[發(fā)明專利]一種加固軟土地基的新型立體排水系統(tǒng)及其降水施工方法

在審

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• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106869107A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳運濤;王貴君;劉科良;鞏鑫;王雨同;李立新;諸葛愛軍;趙巖;李菲菲;梁愛華;侯晉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué);中交天津港灣工程研究院有限公司;天津港灣工程質(zhì)量檢測中心有限公司
• 主分類號: E02D3/10
• 分類號: E02D3/10
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12214
• 代理人: 王秀奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟土地基加固技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種適用于圍海造陸形成的吹填軟土(主要是飽和粉土、粉砂、粉質(zhì)黏土和含有粉土夾層的淤泥質(zhì)土等)地基的新型立體排水系統(tǒng)及其降水施工方法。

背景技術(shù)

土地資源緊張和稀缺是目前制約沿海經(jīng)濟發(fā)展一個基本現(xiàn)實。為了破解這個難題，我國很多沿海港口城市都進行了大規(guī)模的圍海造陸工程。圍海造陸通常采用吹填方式形成，在規(guī)劃的區(qū)域修建防波堤，然后將疏浚航道或擴建泊位需要挖掘出的海底泥砂作為吹填材料吹填至防波堤內(nèi)形成陸地，這樣既可以很好的解決回填材料不足的問題又可以防止近海棄淤對海洋環(huán)境造成的污染，是一個綜合利用資源的理想途徑。原始地基土結(jié)構(gòu)在疏浚吹填過程中遭到破壞，形成一種擾動的，具有高含水率、高孔隙比、高壓縮性、低強度等特點的特殊軟土—吹填土，不經(jīng)過加固處理人和機械無法進行施工，如何在吹填剛剛完成后的區(qū)域快速經(jīng)濟的取得土地成為急需解決的問題。

我國河北、天津、遼寧、山東等很多區(qū)域吹填土以飽和粉砂、粉土、粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)土等高滲透系數(shù)的軟土為主。針對這種吹填土的加固方法有很多種，其中常用的方法以排水固結(jié)法和降水動力固結(jié)法為主。其中排水固結(jié)法(如堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法)工藝成熟、加固效果好，但工期長、造價較高、消耗大量自然資源。降水動力固結(jié)法(如高真空擊密法)是近幾年發(fā)展起來的吹填軟土地基處理方法，通過豎向降水管進行真空降水，降水到一定深度后拔管進行強夯，強夯后重復(fù)以上步驟反復(fù)插管降水、拔管和強夯完成地基加固。該方法工期短、加固效果好、造價低，但該方法加固深度有限，同時對于淤泥質(zhì)含量較高的粉質(zhì)粘土及砂混淤泥質(zhì)土地基處理的效果及處理時間都受到了較大制約。因此，急需研發(fā)一種造價低、工期短、加固效果好的的軟地基處理新方法。

專利號為ZL201410816937.6的授權(quán)發(fā)明專利，公開了一種連續(xù)強排水聯(lián)合夯密軟基處理方法，其采用的方法是：“將彈簧軟式降水管埋設(shè)在吹填加固土體中，彈簧軟式降水管兩端通過密封裝置與抽真空裝置聯(lián)結(jié)，在加固土體內(nèi)部形成橫向排水系統(tǒng)，進行強力排水；加固區(qū)域地下水位降低2.0-4.0m后，進行的變能量夯密，使夯擊能逐步向深層傳遞，加固深層土體”，這種加固方法雖然加固效率較高，周期短，但其加固深度有限，有效加固深度為8-10米，適用于淺基加固，不適用于深基加固。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加固軟土地基的新型立體排水系統(tǒng)及其降水施工方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種加固軟土地基的新型立體排水系統(tǒng)，包括豎向排水系統(tǒng)和水平排水系統(tǒng)；

豎向排水系統(tǒng)：在軟土地基中打設(shè)豎向排水板，排水板成矩形點陣布置，間距為3m-5m，排水板打設(shè)深度12m-20m，排水板長10m-17m，排水板頂部距地表2m-3m；

橫向排水系統(tǒng)：在軟土地基中水平橫向埋設(shè)至少一層彈簧軟式降水管，彈簧軟式降水管水平橫向穿插布置在豎向排水板的矩形點陣中，彈簧軟式降水管埋設(shè)深度為3-6m，埋設(shè)深度大于排水板頂部距地表距離，彈簧軟式降水管長度大于豎向排水板組成的矩形點陣的總長度，彈簧軟式降水管等間距且相互平行布置，間距為3m-5m，彈簧軟式降水管埋設(shè)完成后與豎向排水板之間的近地距離為0.2～0.4m；彈簧軟式降水管兩端通過密封管路與真空泵聯(lián)結(jié)。

在上述技術(shù)方案中，在軟土地基中水平橫向埋設(shè)兩層彈簧軟式降水管，兩層彈簧軟式降水管通過密封管路與真空泵聯(lián)結(jié)。

本發(fā)明的新型立體排水系統(tǒng)的降水施工方法為：施工前，在加固區(qū)埋設(shè)水位觀測孔，孔隙水壓力傳感器，用于觀測降水施工時軟土地基孔隙水壓力和孔隙水壓力數(shù)據(jù)；降水施工時，首先開啟真空泵，利用水平排水系統(tǒng)進行強力排水，待水位降低2.0-3.0m后，先采用800-1500kn.m的低能量進行第一遍點夯；之后，采用1500-4000kn.m的中、低能量進行第二遍點夯；之后，采用4000-8000kn.m的中高能量進行第三遍點夯；最后采用800～1000kn.m低能量進行滿夯；在三遍點夯過程和滿夯過程中，真空泵保持工作，利用真空泵營造彈簧軟式降水管的負壓環(huán)境，當(dāng)土體受到夯錘的夯擊壓力后，地基孔隙水壓力迅速上升，促使地基中的水份進入豎向排水板并沿豎向排水板流向負壓環(huán)境的彈簧軟式降水管中，并通過真空泵將水排出。