软土地基处理方法

摘要

本发明涉及岩土工程中岩土工程治理技术领域，具体涉及一种软土地基处理方法，该方法包括有如下步骤：1)对所述软土地基的地表进行清理及整平；2)于整平后的地表上铺设初始受力层；3)于所述初始受力层上水平铺设排水垫层；4)设置若干垂直穿越所述排水垫层、初始受力层并深入地基内的排水通道；5)对上述步骤所产生的地基结构进行二次整平；6)采用推土机往返碾压二次整平后的地基结构；7)采用压路机往返静压步骤6)所产生的地基结构；8)采用压路机往返振动碾压步骤7)所产生的地基结构；本发明的优点是：对浅部淤泥质粘土的地基处理较为有效，具有费用低、施工方便、施工工期合理等特点。

权利要求

1.一种软土地基处理方法，其特征在于该方法包括有如下步骤：

1)对所述软土地基的地表进行清理及整平；

2)于整平后的地表上铺设初始受力层；

3)于所述初始受力层上水平铺设排水垫层；

4)设置若干垂直穿越所述排水垫层、初始受力层并深入地基内的排水通道；

5)对上述步骤所产生的地基结构进行二次整平；

6)采用推土机往返碾压二次整平后的地基结构；

7)采用压路机往返静压步骤6)所产生的地基结构；

8)采用压路机往返振动碾压步骤7)所产生的地基结构。

2.根据权利要求1所述的一种软土地基处理方法，其特征在于所述初始受力层为1-2层土工格栅、或为1-2层竹笆、或为1-2层土工格栅及竹笆构成的混合结构。

3.根据权利要求1所述的一种软土地基处理方法，其特征在于所述排水垫层为厚度均匀的瓜子片碎石垫层。

4.根据权利要求1所述的一种软土地基处理方法，其特征在于所述排水通道为塑料排水带。

5.根据权利要求1所述的一种软土地基处理方法，其特征在于所述二次整平指的是于步骤4)所产生的地基结构上均匀铺设20-40CM厚度的道渣。

6.根据权利要求1所述的一种软土地基处理方法，其特征在于步骤6)中首先利用明沟和\或暗沟及排水泵将所述软土地基排水至地表下2M，之后再采用推土机往返碾压。

7.根据权利要求1或6所述的一种软土地基处理方法，其特征在于步骤6)中往返碾压的次数为3-5遍，每遍间隔时间不少于1天。

8.根据权利要求1所述的一种软土地基处理方法，其特征在于步骤7)所述往返静压的次数为5-7遍，每遍间隔时间不少于2天。

9.根据权利要求1所述的一种软土地基处理方法，其特征在于步骤8)所述振动碾压的次数应根据沉降资料、土层性质及地基处理标准确定，每遍间隔时间3-5天。

说明书

软土地基处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及岩土工程中岩土工程治理技术领域，具体涉及一种软土地基处理方法。

背景技术

[0002] 常规的软基处理主要有以下几种方法：堆载预压、真空预压、深层搅拌法、强夯法、真空排水联合低能量强夯、冲击压实等处理方法，具体适用性和优缺点对比如下表1：

[0003] 表1地基处理方式对比

[0004]

[0005]

[0006]

[0007] 但是针对以淤泥质粘性土为主的软土地基，上述传统地基处理方法(如真空预压、强夯、水泥搅拌桩的)及新型地基处理方法(如冲击压实、高真空击密法)，其施工费用较高、工期较长，地基处理后效果益不甚理想。

发明内容

[0008] 本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种软土地基处理方法，该方法通过将排水固结和振动碾压结合，对淤泥质粘性土为主的软土地基进行处理，达到了良好的施工效果。

