[发明专利]一种快速处理厚层软土地基的方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程的地基处理领域，具体地涉及一种厚层软土的地基处理方法。

背景技术

1、厚层软土地基处理有广阔的应用前景

随着我国建设事业的飞速发展和土地资源的日益紧缺，选址于沿海、沿江、沿湖的淤泥类软土地基的建设项目越来越多，围海造地项目也在迅速增加。利用沿海、河、江边的高含水量厚层软土吹填造陆建造面积大于100万m²的工程场地也各处可见。这类工程场地的软土地基均存在含水量高、压缩性高、渗透性能差、短期内也不能为建设所使用的特性。因此，快速处理厚层软土地基的方法符合当前经济建设的需要，有着广阔的应用前景。

2、传统软土地基处理方法的不足

目前可用软土地基处理技术比较多，如石灰桩、碎石桩、砂桩、强夯法、高压喷射注浆法、深层搅拌法、真空预压法、堆载预压法和动力排水固结法等都得到了广泛的研究和应用。这些技术与方法要么需要大型设备，施工难度比较大，要么对材料要求比较高，要么对场地地质有较高要求。现有的动力排水固结法如高真空击密法在局部深度超过8m的淤泥层中无法实施。传统的厚层软土处理方法有真空预压法、堆载预压法、真空联合堆载预压法，三种方法均为采用静力排水固结法，需要等待淤泥面固化或先铺设土工格栅、土工布，再填0.8m以上砂垫层，待淤泥表层具有一定强度后，人工和机械设备才能在其上进行后道工序施工，导致所需的工期较长，场地强度不高。尤其是，在使用真空预压法、堆载预压法和真空联合堆载预压法处理软土地基的中后期，堆载料已形成一定强度的硬壳薄层，其应力扩散作用导致上部预压荷载无法有效传递到下部软土层，沉降速率减小。因此，如何快速处理深度超过8m的厚层软土地基成为试验区施工过程中的难题。软土地基处理中使用的传统加固材料为高分子材料土工格栅，其刚度和整体性均无法达到施工要求，在呈流塑状的淤泥中更是无法进行回填等工序的操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速处理厚层软土地基的方法，以解决现有技术存在的上述问题。本发明中的软土地基处理方法通过使用竹栅、利用竹栅比重较小和具有一定强度的特点，无需等待淤泥面固化后再使用人工和机械设备在其上进行后道工序施工，并同时施加预压荷载和动力荷载作用，使处理土层在预压过程中短时间内不能形成硬壳薄层，从而保证预压荷载及动力荷载能有效传递到下部软土层，最终形成成片的超固结硬壳层，同时硬壳层与竹栅的紧密结合提高了其底板的刚度和硬壳层的应力扩散效应，使处理软土地基在短时间内满足施工沉降要求与承载力要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种快速处理厚层软土地基的方法，包括步骤A-D：

A：在厚层软土表层铺设竹栅、土工布；而后在其上建立水平排水通道，在厚层软土中建立竖向排水通道，所述竖向排水通道的上端与水平排水通道相连接；

B：按一定间距埋设集水井，集水井底部进入水平排水通道，集水井底部放置潜水泵；水平排水通道中按5～12m的间距埋设1根水平软式透水滤管(管径￠50mm)，将其通过高压真空总管连接至围堰岸边的真空泵，形成立体的排水系统；

C：埋设相应的观测仪器；

D：吹填或回填土至设计交工标高，并继续回填相当于计算沉降量厚度的填土，进行2～3级超载-降水预压和动力加载，在土层上逐步加载动力冲击，使土体的密实度逐步提高，并与竹栅形成一个整体性良好的超固结硬壳层，整个过程中使用立体排水系统排水。

在步骤A中，可以先在厚层软土表层铺设竹栅，而后铺设土工布；也可以先在厚层软土表层铺设土工布，而后铺设竹栅。在处理含水量为40％以下的软土地基时，可以直接在其上铺设竹栅；在处理含水量在40％～80％的软土地基时，需先铺设土工布，而后再铺设竹编土工格栅；而在处理含水量在80％以上的软土地基时，需要先铺设下方设置浮力块的竹编土工格栅，而后再铺设土工布。

本方法还可适用于吹填管口与管尾含水量等土质条件差异较大的厚层软土。

在水平排水通道中按5～12m的间距排列埋设管径￠50mm的水平软式透水滤管，可加快水平排水通道排水，将其通过高压真空总管连接至围堰岸边的真空泵，与集水井、潜水泵、水平软式透水滤管一起形成立体排水系统，作为软土地基快速固结处理过程中的排水节点进行全过程的排水。集水井可采用水泥管制成，也可采用PVC管或钢筋笼等其它材质制成。

观测仪器可以是孔隙水压力计、沉降观测标、深层沉降观测仪、测斜仪等测试仪器中的一种或多种。