吹填软弱区地基处理方法与流程

[0001]
本发明涉及地基处理技术领域。更具体地说，本发明涉及一种吹填软弱区地基处理方法。


背景技术：

[0002]
随着经济的快速发展，大量工程需要在沿海、沿江吹填土的软土地区开展，但是这些地区的地基一般难以满足土木工程建设的需求，因此，对地基进行处理使其承载力达到要求是非常重要的工序。地基处理的方法很多，其中，真空预压法广泛应用于港口码头、围海造陆等软土地区的地基加固工程中，是处理吹填土最有效的方法之一。
[0003]
目前，采用真空预压法处理吹填软弱区地基，存在真空度损失严重，土体内部排水固结效果不佳的问题；同时，吹填土体产生的较大沉降还会带来竖向排水板变形甚至弯折的问题，进一步影响地基加固的效果。而且，对于深度较大的吹填软弱区地基，采用当前的地基处理方法会存在地基表硬内软，深层土体加固不够，整个地基承载力分布极不均匀的问题，进而影响土木工程的质量和施工安全。


技术实现要素：

[0004]
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]
本发明还有一个目的是提供一种吹填软弱区地基处理方法，采用逐层加固的方式处理地基，具有加固效果好，地基承载力高且承载力分布均匀的有益效果，能够有效保障土木工程的质量和施工安全。
[0006]
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种吹填软弱区地基处理方法，包括以下步骤：
[0007]
步骤1、在待吹填区域的周围设置围堰，然后向围堰的内部吹填软土至第一设定高度，形成第一吹填土层；
[0008]
步骤2、在第一吹填土层的顶面上铺设一层第一无纺土工布，并在第一无纺土工布上按照设计位置间隔插入多个竖向排水板，任一竖向排水板的下端接触第一吹填土层的底部，在第一无纺土工布的上表面水平铺设第一排水管网，且任一竖向排水板的上端与第一排水管网连通，再在第一排水管网的上表面铺设两层密封膜将第一吹填土层的顶面密封，最后将第一排水管网与抽真空系统连通，启动抽真空系统至完成真空预压后即关闭，移除第一排水管网；
[0009]
步骤3、在第一吹填土层的顶面上按照设计位置间隔插入多个第一钢管，任一第一钢管的上端与第一无纺土工布的顶面齐平，下端竖直向下依次穿过第一无纺土工布、第一吹填土层并进入持力层；
[0010]
步骤4、对于任一第一钢管，采用注浆管将第一土工袋置于第一钢管内，第一土工袋的底部位于第一钢管的下端，上端边缘突出于第一钢管的上端，向第一土工袋内填充碎石并边振捣，直至填充到第一吹填土层的顶面，然后竖直向上拔出第一钢管，待第一钢管完
成拔出后，再将第一土工袋的上端边缘向下外翻并用粘土压实于第一无纺土工布的上表面上；
[0011]
步骤5：在第一无纺土工布的上表面上设置水平板，水平板的外周与围堰密封连接，水平板上间隔设置多个第一通孔，一个第一土工袋对应设置一个第一通孔，通过注浆管向所有的第一土工袋中注浆，形成多个第一碎石桩；
[0012]
步骤6、在水平板的上方按照设计位置间隔且竖直设置多个第二钢管，任一第二钢管的下端与水平板的上表面连接，侧壁上间隔设有多个第二通孔，第二钢管的内壁上设有第二土工袋，任一第二土工袋两端敞口，下端与第二钢管的下端齐平，上端边缘向下外翻并与第二钢管的外壁紧贴，在水平板的上表面吹填软土至与第二钢管的上端齐平，形成第二吹填土层；
[0013]
步骤7、对于任一第二钢管，向第二土工袋内填充碎石至第二吹填土层的顶面；在第二吹填土层的顶面上铺设一层第二无纺土工布，并在第二无纺土工布的上表面水平铺设第二排水管网，且任一第二钢管的上端穿过第二无纺土工布并与第二排水管网连通，再在第二排水管网上铺设两层密封膜将第二吹填土层的顶面密封，最后将第二排水管网与抽真空系统连通，启动抽真空系统至完成真空预压后即关闭，移除第二排水管网，抽出任一第二钢管内的第二土工袋；
