分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法

摘要

本发明公开了一种分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法，对工程渣土进行真空预压加固处理，在工程渣土表层采用加固剂进行浅层加固施工。上述方法能够通过在表层土体的整体式固化料固化形成整块的表面固化层，后期进行真空预压处理时能够对土体进行整体式板状下压，提升密封性和下方真空预压区域承受的压力，有利于将固化料固化区的水分向下通过抽排系统排出，且提升真空预压抽排效果。由于土体在承压后压力自上而下向土体深处逐渐递减，本发明的加固方法能够在表层形成整块且大承载力的加固层，整块的加固层能够将压力向更大面积分散，降低可能下沉的幅度，配合下方的真空预压抽排区域能够获得多重复合式的承载力。

说明书

技术领域

本发明属于工程渣土资源化再利用的方法，具体涉及一种分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法。

背景技术

在软土地区进行城市地下空间开发过程中，必然会产生大量的工程渣土，这些渣土具有含水率高、孔隙率大等特点，加之开挖过程中机械扰动影响，导致其结构强度基本遭到破坏，一般均被当作废弃物抛弃在野外，由于体量巨大，需要占用大量的土地资源，不仅造成资源浪费，同时也对当地环境产生了污染。另一方面，吹填造地方式因对环保不利而被禁止，许多城市之前所储备的土地资源不断减少，导致城市建设面临“无地可用”、造地工程又面临“无土可用”的困境。工程渣土本身来源于地基土，因此，将工程渣土与城市造地相结合，是同时解决目前大体量工程渣土“无处排放”和造地工程“无土可用”的理想途径，这就需要提高工程渣土的工程性质，一般工程渣土的加固方式有真空预压法、化学固化法等，但常规真空预压排水固结法提高土体承载力有限，用地单位需要对地表土进行二次加固，造成工期延长与成本增加；若直接采用化学加固法，则处理成本过高，另外，深层土体加固施工效率低，技术复杂、质量不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法，该方法能够通过表层整体式固化和下层真空预压固化形成复合式高承载力的土体。

为此，本发明提供的分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法，包括以下步骤：对工程渣土进行真空预压加固处理，在工程渣土表层采用加固剂进行浅层加固施工。

优选的，具体施工步骤包括：

（1）平整工程渣土地基场地，然后按每500～1000m

（2）根据工程渣土及地基各项指标，并结合设计要求，确定深浅层加固区的施工参数；

（3）使用搅拌设备将工程渣土和加固剂搅拌均匀，搅拌1次以上；

（4）用挖掘机平整搅拌后的渣土并碾压密实；

（5）竖向插打排水板，排水板水平间距为700～1000mm，深度要超过工程渣土总体的厚度；

（6）铺设编织布、水平排水管、土工布和密封膜，搭设形成真空预压系统；

（7）开启真空泵，并实时监测真空度、沉降量和孔隙水压力值；

（8）满足稳定要求之后解除真空系统，并按设计要求进行各项检测。

优选的，具体施工步骤包括：

（1）平整工程渣土，竖向插打排水板，排水板间距为700～1000mm，深度超过工程渣土的厚度；

（2）铺设编织布、水平排水管、土工布和密封膜，搭设形成真空预压系统；

（3）开启真空泵，并实时监测真空度、沉降量、超孔隙水压力值；

（4）满足稳定要求之后解除真空系统；

（5）按500～1000mm

（6）根据工程渣土及地基各项指标，并结合设计要求，确定深浅层加固区的施工参数；

（7）使用搅拌设备将工程渣土和加固剂搅拌均匀，一般搅拌1次以上；

（8）用挖掘机将搅拌后渣土平整并碾压密实；

（9）在养护后按设计要求进行原位检测。

优选的，所述浅层加固区采用多层加固，包括强加固层和弱加固层，先施工弱加固层，后施工强加固层，强加固层比弱加固层加入更多的加固剂，建筑垃圾掺入浅层加固区。

优选的，所述加固剂包括主剂和辅剂，主剂包括生石灰和/或水泥，辅剂包括粉煤灰和/或活灰MgO和/或偏高岭土和/或磷酸镁和/或硅酸钠。

优选的，所述搅拌设备为挖掘机作动力源配带双轮搅拌头、筛分斗。

优选的，所述的工程渣土包括淤泥、泥浆、素填土、建筑垃圾、泥炭土。

本发明的技术效果：

⑴ 对回填工程渣土的地基采用分层加固处理，使加固后的地基形成超固结表层硬壳层与固结下卧层相结合的竖向复合地基，可大幅度提升承载力。

(2) 利用废弃的工程渣土进行回填造地，实现废物再利用并保护环境，缓解城市用地紧张局面，同时可以将建筑垃圾与工程渣土处理结合，既提高承载力、降低压缩量，又可对建筑废料进行无害化综合利用处理。

(3) 浅层加固工艺代替传统深层搅拌工艺，大大提高施工效率，降低施工难度，同时又提升土体承载力。

(4) 分层加固工艺可降低加固剂用量，同时提高各层搅拌土的均匀性。

(5) 浅层加固可快速提高土体强度，形成高强度的硬壳层，深层加固可提高浅层土体承载力并降低总体沉降量。

(6) 分层加固工艺可一次性大规模处理工程渣土的软土地基，同时降低处理成本。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法的正作法剖面示意图。

