CN101021068A

CN101021068A - 低位预压排水强夯法软土地基处理工法

Info

Publication number: CN101021068A
Application number: CN 200710020237
Authority: CN
Inventors: 包国建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2007-08-22

Abstract

本发明公开了一种低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：首先在地基表面构筑水平排水网络；其次是在软土层中布置竖向排水体，并使其插到软土层底部；然后，在外围布设集水井，并使之与预压区边缘的汇水沟连通；再回填碎石土，并进行分层碾压。其有益效果为：软土处理深度大，工期短，表层回弹模量与强度高，工后沉降小，造价高，表层密实度高和强度大。

Description

低位预压排水强夯法软土地基处理工法

技术领域：

本发明涉及为建筑工程的地基处理技术，是一种土地基处理的新方法，具体地说，是一种低位预压排水强夯法”软土地基处理工法。

背景技术：

现有的地基处理方法对软土地基的处理效果不好，这也直接影响了建筑物的建造质量。如：现有的动力排水固结法，软土处理深度小；集水井在预压范围外而不便于管理和维护；集水井在强夯与地面建筑物期不可继续使用；工后沉降大。高真空击密法，回填土(或砂)要用插管降水；回填料受粒径限制；工后沉降大；排水费用高；因填土粒径受限而硬壳层强度不高。低位真空分层预压击密法，需插管排水；回填土(或砂)受粒径限制；预压排水要采用真空泵排水而动力费用大；造价高；因填土粒径受限，填土强度低。堆载预压相比，工期长；表层回弹模量与强度低；工后沉降大。真空预压相比，要用射流泵排水，造价高；表层密实度低和强度小；工后沉降大。

发明内容：

本发明的目的是提供一种软土处理深度大，工期短，表层回弹模量与强度高，工后沉降小，造价高，表层密实度高和强度大的低位预压排水强夯法”软土地基处理工法。

本发明的技术解决方案是：一种低位预压排水强夯法”软土地基处理工法，其特征是：首先在地基表面构筑水平排水网络；其次是在软土层中布置竖向排水体，并使其插到软土层底部；然后，在外围布设集水井，并使之与预压区边缘的汇水沟连通；再回填碎石土，并进行分层碾压。

本发明中所述的水平排水网络的构筑过程为：首先在地基表面开挖纵横沟，沟中铺中砂，并埋入相互连通的带孔滤管，带孔滤管的各管口伸入到预压边缘的汇水沟中；然后在整个场地铺设中粗砂垫层。纵横沟是在经平整后的场地上开挖的，纵横沟的间距为18～24米，深18～24厘米，宽18～24厘米。带孔滤管的直径为30～35毫米。整个场地上铺设的中粗砂垫层的厚度为400毫米；含泥量小于5％；砂垫层宽度在预压边界外扩2～3米。在软土层中所布置竖向排水体，是在地基中插打塑料排水板，其上端留30～40厘米缠于水平带孔滤管上。在外围布设的集水井，直径为1米，深度为1～1.5米；井底设0.3～0.4米厚的沙砾反滤层，预压开始后，在集水井中安装离心泵排出集水。回填碎石土的厚度为2～2.5米，最大粒径不大于3毫米，并按单层1米进行分层碾压。集水井在强夯过程中和地面建筑物施工过程中继续保留，直至地面建筑物施工结束才回填。

本发明的有益效果为：软土处理深度大，工期短，表层回弹模量与强度高，工后沉降小，造价高，表层密实度高和强度大。本发明是一项将低位预压排水与强夯相结合的软土地基处理新工法，其预压排水不同于真空预压和堆载预压，其强夯降水不同于真空井点降水强夯和高真空击密法及低位真空预压分层击密法的排水强夯，适用于大面积分期回填土的软土地基工程。

