基于真空降水联合强夯的路基处理方法与流程

本发明涉及道路工程技术领域，尤其是基于真空降水联合强夯的路基处理方法。

背景技术：

杂填土是人们的生活和生产活动所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类：即建筑垃圾土、生活垃圾土和工业生产垃圾土。不同类型的垃圾土、不同时间堆放的垃圾土难以用统一的强度指标、压缩指标、渗透性指标加以描述。杂填土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均、规律性差。因而同一场地表现为压缩性和强度的明显差异，极易造成不均匀沉降。饱和黏性土的颗粒排列比较松散，颗粒间的孔隙大；一般具有高含水量、大孔隙、低强度、高压缩性、低渗透性等特点，现有的杂填土通常掺杂有饱和黏性土。城市的杂填土堆放问题严重，侵占用地，污染环境，因此研究解决超厚杂填土的路基处理方法十分必要。

工程常用的杂填土路基处理方法是采取强夯的方式，即利用一定高度、一定质量的夯锤掉落时产生的夯击能使土体变形，密实，提高土体的强度和压缩模量。强夯法工艺简单，施工造价便宜。但强夯法不适用于处理富含饱和黏性土的杂填土路基。杂填土中含有较多饱和黏性土，根据太沙基一维固结理论，强夯产生的夯击力大部分作用于土颗粒间的孔隙水，推动孔隙水压力上升，而作用于土颗粒骨架上的力并不多，因此使土体密实的效果有限。其处理过后的路基难以满足道路长久运行需求。

现有的一些含饱和黏性土的杂填土路基处理方法采用抽排水与强夯的联合处理，该种处理方式一定程度提高了夯击的密实性，但是该种处理方法一般只能适用于5～7m的基坑。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于真空降水联合强夯的路基处理方法，以适用于处理富含饱和黏性土的杂填土路段的路基，满足道路长久运行需求。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了基于真空降水联合强夯的路基处理方法，包括以下步骤：

s1.施工准备，将道路范围内场地清理平整，设置降水钻孔区及强夯区，降水钻孔区环绕在强夯区周围，根据道路运行需求计算路基处理深度。

s2.钻孔埋管，在降水钻孔区钻孔，设置真空降水井，真空降水井的深度大于路基处理深度，真空降水井上方密封；在降水钻孔区范围内，真空降水井附近设置排水沟，安装抽水设备进行抽水，抽水管将真空降水井内水抽入排水沟内，控制地下水位处于路基处理深度以下。

s3.强夯填充，将增强体均匀夯实并填充在强夯区的土层内，填充高度为路基处理深度，增强体和处理后土层共同形成强夯加固层，所述的增强体为硬质岩石碎块、混凝土碎块或者建筑垃圾碎块中的一种或几种。

s4.铺设结构层，在强夯加固层上方铺设若干结构层形成路基。

进一步地，步骤s3强夯填充的具体步骤如下：

(1)在强夯区进行放线布点，夯击若干次，形成若干坑洞。

(2)将增强体填充于坑洞中将坑洞填平，并测量场地高程，待孔隙水压力消散后，进行夯击。

(3)重复步骤(2)若干次，完成各个布点的夯击。

(4)采用满夯处理强夯区场地，夯锤相互搭接，形成强夯加固层。

另一种实施方式中，步骤s3强夯填充的具体步骤如下：

在强夯区进行放线布点，在每个布点处上方倒入部分增强体，夯击增强体，使增强体下沉将土层挤压至两侧；增强体下沉至场地平整后，继续在布点处上方倒入增强体，重复进行夯锤夯击，直至增强体夯击至路基处理深度；采用满夯处理场地，夯锤相互搭接，形成强夯加固层。

优选地，所述的真空降水井侧壁设置过滤材料，真空降水井底部设置沉淀区。

其中，所述的真空降水井的井径为0.5～0.8m，沉淀区的深度设置为0.5～1m。

优选地，排水沟内壁铺设密封膜。

进一步地，所述的结构层包括由下至上依次分布的砂砾垫层、无坊土工布层及填土压实层。

优选地，所述的强夯区的放线布点呈三角形分布或梅花桩状分布。

所述的增强体的颗粒粒径小于300mm，含泥量小于5％。

采用柱锤冲扩桩法形成增强体，柱锤冲扩桩的桩径≤2m，桩间距≥5m。

由于采用了上述结构，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过真空降水以降低路基中的孔隙水压力，更好的实现强夯时的夯击效果，增加夯击直接作用于土颗粒的百分比，提高加固效果，控制工后沉降。强夯时在将增强体夯实并填充在强夯区的土层内，共同形成强夯加固层，提高土体的密实效果，由于孔隙水减少，增强体与土颗粒骨架直接受到强夯的夯击力，加固效果好，增加处理后的土体的压缩模量，减少路基工后沉降，且有效提高了路基承载力。本发明将真空降水联合增强体进行强夯处理，可适用于深基坑(深度大于7m)的富含饱和黏性土的杂填土路基处理。

2、本发明设置降水钻孔区及强夯区，降水钻孔区环绕在强夯区周围，通过在降水钻孔区进行真空降水处理，可实现的降水处理，防止由于降水不均匀造成的局部孔隙压力过大。

3、本发明在真空降水井附近设置排水沟，排水沟环绕降水钻孔区，同时作为减震沟，减震效果好。排水沟内壁铺设密封膜可防止抽出的水从排水沟渗透进土层内。

4、本发明在真空降水井侧壁设置过滤材料，真空降水井底部设置沉淀区，使得在抽真空时，从杂填土质中杂带的杂质经过滤材料过滤并最终进入沉淀区，避免杂质进入抽水管造成抽水管的堵塞。