图2为图1的正作法工艺流程图。

图3为本发明实施例2提供的分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法的反作法剖面示意图。

图4为图3中的反作法工艺流程图。

图5为搅拌设备的筛分斗的结构剖视示意图，其中筛分斗进行正转。

图6为搅拌设备的筛分斗的结构剖视示意图，其中筛分斗进行反转。

图7为搅拌设备的筛分斗的结构示意图，其中带有筛分辊轴的结构平面示意图。

图8为筛分辊轴的结构平面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图3、4所示，本发明实施例1提供的分层加固工程渣土和软土地基的环保造地方法，包括以下步骤：对工程渣土进行真空预压加固处理，在工程渣土表层采用加固剂进行浅层加固施工。

具体施工步骤包括：

（1）平整工程渣土地基场地，然后按每500～1000m

（2）根据工程渣土及地基各项指标，并结合设计要求，确定深浅层加固区的施工参数；

（3）使用搅拌设备将工程渣土和加固剂搅拌均匀，搅拌设备为挖掘机作动力源配带双轮搅拌头、筛分斗，搅拌2～3次以上次；

（4）用挖掘机平整搅拌后的渣土并碾压密实；

（5）竖向插打排水板7，排水板水平间距为700～1000mm，深度要超过工程渣土总体的厚度；

（6）铺设编织布、水平排水管、土工布和密封膜9，搭设形成真空预压系统；

（7）开启真空泵，并实时监测真空度、沉降量和孔隙水压力值；

（8）满足稳定要求之后解除真空系统，并按设计要求进行各项检测。

参照图1、图3所示，所述浅层加固区8采用多层加固，包括强加固层81和弱加固层82，先施工弱加固层82，后施工强加固层81，强加固层81比弱加固层82加入更多的加固剂，建筑垃圾掺入浅层加固区8，该操作有利于消化建筑垃圾，并通过建筑垃圾（建筑垃圾为浙江省规范中规定的拆除垃圾，拆除垃圾主要由地上建筑物主体拆除后形成）的掺入作为骨料，有利于提升承载力。

上述加固剂包括主剂和辅剂，主剂包括生石灰和/或水泥，辅剂包括粉煤灰和/或活灰MgO和/或偏高岭土和/或磷酸镁和/或硅酸钠。所述的工程渣土包括淤泥、泥浆、素填土、建筑垃圾、泥炭土。

上述搅拌设备为履带行进式挖掘搅拌器，搅拌前首先围绕作业区域周围固化可供履带行进式挖掘搅拌器行进的加固路面，履带行进式挖掘搅拌器围绕作业区绕圈逐渐搅拌固化行进作业到作业区中心，翻土搅拌作业共进行三次。

为了更加有针对性的进行地基加固，上述在进行铺料和搅拌前，对作业区根据各区域用途、土质和含水率进行分区划线，对划线形成的不同区域铺上不同配比和/或用量和/或种类的固化料，由此可以在尽量节约成本的前提下对承载力要求高的区域进行加固。

参照图1、图2所示，本发明实施例2的具体施工步骤包括：

（1）平整工程渣土，竖向插打排水板7，排水板7间距为700～1000mm，深度超过工程渣土的厚度；

（2）铺设编织布、水平排水管、土工布和密封膜9，搭设形成真空预压系统；

（3）开启真空泵，并实时监测真空度、沉降量、超孔隙水压力值；

（4）满足稳定要求之后解除真空系统；

（5）按500～1000mm

（6）根据工程渣土及地基各项指标，并结合设计要求，确定深浅层加固区的施工参数；

（7）使用搅拌设备将工程渣土和加固剂搅拌均匀，一般搅拌2～3次；

（8）用挖掘机将搅拌后渣土平整并碾压密实；

（9）在养护期28天后按设计要求进行原位检测。

上述实施例2中，浅层加固区8中加入粉碎后建筑物拆除垃圾与其他材料一同搅拌，拆除垃圾的粒径为5-50毫米、用量占总量的5-15%。建筑物拆除垃圾起到骨料作用，可降低沉降，本专利中所谓建筑垃圾指主体建筑墙体、柱体等拆除产生。

参照图5-8所示，上述实施例2中的搅拌设备包括履带运输载具和筛分斗，履带运输载具包括履带车体和机械臂，所述筛分斗1铰接于机械臂末端，筛分斗1包括上开口2和下开口3，筛分斗1内临近下开口的位置横向安装有多组筛分辊轴4，筛分辊轴4上带有多组筛分刀板5，筛分辊轴4两端安装于所述筛分斗1的两侧壁上，相邻筛分辊轴4之间仅留有间隙,各组筛分斗通过相互啮合的齿轮传动机构6进行传动,齿轮传动机构由设置于运输载具上的电机驱动，齿轮传动机构中的每个齿轮均与所述筛分辊轴4同轴设置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。