CN101016739A

CN101016739A - 真空电渗降水及低能量强夯的深层加固方法

Info

Publication number: CN101016739A
Application number: CN 200710020427
Authority: CN
Inventors: 张志铁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-08-15

Abstract

本发明公开了一种真空电渗降水及低能量强夯的深层加固方法，其施工步骤包括，(1)真空井点降水；(2)真空电渗降水；(3)低能量强夯；(4)振动碾压、平整场地；其特征在于：在进行真空井点降水之前，首先构建场地排水***，方法为，在场地上铺一层中粗砂垫层，厚度不小于40厘米，所述垫层与排水盲沟一起构成水平排水***；自砂垫层向下***塑料排水板，相邻塑料排水板的间距为0.8～1.4米，塑料排水板的长度与加固深度相当，构成竖向排水***；在所述垫层上铺设粘土层并压实。本发明由中粗砂层和塑料排水板构成了完整的排水***，使场地深、浅层软土都得到加固；并可以增加低能量强夯时的能量，大大扩展了低能量强夯的影响深度，使得加固深层软土成为可能。

Description

真空电渗降水及低能量强夯的深层加固方法

技术领域

本发明涉及一种土木工程地基加固方法，具体涉及一种大面积软土地基的综合加固方法，适用于粉土、粉质粘土等地基，尤其是以粘粒等细颗粒为主的流泥、淤泥和淤泥质土地基的加固。

背景技术

在建筑工程中，需要对地基进行加固处理，特别是对于含水量大的软弱土或者软土，需要进行降水及加固处理。

在我国南部及沿海地区，广泛存在着海相、湖相及河相沉积的软弱粘土层，这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差，在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，对于该种地基，尤其是大面积施工，如在该地基上建造码头、机场等时，需要对地基进行处理与加固。常见的加固软土地基的方法包括：复合地基、真空预压法、真空电渗降水法等。但是，采用上述方法，对于以粘粒等细颗粒为主的流泥、淤泥和淤泥质土地基效果不好。

中国发明专利申请CN1884707A公开了一种“真空电渗降水及低能量强夯综合加固软土地基的方法”，其主要包括下列步骤：①真空井点降水；②真空电渗降水；③低能量强夯；④振动碾压、平整场地。这种方法由于结合了真空井点降水与真空电渗降水，能够有效地将软土中大部分孔隙水经真空管排出，使软土的含水量大幅度下降，从而在低能量强夯时，避免产生“橡皮土”现象，保证软土被挤密固结。由于上述方法可以廉价、快捷地进行软土地基处理，并且处理质量可靠，没有二次污染，因而当场地浅层覆盖着一层软弱土或软土时，该方法是地基加固的一种较为优选的工法。然而，上述方法的缺点是，工法的加固深度小，一方面，真空井点降水和真空电渗降水的作用范围通常在深度6米以内，另一方面，在进行低能量强夯时，夯击能不可过大，否则因超孔隙水压力消散速度较慢，易出现“橡皮土”，因而，上述方法主要适用于处理不大于6米的浅层软土，难以处理更大深度的软土。

而在实际施工中，常常会遇到深度达十几米的软土层、淤泥层，如何这类地基进行加固，是本领域急待解决的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种大面积软土地基的综合加固方法，在保留现有工法长处的基础上，适用于深层软土地基的加固。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种真空电渗降水及低能量强夯的深层加固方法，其施工步骤包括，首先构建场地排水***，方法为，在场地上铺一层中粗砂垫层，厚度不小于40厘米，所述垫层与排水盲沟一起构成水平排水***；自砂垫层向下***塑料排水板，相邻塑料排水板的间距为0.8～1.4米，塑料排水板的长度与加固深度相当，构成竖向排水***；在所述垫层上铺设粘土层并压实；然后进行下列操作：(1)真空井点降水；(2)真空电渗降水；(3)低能量强夯；(4)振动碾压、平整场地。

上述技术方案中，所述真空井点降水***即是在场地上竖插许多条平行的十字井点管，井点管和许多条横置的连接管相连，连接管和集水总管相连，集水总管和总管相连，总管和吸水装置相连。所述粘土层用于防止在真空降水时的漏气发生。

