[发明专利]混合吹填软土地基的预加固处理方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种软土地基的预加固处理技术领域，尤其涉及一种混合吹填软土地基的预加固处理方法及其装置。具体地说，本发明涉及江河航道、湖泊等疏浚整治及吹填造地工程的超软地基预加固处理技术，该技术既适于滨海滩涂、洼地等土地的开发，也适于清淤吹填土的综合利用。 

背景技术

吹填土是在整治和疏通江河航道以及吹填造地过程中的泥砂经水力吹填而形成的沉积土，将疏浚出来的泥砂用来填海造陆，已成为沿海城市缓解土地资源紧缺的有效途径。针对吹填砂土、淤泥、粉煤灰等地基，工程中经常采用的加固方法有：二灰桩、深层搅拌桩、真空预压法、堆载预压法、预插塑料排水板结合强夯法等。但是，由于各种工艺都存在一定的局限性，对于多数吹填土场地的加固处理，又出现了预插塑料排水板结合强夯的处理方法、高真空击密法、振冲击密法、电渗法、低位真空预压法、干法振动沉管挤密碎石桩及多点胁迫振冲联合挤密等多种方法。 

吹填土作为一种人工扰动土，在吹填初期通常具有很高的含水率。因此，有学者和工程界人士认为，软基加固不应仅限于吹填土填筑以后，如能在吹填过程中就采取一些有利于固结的措施，则可能获得更好地加固效果和经济效果。吹填土地基预加固是指在吹填施工的同时，利用物理或化学方法(主要是加入无机或有机的外加剂)，使吹填土可以尽快沉积固结，并使固结后的地基具有更高强度的一种吹填土地基处理方法。 

虽然吹填土地基预加固的思想早在20世纪80年代就已经出现；但是，对于吹 填土地基预加固的研究只是近几年才真正开始，且仅处于初级阶段。文海家等人从处理加固的角度证明吹填软土更利于得到有效的加固处理；刘振杰等人对淤泥粉煤灰的室内混合吹填进行了研究，发现淤泥掺粉煤灰后其力学性质指标有了显著的改善，而且获得了更好的工程性质；王华敬等人给出了几种典型吹填土的沉降特性。王清、肖树芳、刘娉慧、刘莹、李振和谢海澜等人对利用水泥和生石灰对吹填土的预加固处理进行了室内实验研究，确定了吹填土的最优水泥与石灰的掺入比。另外，采用水泥和石灰作为添加剂对吹填泥浆进行了加固处理，取得了一定效果；另有学者分别利用粉煤灰和皂化渣作为吹填泥浆的添加剂对吹填泥浆进行加固处理，加固后的吹填土样的工程地质性质、微观结构得到了明显改善。 

尽管这些研究进展突出，但是由于吹填土地域性的限制，且没有提出对吹填设备的改进设想，使得这一研究成果不能及时转化为实际生产力。 

发明内容

本发明的目的就是为了克服超软吹填地基初期承载力极低和固结沉降量过大等缺点和不足，提供一种混合吹填软土地基的预加固处理方法及其装置。 

本发明的目的是这样实现的： 

本发明采用有别于处理天然软土的研究思路，即形成以混合吹填过程设置水平向排水通道，并结合采用真空预压联合电渗法施工，在吹填过程中和吹填初期即主动进行超软土固结早期干预的理念，为后期的地基加固处理创造前期条件。 

一、混合吹填软土地基的预加固处理方法 

本方法包括下列步骤： 

①针对吹填物料进行固化剂比选的室内试验，确定固化剂组合及其与吹填物料之间的配比； 

②拆除障碍物，平整场地，测量标高； 

③按照设计间距和吹填厚度，在场地安装钢筋笼砂袋集水井，集水井双层砂袋内充填中粗砂用于滤水； 

④用水平连通排水砂袋将钢筋笼砂袋集水井两两连接，将水平连通排水砂袋中的钢筋固定于集水井的外层钢筋笼上； 

⑤安装绞吸船吹填设备和固化剂浆液的搅拌吹填设备，按照试验结果确定各自吹填速率； 

⑥进行双管混合吹填，在预设吹填高度安装水平连通排水砂袋，待场地吹填至设计标高，表层铺设真空膜； 

⑦集水井内安装射流泵，真空预压抽排集水井内积水，集水井周围插设圆钢筋作为电渗电极的阳极，并以导线连接； 

⑧安装恒流电源，以圆钢筋作为阳极，钢筋笼作阴极，进行电渗固结，集水井抽排水，完成真空预压联合电渗法处理软基； 

⑨测试场地标高，开展现场原位试验和室内土工试验，达到后期施工使用要求后，拔出钢筋笼重复利用，交付场地。 

二、混合吹填软土地基的预加固处理装置 

本装置包括施工场地、钢筋笼砂袋集水井、水平连通排水砂袋、双管混合吹填物料设备、真空预压联合电渗法处理设备和集水井抽排设备； 

在施工场地上设置有钢筋笼砂袋集水井，在钢筋笼砂袋集水井之间设置有水平连通排水砂袋； 

从左至右，双管混合吹填物料设备、钢筋笼砂袋集水井、真空预压联合电渗法处理设备和集水井抽排设备依次连接。