超软地基浅层层叠加固系统加固方法

摘要

本发明涉及一种适用于新吹填淤泥质土的超软地基浅层层叠加固系统加固方法。本发明是在超软地基上设置泥上浮式施工通道，再铺设通道压强板，钢管打入泥地地基中，上层负压预压排水装置与下层真空排水装置配合，负压预压主管上面依次是上土工布、密封膜，负压预压主管下面是下土工布，真空排水主管连接真空排水支管。本发明解决了真空预压技术存在的费时费力、传递出现盲点、真空度沿深度衰减快等缺陷。本发明利用真空预压对土体形成预压荷载的基础上，通过下层真空排水结构装置，配合上层负压预压排水装置，可将真空度直接传递至预定深度加快了地基土的排水固结，使表层淤泥质地基和深处淤泥质地基达到同时加固，缩短工期，降低成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种大面积软弱地基处理装置及工艺，特别涉及一种适用于新吹填淤泥质土的超软地基浅层层叠加固系统加固方法。

背景技术

目前，随着沿海地区的快速发展，利用滩涂和吹填造地的方法是解决工业用地不足的重要举措。然而，由于新吹填一般均为“三高一低”(即高含水量、高压缩性、高灵敏度，低强度)的淤泥质土，场地刚吹填完成后，含水量高，强度低，人员无法进入。对此，通常采取的方法是自然固结1-2年，在表面形成20cm厚左右的“硬壳层”后，再铺设竹排、土工格栅等材料，人员才可进入施工建设。这种方法时间太长，难以适应沿海地区快速发展的需求。施工工程要抢工期时，对此方法来说是致命的。

目前，真空预压技术是处理淤泥质土软弱地基有效的一种地基处理工法。但是对于沿海产业带新吹填淤泥质软弱地基的处理并不适应。原因在于：

(1)吹填土含水率在150％以上，为流动状态，人员和机械根本无法直接在地面上施工，且施工人员陷入后易出现伤亡等安全隐患；

(2)缺乏砂源，而且无法进行上砂作业；

(3)采用PVC圆管作为主管和支管的方法一是非常费时费人力，不便于大面积施工，二是由于不均匀沉降产生以塑料排水板为主心的“土柱”现象导致管接头易脱开；

(4)真空压力传递易出现盲点，真空度沿深度衰减很快，处理时间长。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术缺陷，研制一种超软地基浅层层叠加固系统加固方法。

本发明的技术方案：

超软地基浅层层叠加固系统加固方法，其主要技术步骤在于：

(1)在超软地基上设置泥上浮式施工通道，在泥地地基上铺设橡胶泡沫板作为泥上浮板，在其上面再铺设竹胶板作为通道压强板，在橡胶泡沫板、竹胶板两侧将钢管打入泥地地基中，部分露出泥地地基，钢管与橡胶泡沫板、竹胶板固定连接；

(2)设置上层负压预压排水装置，上层负压预压排水装置位于地基表面，上层真空泵接负压预压主管，负压预压主管上面依次是上土工布、密封膜，负压预压主管下面是下土工布；

(3)设置下层真空排水装置，真空泵接真空排水主管，真空排水主管连接真空排水支管。

本发明的优点和效果在于改变了过去对新吹填土需要在自然凉晒和自重然固结形成一定强度后方可进场开展软基施工的传统做法，减少了地基处理等侯时间。新技术可缩短地基处理时间，为早交地，早建设，早投产奠定了基础，为政府的资金回笼和企业的建厂投产赢得宝贵的时间。

本发明克服了现有真空预压技术存在的不足，利用真空预压对土体形成预压荷载的基础上，通过在吹填泥一定深度设置下层真空排水结构装置，弥补了传统真空预压仅有上层负压预压排水装置，在淤泥质地基上沿深度衰减太快造成深度地基土加固效果不佳的缺点。在设置下层真空排水结构装置后，可将真空度直接传递至预定深度加快了地基土的排水固结，使表层淤泥质地基和深处淤泥质地基达到同时加固，相互促进的作用，从而不仅达到了更好的地基加固效果，而且可显著缩短地基处理的工期。同时，通过本发明在一定程度上降低了软弱地基处理的成本。

本发明的其他优点和效果将在下面继续说明。

附图说明

图1——本发明泥上浮式通道立面示意图。

图2——本发明泥上浮式通道俯视示意图。

图3——本发明层叠加固系统剖面结构示意图。

图4——本发明层叠加固系统立体示意图。

图中，1.橡胶泡沫板，2.竹胶板，3.钢管，4.塑料排水板，5.下土工布，6.负压预压支管，7.负压预压主管，8.上土工布，9.密封膜，10.上层真空水泵，11.密封沟，12.真空排水支管，13.真空排水主管，14.下层真空水泵。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示：

首先，在泥地地基上设置泥上浮式施工通道，实现在新吹填淤泥质土区域新吹填后可马上进场施工，减少了自然固结形成硬壳层的时间；其次，设置上层负压预压排水结构体系；最后，设置下层真空排水结构体系。