上述技术方案中，所述水平排水***中，与排水盲沟连通设置有集水井，所述垫层采用的中粗砂含泥量小于3％。

一般地，所述塑料排水板***时贯穿软土；当软土层很深时，所述塑料排水板的长度由上部结构允许变形确定。

上述技术方案中，所述真空井点降水至排出的水汽平衡系数大于0.75时结束；所述真空电渗降水至场地表面泛白、电渗管附近土体开裂时结束。

优选的技术方案，进行至少3遍低能量强夯，第一遍低能量强夯夯击能800～1200kNm，梅花型布置，每点1～2击，当最后二击贯入量小于100毫米时结束；第二遍低能量强夯夯击能为1200～1800kNm，梅花型布置，每点2～3击；第三遍低能量强夯夯击能为1500～2500kNm，满夯，夯印搭接1/3，每点1～2击。

所述真空电渗降水***的构建包括，在真空井点降水***的井点管的内侧竖插许多平行的电渗管，将电渗管和电渗装置的阳极相连，真空井点管和电渗装置的阴极连接以形成直流回路。

上述技术方案中，所述电渗管的长度比井点管长1～1.5米。

本发明的加固原理是：

a.场地软土经真空井点降水后，地下水位降低，深层软土在降水预压荷载作用下，超孔隙水压力增大，而由于塑料排水板的存在，使场地深层软土的孔隙水经排水板、砂垫层、排水盲沟等排出，使超孔隙水压力迅速消散，深层软土得到初步固结。

b.在真空电渗降水下，浅层4～6米范围的软土在真空负压、电泳(电渗)、烘烤的共同作用下，大部分的孔隙水经井点管排出，浅层软土的含水量迅速降低至低能量强夯相适应的含水量，从而大大降低了因强夯而出现“橡皮土”的概率，同时也可加大夯击能。

c.经真空电渗降水后，场地浅层软土的含水量降至塑限附近，使低能量强夯的夯击能可加大，场地软土在加大后的夯击能作用下将激发起很大的超孔隙水压力，由于塑料排水板的存在，借助于排水板的形成的“水柱”作为传递能量的工具，将强夯夯击能产生的附加应力传至“水柱”底部，从而使塑料排水板所能达到的深度范围内的软土都得到加固，实现了本发明深层加固的目的。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明由中粗砂层和塑料排水板构成了完整的排水***，使场地软土在静、动荷载的共同作用下，大部分孔隙水经由排水***排出，使场地深、浅层软土都得到加固；

2.由于塑料排水板的设置，为低能量强夯时激起的超孔隙水压力提供了一条迅速消散的路径，既缩短了软土的固结时间，又大大降低了场地软土因强夯而出现“橡皮土”的概率，从而可以增加低能量强夯时的能量；

3.由于塑料排水板一直***深层软土中，在低能量强夯时，塑料排水板会构成“水柱”结构，使得夯击能产生的附加应力快速向土体深部传递，从而大大扩展了低能量强夯的影响深度，使得加固深层软土成为可能。

附图说明

附图1本发明实施例一的软土地基横断面示意图。

其中：1、十字井点管；2、真空预压装置；3、电渗管；4、电渗装置；5、垫层；6、塑料排水板；7、填料层；8、粘土层。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1所示，

1.平整场地后，在场地上铺设40厘米左右的中粗砂垫层5，中粗砂含泥量小于3％；

2.在砂垫层上竖插塑料排水板6，塑料排水板的间距取0.8～1.4米，塑料排水板的加固深度按以下原则进行：当场地软土不太厚时，则塑料板宜贯穿软土；当场地软土深厚，则加固深度应由上部结构的允许变形值确定；然后在所述垫层上铺设粘土层8并压实。

3.在砂垫层上布置真空井点降水***，进行真空井点降水：即在砂垫层5上竖插许多排平行的十字井点管1，十字井点管长约6～8米，尽量贯穿软土，十字井点管的滤头位置相应为5～7米，十字井点管间距4米×4米，井点管和许多条横置的连接管相连，连接管采用41毫米×51毫米×40毫米内含螺旋型钢丝的透明尼龙管，连接管和集水总管连接，集水总管采用直径63毫米的PVC管，节间用与之配套的专用接头连接，并用三通将集水总管和总管连接，总管和真空预压装置2连接。必须说明，在地下水丰富地区或外来补给水十分丰富地区，应在被处理的场地***设置一排甚至数排***封管，以形成截水帷幕。真空降水时间一般为5～7天，当平衡***数大于0.75时，真空井点降水结束。