[0014]
步骤8、一个第二钢管的上端对应同轴套设一个第三钢管，任一第三钢管的侧壁上间隔设有多个第三通孔，且内壁上设有第三土工袋，任一第三土工袋两端敞口，下端与第三钢管的下端齐平，上端边缘向下外翻并与第三钢管的外壁紧贴，在第二吹填土层的顶面上吹填软土至与第三钢管的上端齐平，形成第三吹填土层；
[0015]
步骤9、重复步骤7～8，直至形成第n吹填土层，且其顶面到达第二设定高度；
[0016]
步骤10、对于任一第n钢管，向第n土工袋内填充碎石至第n吹填土层的顶面；在第n吹填土层的顶面上铺设一层第n无纺土工布，并在第n无纺土工布的上表面水平铺设第n排水管网，且任一第n钢管的上端穿过第n无纺土工布并与第n排水管网连通，再在第n排水管网上铺设两层密封膜将第n吹填土层的顶面密封，最后将第n排水管网与抽真空系统连通，启动抽真空系统至完成真空预压后即关闭，移除第n排水管网，抽出任一第n钢管内的第n土工袋；
[0017]
步骤11、采用高压注浆的方式从任一第n钢管的上端向第二钢管到第n钢管的内部注浆，形成第二碎石桩。
[0018]
优选的是，第一设定高度为3～5m，第二设定高度不超过3*n m，其中，2≤n≤6，且n为整数。
[0019]
优选的是，多个第一碎石桩呈矩形阵列排布，相邻两个第一碎石桩的间距相等。
[0020]
优选的是，任一矩形阵列的单元格的中心位置对应设置一个第二钢管。
[0021]
优选的是，任一第二钢管的轴线与相邻的第一碎石桩的轴线的间距与第二钢管的外径相等，且第二钢管的外径是第一碎石桩的外径的2倍。
[0022]
优选的是，步骤8中一个第二钢管通过一个连接套和与其对应的第三钢管连通，任一连接套的上端面、下端面上均开设有环形的凹槽，第二钢管的上端插入与其对应的连接套的下端面的凹槽内，第三钢管的下端插入与其对应的连接套的上端面的凹槽内。
[0023]
本发明至少包括以下有益效果：
[0024]
一、本发明中第一吹填土层采用真空预压法预加固和设置多个第一碎石桩的方式进行加固，形成坚固的承载层，有效提高了第一吹填土层的承载力；第一吹填土层上的地基采用逐层吹填软土并真空预压的方式达到加固的目的，任一吹填土层的装有碎石的钢管起到排水板的作用，且任一吹填土层完成真空预压加固后，高压注浆形成第二碎石桩进一步提高地基在竖直方向的承载力；采用逐层加固的方式处理吹填软弱区地基，具有加固效果好，承载力高且承载力分布均匀的有益效果，能够有效保障土木工程的质量和施工安全；
[0025]
二、本发明中第一吹填土层以上的任一吹填土层中的钢管尺寸相同，真空预压用的第二排水管网可重复利用，减少了材料投入；而且由于第一吹填土层以上的任一吹填土层中的钢管内土工袋已被移除，且钢管上间隔设有多个通孔，高压注浆形成第二碎石桩时一部分浆液进入周边的土体形成浆土结合体，能够进一步提高地基的承载力。
[0026]
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0027]
图1为本发明的其中一个技术方案的第一吹填土层的结构示意图；
[0028]
图2为本发明的其中一个技术方案的待吹填区域地基处理后的结构示意图；
[0029]
图3本发明的其中一个技术方案的第二碎石桩的结构示意图；
[0030]
图4为发明的其中一个技术方案的多个第一碎石桩和多个第二碎石桩布局的示意图。
[0031]
附图标记说明：围堰1，第一吹填土层2，持力层3，第一碎石桩4，水平板5，第二吹填土层6，第三吹填土层7，第四吹填土层8，第五吹填土层9，第二碎石桩10，连接套11，浆土结合体12。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0033]
需要说明的是，在本发明的描述中，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0034]