构成双层排水结构，构筑多道排水通道分别抽真空的方法，将真空度迅速传递到地基土的不同深度，保证横向、竖向排水系统畅通，达到使地基土表层和深处地基同时快速固结的目的，缩短预压固结时间，从而减少施工周期，降低施工成本。

具体步骤：

超软地基浅层层叠加固系统及加固方法施工顺序：

铺设橡胶泡沫板1-铺设竹胶板2-施打钢管3-打排水板4-铺真空排水支管12-连接打排水板4和真空排水支管12-压真空排水支管12-铺真空排水主管13-连接真空排水主管13和真空排水支管12-压真空排水主管13-铺设下土工布5-铺负压预压支管6-连接负压预压支管6和排水板4-铺设负压预压主管7-连接预压主管7和预压主管6-铺设上土工布8-铺密封膜9-挖密封沟11-压密封膜9-设真空水泵10-设下层真空水泵14-埋设监测设备-抽真空。

泥上浮式施工通道由泥上浮板橡胶泡沫板1、竹胶板2和钢管3构成，橡胶泡沫板1铺设在泥地地基上，在其上铺设竹胶板2，在橡胶泡沫板1、竹胶板2两侧的泥地地基中打入钢管3，钢管3的一部分露出泥地，钢管3分别与橡胶泡沫板1、竹胶板2固定连接。

橡胶塑料板厚度在50～80mm，单块尺寸在1.2m×2.4m；竹胶板厚度在15～18mm，单块尺寸在0.9m×1.8m；钢管外径48mm，壁厚在3～4mm。

泥上浮式施工通道完成后，通过泥上浮式通道在泥地地基上铺设双层排水装置，其中上层为负压预压排水装置，下层为真空排水装置。

负压预压排水装置由上层真空水泵10、负压预压主管7、负压预压支管6、上土工布8、密封膜9、下土工布5构成；真空水泵10连通负压预压主管7，负压预压主管7连通负压预压支管6，负压预压主管7与负压预压支管6成垂直状态设置；负压预压支管6同排水板4缭绕一周连接；在负压预压主管7上面依次是上土工布8、密封膜9；在负压预压主管7下面是下土工布5；在密封膜9的两侧设置密封沟11，防止密封膜9失去密封作用。

密封膜9由聚乙烯和聚氯乙烯制成，厚度在0.12～0.14mm之间，密封膜9的周边要余出被处理的软基地层周边3～5m，然后人工将密封膜9四周埋入密封沟11内3～4m后，用淤泥，粘土回填密封沟并压实。

负压预压主管7、负压预压支管6、真空排水支管12和真空排水主管13为直径为55～63mm的渗水波纹滤管；负压预压主管7与负压预压支管6用三通或四通相连，真空排水主管13与真空排水支管12用三通或四通相连；负压预压支管6与负压预压支管6的间距在0.8～1.0m之间，真空排水支管12与真空排水支管12之间的间距在0.6～0.8m之间。

下层的真空排水支管12布置在需加固区域1.5-2米的深度处，真空排水支管12的长度为场地宽度再加2.0-3.0米。在实际操作过程中，先施打排水板4到设计深度，排水板的长度为设计深度外加2.0-3.0米，保证排水板4随同真空排水支管12下压后尚可露出泥面0.5米以上，排水板4同真空排水支管缭绕连接。其次将真空排水支管12水平压入泥面下2.0-3.0米，其外露部分在场地的泥面上同真空排水主管13连接，再将真空排水主管13均匀压入泥下1.0-1.5米处，这一过程是下层水平的真空排水结构建立的关键，因此在施工时应慢压、均衡压入，防止管路拉脱。，

在施工中，可根据新吹填淤泥的不同的地质条件和不同渗透系数调整塑料排水板4的平面布置间距、插入深度以及真空排水支管12的间距，结合多层真空排水结构的建立和上、下层真空排水结构的交叉层叠或井字形层叠来达到所需的各项技术指标要求。

使用本发明过程：

首先，开启上层真空水泵10；上层真空水泵10将真空度传递到负压预压主管7，然后传递到负压预压支管6；负压预压支管6将真空度通过塑料排水板4传向地基土中，从而将地基土中的水排出；同时，负压预压支管6通过在上土工布8和下土工布5之间的空腔形成相互贯通的水平排水系统抽取地基表面的孔隙水，并在密封膜上形成大气压力，作为预压荷载对地基产生预压作用。

然后，开启下层真空水泵14，将真空度传递给下层系统的真空排水主管13，再通过真空排水支管12，将真空度直接传递给塑料排水板4的下部，深处的地下水可通过下层的真空排水装置被排出。从而上层的负压预压排水装置与下层的真空排水装置协同作用产生连动效应，从而弥补了超软弱地基渗透性差，真空度沿深度衰减过快，仅通过上层的负压预压排水装置难以将真空度传向地基深处。加快了超软弱地基的排水固结速度，提高了地基土的加固深度和效果。