4.安装电渗装置4，在真空十字井点管的内侧竖插许多平行的电渗管3，真空电渗降水开始：即在真空井点管的内侧布置直径25毫米的钢筋作为电渗管，电渗管和真空井点管成等边三角形布置，电渗管比真空井点管长1米～1.5米。电渗管之间用导电性能良好的铝棒并用专用夹件相连，最后和电渗装置的阳极相连；真空井点管之间用直径6毫米的钢筋点焊相连，最后和电渗装置的阴极相连，二条线路形成真流回路，连接后用绝缘胶布包裹以确保绝缘良好。以上电渗降水***通电后即可进行真空电渗降水，真空电渗降水时间一般为15～20天，当场地软土的含水量达到塑限、场地面泛白并在靠近电渗管处的土出现裂缝，真空电渗降水结束。

5.拔除井点管和电渗管，在场地表面铺0.8～1.5米的填料层7，进行第一遍低能量强夯，参数见下表，当最后二击贯入量小于100毫米时，第一遍低能量强夯结束。

6.经2～3轮先铺填料后低能量强夯施工后，场地软土包括深层软土达到超固结。

7.振动碾压、平整场地。

各轮低能量强夯各项参数及指标见下表：

遍数	夯击能	布置形式	间距(米)	每点击数	夯印搭接
遍数	夯击能	布置形式	间距(米)	每点击数	夯印搭接	1	800～1200kNm	梅花形	4.5×4.5	1～2	/
2	1200～1800kNm	梅花形	4.5×4.5	2～3	/	1	800～1200kNm	梅花形	4.5×4.5	1～2	/
2	1200～1800kNm	梅花形	4.5×4.5	2～3	/	3	1500～2500kNm	满夯	夯印搭接	1～2	1/3

Claims

1.一种真空电渗降水及低能量强夯的深层加固方法，其施工步骤包括，(1)真空井点降水；(2)真空电渗降水；(3)低能量强夯；(4)振动碾压、平整场地；其特征在于：在进行真空井点降水之前，首先构建场地排水***，方法为，在场地上铺一层中粗砂垫层，厚度不小于40厘米，所述垫层与排水盲沟一起构成水平排水***；自砂垫层向下***塑料排水板，相邻塑料排水板的间距为0.8～1.4米，塑料排水板的长度与加固深度相当，构成竖向排水***；在所述垫层上铺设粘土层并压实。

2.根据权利要求1所述的深层加固方法，其特征在于：所述水平排水***中，与排水盲沟连通设置有集水井，所述垫层采用的中粗砂含泥量小于3％。

3.根据权利要求1所述的深层加固方法，其特征在于：所述塑料排水板***时贯穿软土。

4.根据权利要求1所述的深层加固方法，其特征在于：所述塑料排水板的长度由上部结构允许变形确定。

5.根据权利要求1所述的深层加固方法，其特征在于：所述真空井点降水至排出的水汽平衡系数大于0.75时结束；所述真空电渗降水至场地表面泛白、电渗管附近土体开裂时结束。

6.根据权利要求1所述的深层加固方法，其特征在于：进行至少3遍低能量强夯，第一遍低能量强夯夯击能800～1200kNm，梅花型布置，每点1～2击，当最后二击贯入量小于100毫米时结束；第二遍低能量强夯夯击能为1200～1800kNm，梅花型布置，每点2～3击；第三遍低能量强夯夯击能为1500～2500kNm，满夯，夯印搭接1/3，每点1～2击。

7.根据权利要求1所述的深层加固方法，其特征在于：所述真空电渗降水***的构建包括，在真空井点降水***的井点管的内侧竖插许多平行的电渗管，将电渗管和电渗装置的阳极相连，真空井点管和电渗装置的阴极连接以形成直流回路。

8.根据权利要求7所述的深层加固方法，其特征在于：所述电渗管的长度比井点管长1～1.5米。