[0009] 本发明目的实现由以下技术方案完成：

[0010] 一种软土地基处理方法，其特征在于该方法包括有如下步骤：

[0011] 1)对所述软土地基的地表进行清理及整平；

[0012] 2)于整平后的地表上铺设初始受力层；

[0013] 3)于所述初始受力层上水平铺设排水垫层；

[0014] 4)设置若干垂直穿越所述排水垫层、初始受力层并深入地基内的排水通道；

[0015] 5)对上述步骤所产生的地基结构进行二次整平；

[0016] 6)采用推土机往返碾压二次整平后的地基结构；

[0017] 7)采用压路机往返静压步骤6)所产生的地基结构；

[0018] 8)采用压路机往返振动碾压步骤7)所产生的地基结构。

[0019] 上述初始受力层为1-2层土工格栅、或为1-2层竹笆、或为1-2层土工格栅及1-2层竹笆构成的混合结构。

[0020] 上述排水垫层为厚度均匀的瓜子片碎石垫层。

[0021] 上述排水通道为塑料排水带。

[0022] 上述二次整平指的是于步骤4)所产生的地基结构上均匀铺设20-40CM厚度的道碴。

[0023] 步骤6)中首先利用明沟和\或暗沟及排水泵将所述软土地基排水至地表下2M，之后再采用推土机往返碾压。

[0024] 步骤6)中往返碾压的次数为3-5遍，每遍间隔时间不少于1天。

[0025] 步骤7)所述往返静压的次数为5-7遍，每遍间隔时间不少于2天。

[0026] 步骤8)所述振动碾压的次数应根据沉降资料、土层性质及地基处理标准确定，每遍间隔时间不少于3-5天。

[0027] 本发明的优点是：对浅部淤泥质粘土的地基处理较为有效，具有费用低、施工方便、施工工期合理等特点。

附图说明

[0028] 附图1为本发明实施例整体剖面示意图；

[0029] 附图2为竹笆及塑料排水带平面布置图；

[0030] 附图3为土体沉降直接观测点图埋设示意图；

[0031] 附图4为压路机振动碾压路线示意图；

[0032] 附图5为地基处理前后浅层吹填土的比贯入阻力曲线图I；

[0033] 附图6为地基处理前后浅层吹填土的比贯入阻力曲线图II。

具体实施方式

[0034] 以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

[0035] 如图1-6所示，标号1-10分别表示：道碴垫层1、瓜子片垫层2、竹笆3、土工格栅4、塑料排水带5、吹填土6、砂土7、盖板8、镀锌钢管9、钢板10。

[0036] 一、施工流程

[0037] 如图1所示的地基结构，本实施例中施工流程如下：

[0038] 1)对软土地基的地表进行清理及整平，具体既为去除表层的耕植土，开挖明沟、盲沟及场地整平。

[0039] 2)在整平后的地表上首先铺设1层土工格栅4，之后再铺设1层竹笆3，以作为之后承载碾压设备的初始受力层。

[0040] 根据不同软土地基的工况，上述对于土工格栅4和竹笆3数量的选择不仅仅局限于此，在软土地基较差的情况下，或者局部较差地段应选择设置2层以起到较好的支撑作用。

[0041] 在保证初始受力层支撑作用的前提下，初始受力层的结构形式还可以有以下变化：

[0042] 初始受力层可以通过只铺设1-2层土工格栅4或1-2层竹笆3来实现。而在上述由土工格栅4和竹笆3构成的混合结构中，土工格栅4和竹笆3的铺设顺序同样不受限制，除上述的铺设方法外，也可以采用首先铺设1-2层竹笆3之后再铺设1-2层土工格栅4的施工方式；或者在土工格栅4和/或竹笆3并非一层的情况下采取交错铺设的方式。其铺设方式的选择应根据具体工况而定。

[0043] 3)于所述初始受力层上水平铺设排水垫层，本实施例中该排水垫层为一定厚度瓜子片垫层2。显然本领域技术人员能够认识到，在上述提及的对于瓜子片垫层2的采用，也可以采用其他碎石垫层、砂垫层，或者是其他等同结构替代，同时铺设的厚度取决于浅部地基土的性质。

[0044] 4)设置若干垂直穿越所述排水垫层、初始受力层并深入地基内的塑料排水带5，以作为垂直排水通道，并和排水垫层构成纵横交错的排水通路。显然本领域技术人员能够认识到，在上述提及的对于塑料排水带5的采用，也可以采用砂井，或者是其他等同结构替代。

