[發明專利]一種應用于深層飽和軟土地基的復合動力排水固結系統及施工方法

有效

• 申請號: 201610619086.5
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN106049413B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 溫欣;樸健;徐強東;賀玉娜;張健新
• 申請（專利權）人: 唐山工業職業技術學院
• 主分類號: E02D3/10
• 分類號: E02D3/10
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司12002
• 代理人: 侯力

一、技術領域

本發明屬于土木工程建筑技術領域，更具體是涉及一種應用于深層飽和軟土地基的排水固結系統及施工方法，主要適用于沿海地區地下水位較高的深層飽和軟土地基的排水固結處理。

二、背景技術

飽和軟土地基主要分布在我國東部沿江沿海地區，具有抗剪強度低、壓縮性大、孔隙比大、含水量高、流變性強等特點，隨著我國沿江沿海地區港口、交通以及城市建設的迅速發展，結合施工及使用過程中暴露出來的地基處理問題，我國《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）、《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）、《港口工程地基規范》（JTS147-1-2010）等都對軟土地基處理工程的承載力和沉降變形提出了新的要求。對原位地基進行加固處理以改善地基的工程特性是當前研究應用的主要趨勢，具體原位地基處理技術包括真空預壓法、強夯法、CFG樁等，但上述單一的軟基處理方法或者提高軟土地基承載力有限、或者對于軟土地基的實際加固深度不能滿足設計要求，或者施工成本過高，均不能較好的解決具有深層軟弱下臥層的飽和軟土地基加固處理問題，因此尋求一種地基處理效果良好、施工工期短、綜合成本不高、適用于深層飽和軟土地基的排水固結方法已經成為巖土工程領域技術人員急需解決的重要課題。

三、發明內容

為解決現有深層飽和軟土地基處理技術結構的不足，本發明提供一種復合動力排水固結系統及施工方法，在顯著改善地基承載力同時，集強排水、強擠密、高動能、超壓強等效應于一體，能夠有效控制飽和軟土地基的工后沉降、降低工程造價、縮短施工工期，同時地基處理深度深，地基加固效果好、環保效應明顯（減少了振動、噪音、空氣污染等），降低了后期維護費用，此外，施工中大量使用工業廢料作為回填料，也適應了我國的節能政策。

本發明提供的復合動力排水固結系統包括三個部分，分別是：真空豎井排水系統、地基復合固結系統和滿夯碾壓系統。

其中真空豎井排水系統由真空排水井以及抽真空設備組成，真空排水井由深層真空排水井和淺層真空排水井按橫縱兩個方向相間排列組成，其中深層真空排水井是指埋入深度抵達深層軟土下臥層的真空排水井，在本發明中，深層真空排水井埋入深度不超過20m，其由深層真空排水井護壁、深層真空排水井PVC真空管、工業廢料填料、封口細砂構成；淺層真空排水井是指埋入深度未抵達深層軟土下臥層的真空排水井，在本發明中，淺層真空排水井埋入深度不超過10m，由淺層真空排水井護壁、淺層真空排水井PVC真空管、工業廢料填料、封口細砂構成。

上述的封口細砂的厚度以50cm為最優，兩種真空排水井的外徑D₁相同約為0.3~0.5m，相鄰兩個真空排水井間的間距為8D₁~10D₁，兩種真空排水井護壁均為滲水性材料，兩種真空排水井的PVC真空管比兩種真空排水井的埋入深度大至少1m，上述的抽真空設備在兩種真空排水井布置完畢后，通過水平向集水總管與兩種真空排水井的PVC真空管相連，對真空排水井進行抽氣排水作業，真空度大于85kPa。

其中地基復合固結系統由與真空排水井“隔行錯位”布置的強夯井以及強夯設備組成，所述強夯設備為脫鉤落下的錐形夯錘，錐形夯錘橫向直徑D₂為0.3~0.6m，長度為2-5m，強夯井的井徑D₃大于錐形夯錘的橫向直徑D₂，在0.5~1m之間，其埋入深度最少要抵達深層軟土下臥層，但不得超過深層真空排水井的深度。作業時，通過分層回填工業廢渣然后分層夯實的方式，與強夯井中夯擴至井頂設計標高。

上述的滿夯碾壓系統為上述的排水和夯實作業結束后，拔出PVC真空管，清理真空排水井點降水系統后，對地基處理范圍內的地基進行的滿夯處理，以及滿夯結束用振動壓路機對地基土進行碾壓密實的作業。

上述復合動力排水固結系統的具體施工方法包括以下步驟：

（1）根據設計要求，按照“先深后淺”的方式進行真空排水井的測量放線定位，深層、淺層真空排水井間隔布置且外徑D₁相同，D₁介于0.3m~0.5m之間，縱橫向間距控制為8D₁~10D₁，樁位測放偏差不超過0.02m；