与现有相关技术相比的效果：

1)与动力排水固结法相比，具有：

a.软土处理深度大；

b.集水井在预压范围外而便于管理和维护；

c.集水井在强夯与地面建筑物期可继续使用；

d.施工沉降大，工后沉降小。

2)与高真空击密法相比，具有：

a.回填土(或砂)不用插管降水；

b.回填料因不插管排水不受粒径限制；

c.可降低深层(8m以下)软土中的含水量而控制工后沉降为最少；

d.排水费用很低；因填土粒径不限而硬壳层强度更高。

3)与低位真空分层预压击密法相比，具有：

a.无需插管排水而进行强夯；

b.回填土(或砂)因不插管排水而不受粒径限制；

c.预压排水不采用真空泵排水而可大为节省动力费用；

d.造价低；

e.因填土粒径不限，可使强夯后的填土强度更高。

4)与堆载预压相比，具有：

a.工期短；

b.表层回弹模量与强度高；

c.工后沉降小。

5)与真空预压相比，具有：

a.不用射流泵排水，造价低(＞2/3)；

b.表层密实度高和强度大；

工后沉降更小。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

附图说明：

附图为本发明的一种低位预压排水强夯法”软土地基处理工法的标准模式图。

具体实施方式：

附图描述了本发明的一个实施例。图中：1为分层回填料；2为水平排水管；3为竖向排水体(塑料排水板)；4为强夯；5为土工布；6为中粗砂垫层；7为集水井；8为软土层；9为硬土层。

采用低位预压排水强夯法是用来解决：

低位预压从下伏软土排到砂垫层中的地下水；防止因砂垫层中的水未及时排出而在毛细管作用和压力作用下使填土饱和；使填土在最佳含水量条件下强夯而获得最大密实度；填土层可快速成为超固结的硬壳层而满足设计的承载力要求和使下卧软土满足工后沉降要求；低位预压排水可留至地面建筑施工时继续使用，使地面建筑施工变为加载预压过程，从而进一步减少下卧层的工后沉降；本发明对厚填土可不必再设置排水措施而可直接进行强夯，从而既缩短工期、又因填土不受粒径限制而可就地取材降低造价。

低位预压排水强夯法软土地基处理工法的基本方案是：

6)在处理地面回填0.5m的中粗砂垫层，然后插竖向排水体(塑料排水板或砂井)，把塑料排水板上端预留头(长约0.4m)与埋设在砂垫层中的水平排水管相连；

7)在砂垫层上铺设1～2层土工布(防止填土的粘粒混入砂垫层中)；

8)在场地砂垫层外缘设置穿过砂垫层达到下卧软土中1.0～1.5m深的集水井(井底应设反滤层)收集砂垫层内排水管中的水并用潜水泵排走；

9)在砂垫层的土工布上回填土(或砂)，填土厚度及回填速率同于堆载预压，但在回填过程中应分层碾压(回填单层厚度＜1m)，回填土总厚度按设计标高加预算施工沉降量。利用回填土荷重为预压荷载进行预压，将下伏软土中的孔隙水通过竖向排水体排至砂垫层中，然后经砂垫层中的排水管汇入集水井而排出，使预压水位始终低于土工布；

10)在预压过程中进行地基土沉降观测，当累计沉降量达到预测沉降量的80％左右，最后五次沉降速率均小于2mm/d后停止预压，按设计参数进行强夯。强夯过程既是对填土密实固结过程，也是借助强夯的冲击波荷载促使竖向排水体继续排水而使软土进一步排水固结的过程，可使强夯影响深度的软土固结度达85％以上，从而满足承载力和工后沉降的要求。

本发明中的竖向排水体插到软土层底部；集水井深1.0～1.5m，井管采用水泥管；集水井应设置在填土堆载边界以外不小于5m，用深约20cm的埋管砂沟与砂垫层相连；回填料每层厚度为2～2.5m，下层不含＞0.5cm的粒径粗粒料，要分层碾压填料；填料高度及强夯能量按承载力要求而定；预压时间按沉降观测的沉降量和S-t沉降曲线确定；集水井数量按1个/5000m²布置，抽水离心泵大小按砂垫层排水量而定。