[0045] 5)对上述步骤所产生的地基结构进行二次整平，以作为之后的碾压表面。本实施例中二次整平指的是于上述所产生的地基结构上均匀铺设20-40CM厚度的道碴垫层1。

[0046] 6)首先利用明沟和/或暗沟及排水泵将所述软土地基排水至地表下2M，之后再采用推土机往返碾压3-5遍，每遍间隔时间不少于1天。

[0047] 7)采用压路机往返静压5-7遍，每遍间隔时间不少于2天。

[0048] 8)采用压路机往返振动碾压数遍，每遍间隔时间不少于3-5天，具体遍数根据沉降资料、土层性质及地基处理标准确定。压路机振动碾压路线如图4所示。

[0049] 本发明方法所涉及的施工流程，包括但不限于上述的八个步骤。具体施工中还应根据具体的工况，结合常见的施工方法，如开设涵洞、集水井等技术手段。以下对于施工要求和材料选取进行详细说明。

[0050] 二、施工要求

[0051] 排水沟、集水井：

[0052] (1)排水沟的布置充分考虑规划道路、施工便道的布置，利用目前场地现存水沟为原则，并在排水沟一定间隔处设置集水井。

[0053] (2)排水流向为：碎石盲沟→副排水沟→主排水沟→集水井→设涵洞(或采用强排措施)排至场地外侧。盲沟中的碎石可用土工布来包裹，以防止盲沟碎石与坑侧土体混合，影响排水效果。

[0054] (3)施工过程中，场地局部积水应及时采取水泵抽除。土质较差地段的排水明沟，采用竹篱笆加编织布的支护措施，以防明沟坍塌。

[0055] (4)集水井为3m×3m，井深3m，边坡及底部设置竹笆作为护坡及滤层。

[0056] 瓜子片垫层2的铺设：

[0057] (1)分区按序推进铺设，铺设厚度允许偏差为±h/10(h为瓜子片垫层2的厚度)，检验时每500m一个检验点。

[0058] (2)铺设过程中，应避免对表层软土产生过大扰动，从而造成瓜子片垫层2与吹填土6混合，影响瓜子片垫层2的排水效果。

[0059] 塑料排水带5施工

[0060] (1)打设深度自瓜子片垫层2表面算起，插设深度允许偏差≯10cm，垂直度偏差≯1.5％。拔管剪断塑料排水带5后，塑料排水带5顶端高出瓜子片垫层2长度为20cm，拔管后回带塑料排水带5的长度不宜超过50cm，对超过50cm且小于200cm的数量控制在总数的1％以内，如塑料排水带5加带超过2m，则应进行补打。

[0061] (2)塑料排水带5的滤水膜在转盘和打设过程中应避免损坏，防止淤泥进入板芯堵塞排水孔，影响塑料排水带5的排水效果。

[0062] (3)塑料排水带5与桩尖连接要牢固，避免提管时脱开，将塑料排水带5带出。

[0063] (4)桩尖平端与导管靴配合要适当，避免错缝，防止淤泥在打设过程中进入导管。

[0064] (5)塑料排水带5需接长时，为减小板与导管阻力，应采用滤水膜内平搭接的连接方法，为保证输入畅通并且有足够的搭接强度，搭接长度≮20cm。

[0065] (6)塑料排水5带施工应对排水带平面位置、间距、数量、外露长度等及时检验，并应根据塑料排水带5用量和孔数校核插设深度。

[0066] 三、材料选取

[0067] (1)塑料排水带5：采用B型，板宽100mm，板厚4mm，板头高出瓜子片垫层2顶不小于20cm，其质量应满足规范《塑料排水带质量检验标准》(TJT/T257-96)的要求。具体性能指标如下：

[0068]项目 指标
纵向通水量(cm3/s) ≮40
滤膜渗透系数(cm/s) ≮5×10-4
芯带抗拉强度(N/cm) ≮150
滤膜抗拉强度(干态)(N/cm) ≮30
滤膜抗拉强度(湿态)(N/cm ) ≯25
疲劳性 对折5次不断裂