如图1～4所示，本发明提供一种提供了一种吹填软弱区地基处理方法，包括以下步骤：
[0035]
步骤1、在待吹填区域的周围设置围堰1，然后向围堰1的内部吹填软土至第一设定高度，形成第一吹填土层2；
[0036]
步骤2、在第一吹填土层2的顶面上铺设一层第一无纺土工布，并在第一无纺土工布上按照设计位置间隔插入多个竖向排水板，任一竖向排水板的下端接触第一吹填土层2的底部，在第一无纺土工布的上表面水平铺设第一排水管网，且任一竖向排水板的上端与第一排水管网连通，再在第一排水管网的上表面铺设两层密封膜将第一吹填土层2的顶面密封，最后将第一排水管网与抽真空系统连通，启动抽真空系统至完成真空预压后即关闭，移除第一排水管网；
[0037]
步骤3、在第一吹填土层2的顶面上按照设计位置间隔插入多个第一钢管，任一第一钢管的上端与第一无纺土工布的顶面齐平，下端竖直向下依次穿过第一无纺土工布、第一吹填土层2并进入持力层3，即任一第一钢管的下端到达待吹填区域的底部以下0.5～1m处；
[0038]
步骤4、对于任一第一钢管，采用注浆管将第一土工袋置于第一钢管内，第一土工袋的底部位于第一钢管的下端，上端边缘突出于第一钢管的上端，向第一土工袋内填充碎石并边振捣，直至填充到第一吹填土层2的顶面，然后竖直向上拔出第一钢管，待第一钢管完成拔出后，再将第一土工袋的上端边缘向下外翻并用粘土压实于第一无纺土工布的上表面上；
[0039]
步骤5：在第一无纺土工布的上表面上设置水平板5，水平板5的外周与围堰1密封连接，水平板5上间隔设置多个第一通孔，一个第一土工袋对应设置一个第一通孔，通过注浆管向所有的第一土工袋中注浆，形成多个第一碎石桩4；
[0040]
步骤6、在水平板5的上方按照设计位置间隔且竖直设置多个第二钢管，任一第二钢管的下端与水平板5的上表面连接，侧壁上间隔设有多个第二通孔，第二钢管的内壁上设有第二土工袋，任一第二土工袋两端敞口，下端与第二钢管的下端齐平，上端边缘向下外翻并与第二钢管的外壁紧贴，在水平板5的上表面吹填软土至与第二钢管的上端齐平，形成第二吹填土层6；
[0041]
步骤7、对于任一第二钢管，向第二土工袋内填充碎石至第二吹填土层6的顶面；在第二吹填土层6的顶面上铺设一层第二无纺土工布，并在第二无纺土工布的上表面水平铺设第二排水管网，且任一第二钢管的上端穿过第二无纺土工布并与第二排水管网连通，再在第二排水管网上铺设两层密封膜将第二吹填土层6的顶面密封，最后将第二排水管网与抽真空系统连通，启动抽真空系统至完成真空预压后即关闭，移除第二排水管网，抽出任一第二钢管内的第二土工袋；
[0042]
步骤8、一个第二钢管的上端对应同轴套设一个第三钢管，任一第三钢管的侧壁上间隔设有多个第三通孔，且内壁上设有第三土工袋，任一第三土工袋两端敞口，下端与第三钢管的下端齐平，上端边缘向下外翻并与第三钢管的外壁紧贴，在第二吹填土层6的顶面上吹填软土至与第三钢管的上端齐平，形成第三吹填土层7；
[0043]
步骤9、重复步骤7～8，直至形成第五吹填土层，且其顶面到达第二设定高度；
[0044]
步骤10、对于任一第五钢管，向第五土工袋内填充碎石至第五吹填土层的顶面；在第五吹填土层的顶面上铺设一层第五无纺土工布，并在第五无纺土工布的上表面水平铺设第五排水管网，且任一第五钢管的上端穿过第五无纺土工布并与第五排水管网连通，再在第五排水管网上铺设两层密封膜将第五吹填土层的顶面密封，最后将第五排水管网与抽真空系统连通，启动抽真空系统至完成真空预压后即关闭，移除第五排水管网，抽出任一第五钢管内的第五土工袋；
[0045]
步骤11、采用高压注浆的方式从任一第五钢管的上端向第二钢管到第五钢管的内部注浆，形成第二碎石桩10。
[0046]
在上述技术方案中，首先，在待吹填区域的围堰1中吹填软土形成第一吹填土层2，然后采用真空预压法预加固第一吹填土层2，使其达到一定承载力，再在第一吹填土层2间隔设置多个第一钢管并完成多个第一碎石桩4的施工，进一步提高第一吹填土层2在竖直方
