；试抽真空，检查密封系统性能；之后铺设第二层土工布；设置沉降观测标、侧向位移桩并测量预压前的标高。

⑦在全部区域通过所述抽真空设备进行真空预压，维持真空度80Kpa；在深层处理区域8，铺设第三层40cm厚的砂垫层3，并在其上进行堆载料2的堆载预压，堆载料2加载速率不宜过快，否则会导致地基失稳；通过所述沉降观测标的观测，推算土体固结度达到90%之后即可停止加载。

⑧继续观测边桩位移以及地面沉降；当软土地基达到预定固结度之后，施工结束。

本实施例中对于所采用的原料装置要求具体如下：

（1）竹竿排架：应选用坚硬挺拔的10寸或12寸竹竿，水平向搭接长度不小于0.5m，并用耐老化、耐水浸、耐腐蚀的坚韧尼龙绳绑扎。

（2）水平砂垫层3：所用砂应为级配良好、质地坚硬的中粗砂，含泥量小于1%。

（3）真空预压：抽真空设备采用射流真空泵，每块预压区（1500~2000m²）至少设置两台真空泵。

真空管路连接点应严格密封，并应设置止回阀和截门，以免膜下真空度在停泵后很快降低。

滤管水平向分布，采用梳齿状或羽毛状等形式。滤管设置在排水砂垫层3中，其上应有100~200mm砂覆盖层。滤管采用塑料管，管外围绕铅丝，外包尼龙纱或土工织物等滤水材料。

密封膜为采用抗老化性能好、韧性好、抗穿透能力强的不透气材料特制的大面积塑料薄膜。密封膜热合时须用两条热合缝的平搭接，搭接长度应大于20mm。密封膜宜铺设三层，覆盖膜周边可采用挖沟折铺、平铺并用粘土压边、密封沟内覆水以及膜上全面覆水等方法进行密封。膜下真空度应保持在80kPa以上。

（4）堆载料2：堆载料2可以是宕渣、填土或水。

所用宕渣为爆破后的碎石，粒径较大，是土石混合物，粒径大于40mm的石块含量大于70%，但石块的最大粒径不大于100mm；

所用填土为由碎石土、砂土、粉土和粘性土等一种或几种材料组成的填土，其中不含杂质或含杂质很少。

所用水为不具腐蚀性的水；开始抽真空之后，可将抽上来的水导流至密封膜上作为堆载料2进行堆载预压。

以下根据具体工程介绍上述实施例方法与现有技术工程的效果差异。

某围海造地区域工程，场地第四系覆盖层厚度深达80-100m，其中上部20m为淤泥类软土，主要为河口相和海相沉积的淤泥与淤泥质土。现场试验和室内土工试验表明，大部分地区软粘土土层分布自上而下依次为：淤泥层，厚度10-20m；淤泥质土层，厚度5-10m；其下多为黏土、粉质黏土、碎石和圆砺等较硬土层。

该项目第一期某标段采用现有技术的处理方法，于2009年3月开始吹填，2009年6月开始陆续分区采用真空预压法进行浅层软基处理。2010年11月2标段完成全部软基处理。2011年3月道路施工单位进场，进行道路区域深层软基处理，采用堆载预压法。

原方案对于道路区域进行了二次处理，即先大面积浅层软基处理，之后道路区域进行深层处理。不仅工期较长，而且二次处理费用较高。

上述围海造地区域工程第二期及第三期地基处理采用了本实施例的方案。如图3、4所示，施工中，吹填前，在深层处理区域即道路区域内插设长度为20m的长塑料排水板1，并利用竹竿排架或钢管架绑扎固定，使长塑料排水板1预留高度超出吹填后的吹填土层6标高0.5m；吹填完成后，在非深层处理区域内插设长度为6m的短塑料排水板4；最后在深层处理区域8采用真空联合堆载预压法处理；在非深层处理区域7采用真空预压法处理。吹填前施工3个月，吹填施工3个月，吹填完成后仅用了10个月就全部区域处理达到设计要求，采用本实施例方案由于采用了一步处理与上述一期工程相比不仅可以节约工期8个月以上，更是节省了重复处理道路区域的费用约150元/m²。

本发明的围海造地区域市政工程软土地基处理方法具有明显的技术特点：可以一步处理到位，吹填期间即可利用吹填土作为荷载加速深部软土层的固结沉降，节省工期，降低造价，减少了常规分多步到位重复处理浪费的问题。相对于传统围海造地区域市政工程软土地基处理方法，一步到位处理方案节省费用达近40%，且节省了工期30%以上，经济社会效益十分显著，本发明的工期和费用明显节省。总体而言，本发明提出的围海造地区域市政工程软基处理新理念，具有创新性，并达到了缩短工期、降低造价的目的，填补了国内围海造地区域市政工程软土地基处理领域的一些空白，促进了围海造地区域市政工程软基处理与城市环境和自然资源的和谐发展。