分层自重、预压排水固结联合强夯软土地基加固方法

摘要

分层自重、预压排水固结联合强夯软土地基加固方法，包括：填筑隔水围堰，在围堰中设置集水井，在排干水的原地面上吹填或人工回填0.5m至0.8m厚的砂层，在砂层内埋设水平排水管，进行第一次填土吹填，在集水井内设置排水泵连续排水，当吹填厚度达第一层设计标高后停止吹填，当吹填土表层在蒸发和自重排水作用下形成30m至40m厚硬壳层后，按上述步骤进行第二层和第三层吹填，直至设计要求的吹填高度，最后在其上回填山皮土或杂填土、砂类土，平整后进行强夯。要发明具有速度快、投资省、工后沉降小和表层承载力高等技术经济指标，在低地面标高和以吹填淤泥一类软土的围海造陆工程中具有明显的技术优势。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程的地基处理领域，具体地说是指一种结合多种地基加固方法的软土地基加固方法。

背景技术

随着我国港口开发规划和围海造地规划的实施以及东部沿海经济建设的持续发展，新近围海吹填造陆规模将日益扩大。为了快速开发这些新造陆地，吹填的饱和软土地基的快速加固处理已为国内工程界所瞩目。

目前常规的饱和软土，尤其是新近吹填的极高含水量的淤泥类土的加固处理方法，如真空预压法，堆载预压法，真空-堆载联合预压法，乃至如专利技术“高真空击密法”等，均存在工期长，造价高等不足。对于含水量在100％以上的饱和淤泥而言，上述方法均无法在吹填造陆后立即实施，需待表层自重固结到某一程度，或在其上铺设土工格栅、土工布并回填足够厚的砂垫层后方可实施。

然而投资建设要求新造陆地可供尽快使用而又尽量降低前期投资，适应于处理新造陆地的快速和投资省的软土地基处理工法将是工程建设的企求。

发明内容

本发明提供一种分层自重、预压排水固结联合强夯软土地基加固方法，其主要目的在于克服现有软土地基加固所采用的真空预压法、堆载预压法、真空-堆载联合预压法工期长、造价高的缺点。

本发明采用如下技术方案：分层自重、预压排水固结联合强夯软土地基加固方法，包括以下步骤：1)在原地面边界填筑隔水围堰，在围堰中设置集水井，集水井与围堰同步分层建造，集水井内侧根据各层吹填土的设计标高分层预设与水平排水管连接的缺口及吹填淤泥水排出堰口；2)在排干水的原地面上吹填或人工回填0.5m至0.8m厚的砂层，在砂层内埋设水平排水管，使砂层、排水管与集水井内侧预留的缺口连通；3)进行第一次填土吹填，在集水井内设置排水泵连续排水，当吹填厚度达第一层设计标高后停止吹填，吹填管口靠近集水井，排水堰口应位于回水区尾端；4)当吹填土表层在蒸发和自重排水作用下形成30m至40m厚硬壳层后，则在其上按步骤2)、3)进行第二层和第三层吹填，直至设计要求的吹填高度；5)当最后一层吹填土表层形成厚硬壳层后，在其上回填山皮土或杂填土、砂类土，其厚度不小于1.5m，平整后进行强夯。

前述软土地基加固方法，所述围堰外坡坡度为1∶1，采用袋装不透水粘土填料建造，内坡坡度为1∶0.7，采用透水砂填料建造，围堰顶面宽度为1.0m至1.5m，每一层围堰高度比对应的吹填土层标高高1.0m，并预留吹填淤泥水排出堰口。

前述软土地基加固方法，其围堰上每隔80m至100m设置一个集水井，集水井呈钢筋笼状，插入原地面以下0.5m至1.0m，外周用透水土工布包缠，长度高出围堰顶面0.1m，井外径为40cm。