向的承载力，从而形成坚固的支撑层，且在第一碎石桩4注浆之前在第一吹填土层2的顶面上设置了水平板5，一部分浆液会进入水平板5与第一吹填土层2之间并与土体凝结，提高第一吹填土层2的顶面的水平方向的承载力；之后依次进行第二吹填土层6至第五吹填土层9的处理，对于第二吹填土层6的处理，先在水平板5上间隔竖直设置多个第二钢管，然后在水平板5的上表面吹填软土形成第二吹填土层6，再在第二钢管内填充碎石，并在第二吹填土层6的顶面铺设与任一第二钢管连通的第二排水管网，任一第二钢管的侧壁上均设有两端敞口的第二土工袋，且任一土工袋的内部填充碎石，任一第二钢管可起到排水板的作用，进而采用真空预压法预加固第二吹填土层6；对于第三吹填土层7的处理，一个第三钢管对应同轴套设在一个第二钢管上，其它操作和第二吹填土层6的处理相同，任一第三钢管和与其对应的第二钢管连接在一起，采用真空预压法预加固第三吹填土层7的同时，第三吹填土层7对第二吹填土层6产生了压力进而也起到了一定的加固作用；第四吹填土层8、第五吹填土层9的处理均与第三吹填土层7的处理相同，位于同一位置的第二钢管、第三钢管、第四钢管、第五钢管上下连接形成一个下端位于水平板5的上表面，上端到达设计高度的拼接钢管；最后，通过高压注浆的从任一第五钢管的上端向拼接钢管的内部注浆，从而形成多个第二碎石桩10。
[0047]
第一吹填土层2采用真空预压法预加固和设置多个碎石桩的方式进行加固，形成坚固的承载层，有效提高了第一吹填土层2的承载力；第一吹填土层2上的地基采用逐层吹填软土并真空预压的方式达到加固的目的，任一吹填土层的装有碎石的钢管都起到排水板的作用，且任一吹填土层完成真空预压加固后，高压注浆形成多个第二碎石桩10进一步提高地基在竖直方向的承载力；采用逐层加固的方式处理吹填软弱区地基，具有加固效果好，承载力高且承载力分布均匀的有益效果，能够有效保障土木工程的质量和施工安全。另外，第一吹填土层2以上的任一吹填土层中的钢管尺寸相同，真空预压用的第二排水管网可重复利用，减少了材料投入；而且由于第一吹填土层2以上的任一吹填土层的钢管内土工袋已被移除，且钢管上间隔设有多个通孔，高压注浆形成第二碎石桩10时一部分浆液进入周边的土体形成浆土结合体12，能够进一步提高地基的承载力。
[0048]
在另一种技术方案中，第一设定高度为3～5m，第二设定高度不超过3*n m，其中，2≤n≤6，且n为整数，能够有效保证吹填软弱固地基处理的加固效果，且整个地基的承载力的分布更为均匀。
[0049]
在另一种技术方案中，多个第一碎石桩4呈矩形阵列排布，相邻两个第一碎石桩4的间距相等，多个第一碎石桩4最为合适的分布，第一吹填土层2的承载力高且均匀，有利于保障吹填软弱区地基处理的加固效果。
[0050]
在另一种技术方案中，任一矩形阵列的单元格的中心位置对应设置一个第二钢管，第二碎石桩10最为合适的位置，进一步提高吹填软弱区地基的承载力。
[0051]
在另一种技术方案中，任一第二钢管的轴线与相邻的第一碎石桩4的轴线的间距与第二钢管的外径相等，且第二钢管的外径是第一碎石桩4的外径的2倍，有利于提高整个吹填软弱区地基承载力分布的均匀性。
[0052]
在另一种技术方案中，步骤8中一个第二钢管通过一个连接套11和与其对应的第三钢管连通，任一连接套11的上端面、下端面上均开设有环形的凹槽，第二钢管的上端插入与其对应的连接套11的下端面的凹槽内，第三钢管的下端插入与其对应的连接套11的上端
面的凹槽内，能够保证第三钢管的轴线和与其对应的第二钢管的轴线位于同一直线上，便于后续的施工，有利于保障吹填软弱区地基处理的加固效果。
[0053]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。