[0069] (2)瓜子片垫层2质量标准

[0070]粒径 不均匀系数 渗透系数 含泥量 有机质含量
2.0mm≤D85≤10.0mm Cu≥3.0 ≥2×10-2cm/s ≤3％ ≤5％
0.1mm≤D10≤0.84mm

[0071] (3)道碴垫层1质量标准

[0072]最大粒径 含泥量 有机质含量
≤40mm ≤3％ ≤5％

[0073] (4)竹笆3：竹笆3规格为1000×1000@800mm×1200mm，铺设前应检查竹笆3是否编织牢固，竹笆3间搭接200mm，排净间距200mm，搭接处以铁丝绑扎固定。

[0074] (5)碎石：采用级配碎石，不均匀系数Cu≥5，含泥量少于3％。

[0075] (6)土工格栅4：选用PP双向土工格栅(TGSG30-30)，每幅宽度4-6m，幅间横向搭接长度为200，格栅指标应满足下表：

[0076]项目 指标
纵向拉伸屈服力(kN/m) ≥30
横向拉伸屈服力(kN/m) ≥30
纵向屈服伸长率(％)
≤13
横向屈服伸长率(％)
≤16

[0077] (7)土工布：具有透水性能，质量指标为200g/m2。

[0078] 四、本发明技术方案的优点

[0079] 选取一淤泥质粘性土为主的软土地基，在将本发明实施方案和现有技术进行对比试验后，其优点如下：

[0080] (1)经济、工期方面的技术效果优越性

[0081] 经多方案比较，可采用的合适的软土地基处理方案为：真空预压法和本实施例技术方案。不同的经济技术方案将引起地基处理的工程造价明显差异，下表为两种方案从经济性及工期方面的比较。

[0082]

[0083] 根据常规地基处理方法的分析，真空预压法对于软弱粘性土层地基处理方法中是具有较好经济技术性的。采用本发明技术方案，相对于真空预压法处理费用可节约40％，处理工期可节约30％。

[0084] (2)地基处理效果分析

[0085] 地基处理前后浅层土特性(静力触探测试成果分析)

[0086] 如图5-6及下表所示，本实施例中选取的试验软土地基，由于吹填砂源、吹填工艺等原因，其表层吹填土6分布较厚的软弱土层，土体呈流塑状，静探Ps平均值为0.33MPa。

[0087] 场地浅部吹填土6地基处理后，土体内超孔隙水压力得到明显消散，土体固结程度有所提高，土体强度得到有效增强。

[0088] 地基处理前后浅层吹填土6的比贯入阻力Ps平均值比较

[0089]

[0090] 地基处理前后浅层土特性(载荷板静载荷试验分析)

[0091] 根据地基处理后的载荷板静载荷试验结果，采用本技术方案进行地基处理后的地基均达到设计要求。地基处理前挖机陷入淤泥中，地基处理后常规施工设备均可正常施工，可以满足一般施工设备行走。

[0092] 载荷板静载荷试验基本参数：

[0093] 设计要求：

[0094]场地 地基处理后场地标高 地基承载力特征值 拟定最大加加载量
类别 (m) (kPa) (kPa)
A1 4.1 80 160
B2、C3
3.5
类

[0095] 测试工作量：37点

[0096] 施工方法：地基为吹填土6，采用排水固结联合振动碾压加固。

[0097] 休止期：

[0098]

[0099]

[0100] 试验结果与分析

[0101]

[0102]

[0103] 三十七个试验点试验所得的p-s曲线较平缓，沉降量较小，s-lgt曲线均较平直；卸载至零后，有较明显的回弹。说明试验点地基土在最大加载量作用下，均未达到极限受力状态，地基处理后达到预期标准。

[0104] 综上所述，本发明具有如下特点：

[0105] (1)现有土层结构形式扰动较小，在不破坏土体结构形式的前提下，通过振动碾压及竖向塑料排水板6相结合来促进土体的排水固结，提高土体强度。

[0106] (2)地基处理费用低，且施工简单，对处理前地基承载力(振动碾压设备)要求低。

[0107] (3)一般可处理深度在3-5m范围内，浅层土体强度有较大增幅，对于后期打桩施工控制桩基垂直度较为有利。