本发明首先平整场地，以20m间距开挖深20cm、宽20cm纵横沟，沟中铺中砂，并埋入带孔的φ32mmPVC滤管，纵横卧管相互连通形成水平排水网络，各管口伸入到预压边缘的汇水沟中。整个场地铺设400mm厚的中粗砂垫层(含泥量小于5％)，砂垫层宽度应在预压边界外扩2～3m。

插打塑料排水板，其长度由需处理的软土层厚度而定，一般应达软土层底板，上端留30～40cm缠于水平排水PVC管上。

在砂垫层上铺设2层土工布，以防止上覆填土粘粒堵塞砂垫层。

在砂垫层外围布设D＝1.0m、h＝1.0～1.5m的集水井，并与预压区边缘的汇水沟连通，井底应设0.3～0.4m厚的砂砾石反滤层。预压开始后，在集水井中安设离心泵排出集水。

按每2500m²一个沉降观测点的要求布置沉降桩，测定桩位，建立测区沉降观测网。

回填厚度2.0～2.5m、最大粒径不大于3mm的碎石土，并按单层1.0m进行分层碾压。进行预压，观测土体沉降量，当沉降量趋于稳定时，进行第二次分层碾压。加高填土2.0m，填土粒径可含3～5mm之间的碎石。继续进行预压和分次加高填土直到堆载设计标高。

在填土高度达设计标高后恒压，当S-t曲线完全平稳，最后5次沉降量均≤2mm后停止预压。

按设计对地基土的密实度和承载力要求，采用合适的夯击能、夯击遍数、夯点间距、每夯点击数进行强夯，并继续排出集水井中的水。在预压排水强夯后，如地面标高低于设计标高，则回填土到设计标高进行分层碾压。经养护期后交工验收。

在地面建筑物施工期如砂垫层中仍有水排出，则集水井继续作为排水井使用，直到施工结束后回填(如相邻地块还需软地基处理可利用)。

Claims

1、一种低位预压排水强夯法”软土地基处理工法，其特征是：首先在地基表面构筑水平排水网络；其次是在软土层中布置竖向排水体，并使其插到软土层底部；然后，在外围布设集水井，并使之与预压区边缘的汇水沟连通；再回填碎石土，并进行分层碾压。

2、根据权利要求1所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：水平排水网络的构筑过程为：首先在地基表面开挖纵横沟，沟中铺中砂，并埋入相互连通的带孔滤管，带孔滤管的各管口伸入到预压边缘的汇水沟中；然后在整个场地铺设中粗砂垫层。

3、根据权利要求2所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：纵横沟是在经平整后的场地上开挖的，纵横沟的间距为18～24米，深18～24厘米，宽18～24厘米。

4、根据权利要求2所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：带孔滤管的直径为30～35毫米。

5、根据权利要求2所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：整个场地上铺设的中粗砂垫层的厚度为400毫米；含泥量小于5％；砂垫层宽度在预压边界外扩2～3米。

6、根据权利要求2、3、4或5所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：在软土层中所布置竖向排水体，是在地基中插打塑料排水板，其上端留30～40厘米缠于水平带孔滤管上。

7、根据权利要求1、2、3、4或5所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：在外围布设的集水井，直径为1米，深度为1～1.5米；井底设0.3～0.4米厚的沙砾反滤层，预压开始后，在集水井中安装离心泵排出集水。

8、根据权利要求1、2、3、4或5所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：回填碎石土的厚度为2～2.5米，最大粒径不大于3毫米，并按单层1米进行分层碾压。

9、根据权利要求1、2、3、4或5所述的低位预压排水强夯法软土地基处理工法，其特征是：集水井在强夯过程中和地面建筑物施工过程中继续保留，直至地面建筑物施工结束才回填。