前述软土地基加固方法，所述水平排水管为直径为76mm的PVC波纹滤管。

前述软土地基加固方法，在步骤2)中，对下卧原始地层插打塑料排水板，并将排水板头缠绕于砂层内的水平排水管上，然后在砂层上铺一层土工布。

前述软土地基加固方法，其特征在于：所述强夯包括一遍搭接点夯和一遍满夯，之后再经平整场地后碾压二至三遍。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：一，在吹填造陆过程中对软土进行自重排水固结和堆载预压排水固结，即吹填软土的排水固结是在造陆过程中完成的；二，上层吹填软土作为下层吹填软土和下卧原软土层的堆载预压料，可省去下层堆载预压材料；三，设于围堰内的集水井在造陆过程中一直排水，使吹填软土的自重排水固结和堆载排水固结自始至终进行，场地的工后沉降会很小；四，不用添加任何材料，集水井排出的水为经渗滤的清水，工程环保而无污染；五，与既有软基处理方法相比，具有速度快、投资省、工后沉降小和表层承载力高等技术经济指标，在低地面标高和以吹填淤泥一类软土的围海造陆工程中具有明显的技术优势，在从广东到福建、浙江沿海的广大地区具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明加固方法所形成的地基的层状结构示意图。

具体实施方式

本发明是一项在围海造陆过程中实施的依靠吹填土自重、预压联合分层排水固结与强夯相结合的软土地基加固新方法，新吹填的流态状淤泥是通过人为创造自重排水条件和分层低位预压排水而固结的，地基土强度则靠排水固结与强夯击密而实现。这是一种与造陆同步实施的快速而经济的软土处理方法。适用于大面积低地面标高吹填的极高含水量软土的地基处理。下面详细说明其具体实施方式。

该软土地基加固方法包括以下步骤：

1、按批准的边界线在造陆边界用袋装填料(土或沙)填筑隔水围堰，围堰外坡坡度为1∶1，采用不透水粘土填料建造；内坡坡度为1∶0.7，采用透水砂填料建造。围堰在每次吹填土前分次建造，最顶面宽度应为1.0m至1.5m，每次围堰高度应比吹填土标高高1.0m，并应分层预留吹填淤泥水排出堰口。

2、围堰每隔80m至100m设置一个集水井，集水井呈钢筋笼状，插入原地面以下0.5m至1.0m，外侧用透水土工布包缠，长度高出围堰顶面0.1m，集水井的外径为40cm。集水井与围堰同步建造，内侧预留可安设与分层水平排水管相连通的缺口，待水平排水管与集水井连通后再用透水性良好的砂袋充填。

3、疏干围堰内积水，若为围海造陆，可先利用最低潮位排放围堰内积水，然后用大功率水泵排水。

4、在排干水的原地面上吹填或人工回填0.5m至0.8m厚砂层，在砂层内埋设直径为76mm的PVC波纹滤管作为水平排水管，并在使砂层、排水管与集水井连通后将集水井外围堰内侧缺口用透水砂袋回填至首次吹填标高以上0.5m。如下卧原始地层为大厚度淤泥类土，设计要求对其进行固结处理时，对该下卧原始地层插打塑料排水板，并将排水板头缠绕于砂层内的水平排水管上，然后在砂层上铺一层土工布。

5、进行第一层吹填土吹填，为有利于吹填土的自重排水固结，吹填管口应尽量靠近集水井位置，排水堰口应设于回水区尾端。当吹填厚度达第一层设计标高后停止吹填。

6、从吹填开始在集水井内安放潜水泵，泵排量可由大到小选择，并昼夜排水，同时观测出水量和围堰内泥面沉降情况。为防止集水井淤塞应及时用反冲法冲洗井管壁。

7、当吹填土表层在蒸发和自重排水作用下形成30至40m厚硬壳层后，则在其上按步骤4、5进行第二层、第三层吹填，直至设计要求的吹填高度，并且各吹填土层的上下均铺设有土工布。

8、当最上一层吹填软土经自重排水固结达到了固结度要求时，在该层上回填山皮土或杂填土、砂类土，其厚度应不小于1.5m。平整后进行强夯，强夯参数按设计的地基土强度要求而定，一般进行一遍搭接点夯和一遍满夯，再经平整场地后碾压2至3遍和约10天养护期可交工验收。

9、在整个吹填预压和强夯过程中，集水井始终连续排水，不能中断。在地面建筑物施工过程中如井中还有水仍可抽排，直到地面建筑物结构封顶时可将集水井回填封死。

图1显示了上述方法加固后形成的地基的层状结构，各标号对应的技术特征分别为：1原始地层，2围堰，3集水井，4潜水泵，5、7、9为排水砂层，6、8、10为吹填土层，50、70、90为水平排水管，51、71、72、91、92为土工布层，11为回填山皮土层。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。