5、强夯区的放线布点呈三角形分布或梅花桩状分布，使得增强体在杂填土层中的位置设置更加符合力学稳定性。增强体采用建筑垃圾碎块，经济又环保。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的的俯视示意图。

图3是真空降水井及排水沟的示意图。

图4是强夯区的放线布点呈梅花桩状分布的示意图。

主要符号说明：

1：降水钻孔区，2：强夯区，3：真空降水井，4：排水沟，5：过滤材料，6：沉淀区，7：密封膜，8：抽水管，9：增强体，10：密封盖板，11：坑洞，12：砂砾垫层，13：无坊土工布层，14：填土压实层，a：浸润线。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

如图1、图2所示，本发明公开了基于真空降水联合强夯的路基处理方法，包括以下步骤：

s1.施工准备。

将道路范围内场地清理平整，设置降水钻孔区1及强夯区2，降水钻孔区1环绕在强夯区2周围，根据道路运行需求计算路基处理深度。

s2.钻孔埋管。

如图3所示，设置真空降水井3，真空降水井3的井径t设置为0.5～0.8m，井深根据路基处理深度确定，真空降水井3的深度大于路基处理深度，根据总流量，单个真空降水井3的流量来确定井间距。现场放样确定真空降水井3的位置，机械钻孔成型为真空降水井3的井体，如图3所示，真空降水井3侧壁设置过滤材料5，真空降水井3底部设置沉淀区6。沉淀区6的深度h设置为0.5～1m。真空降水井3上方密封，设置密封盖板10。在降水钻孔区1范围内，真空降水井3附近设置排水沟4，排水沟4内壁铺设密封膜7。排水沟4同时也作为减震沟。安装抽水设备进行抽水，抽水管8为pvc材料的u型排水管，抽水管8将真空降水井3内的水抽入排水沟4内，控制地下水位(浸润线a)处于路基处理深度以下。

s3.强夯填充。

将增强体9均匀夯实并填充在强夯区2的土层内，填充高度为路基处理深度，增强体9和处理后土层共同形成强夯加固层。增强体9为硬质岩石、混凝土碎块或者建筑垃圾碎块中的一种或几种，一般，可以选用建筑垃圾碎块与硬质岩石两种碎块，碎块颗粒粒径小于300mm，含泥量小于5％。

强夯填充的具体步骤如下：

(1)在强夯区2进行放线布点，采用柱锤冲扩桩夯击若干次，形成若干坑洞11。柱锤冲扩桩处理深度与真空降水深度相同。

强夯区2的放线布点位置呈三角形分布或梅花桩状分布，图2中为三角形分布，如图4中为梅花桩状分布。采用柱锤冲扩桩进行增强体9夯实，柱锤冲扩桩的桩径≤2m，桩间距≥5m。

(2)将增强体9填充于坑洞11中将坑洞11填平，并测量场地高程，待孔隙水压力消散后，进行夯击：夯击能宜设置为5000kn*m，进行深层挤密加固，将起重机就位、夯锤置于夯点位置；测量夯前锤顶高程并将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，夯击不少于8次，保证夯击过程中隆起量＜20cm，完成一个夯点的夯击。

(3)重复步骤(2)若干次。

(4)采用满夯处理强夯区场地，满夯单击夯击能宜为1800kn·m，夯锤相互搭接，锤印相互搭接1/3锤直径，每点两击，进行浅层加固，形成强夯加固层。

s4.铺设结构层。

在强夯加固层上方铺设若干结构层形成路基。结构层包括由下至上依次分布的砂砾垫层12、无坊土工布层13、及填土压实层14，填土压实层14上方再铺设路面结构层形成路面。无坊土工布层13为土工格栅均布摊铺形成，土工格栅可分散车载压力，土工格栅覆盖于砂砾垫层12之上，砂砾的粗糙度使得土工布不易发生移动。通过填土压实形成填土压实层14，整体形成较密实的路基构造。

本发明通过真空降水井进行抽水形成真空负压，使强夯区及降水钻孔区的孔隙水被抽至排水沟内，排水沟与附近的水渠连通，使孔隙水沿排水沟流走。强夯区的孔隙水减少后，再进行增强体填充的强夯，使得夯击能直接作用于土骨架上，增加了土颗粒的压密效果。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，步骤s3强夯填充的具体步骤与实施例一不同。本实施例中强夯填充的过程如下：

(1)在强夯区2进行放线布点，在每个布点处上方倒入部分增强体9。

(2)采用夯锤夯击增强体9，使增强体9下沉将土层挤压至两侧。

(3)增强体9下沉至场地平整后，继续在布点处上方倒入增强体9。

(4)重复步骤(2)、(3)进行夯锤夯击，直至增强体夯击至路基处理深度。

(5)采用满夯处理场地，夯锤相互搭接，形成强夯加固层。

本实施例中通过夯击成孔与实施例一中钻孔成孔的适用情况不同，一般若杂填土路基的处理深度较深时，采用实施例一钻孔成孔的方式进行处理，速度更快，效果更佳。若杂填土路基的处理深度不深时，采用本实施例直接夯击成孔的方式进行处理，效率更高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。