[發(fā)明專利]軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)及其施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710347707.3
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107100182A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李平;葉凝雯;蔡仙發(fā);劉銀芳;張?zhí)炝?/a>;梁天錫
• 申請（專利權(quán)）人: 福建巖土工程勘察研究院;福建勘察基礎(chǔ)工程公司;福建永榮科技有限公司;中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司;江蘇澄工科技有限公司
• 主分類號: E02D19/10
• 分類號: E02D19/10;E02D3/10
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所(普通合伙)32210
• 代理人: 曹鍵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)及其施工方法（以下簡稱“無填料降水管夯法”），適用于對場地不能滿足設(shè)計所需承載力及壓實(shí)度的軟弱土體加固處理，通過本方法可快速提高地基承載力，有效消除工后沉降等。屬地基處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，沿海地區(qū)多利用吹填的方法圍海造地，即用吹填方法達(dá)到建設(shè)所需標(biāo)高，由于新吹填淤泥地況復(fù)雜，且無法上人及機(jī)械設(shè)備，常規(guī)吹填后需等待一年或若干年后，在場地形成一個自然的硬殼層后，機(jī)械、人員能進(jìn)入施工的條件下，進(jìn)行加固處理。由于自然封干的時間太久，影響和制約了沿海地區(qū)的發(fā)展。對該類土的處理，常規(guī)采用“真空預(yù)壓法”或“真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法”、降水強(qiáng)夯這幾類方法對軟弱地基進(jìn)行加固處理。

“真空預(yù)壓法”或“真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法”即通過在軟弱地基按一定的網(wǎng)格插入塑料排水板，建立垂直排水通道后，通過波紋濾管將各排水板連接后建立水平排水通道，然后在其上鋪設(shè)土工布及密封密使須加固土體與大氣隔絕密封；在實(shí)際施工過程中根據(jù)土質(zhì)情況還需在加固土體周邊打設(shè)密封墻，以確保需加固土體的密封性能，通過抽真空將土體內(nèi)自由水排出，同時又利用膜下真空與大氣壓之間壓差對土體進(jìn)行壓密加固，因此成本高，時間長，對真空形成的要求高。

降水強(qiáng)夯法則是利用插入土體的鋼管形成垂直排水通道，通過支管連接各井點(diǎn)管，支管連接主管、主管連接真空泵進(jìn)行降低地下水位，在地下水位達(dá)到一定降深的條件下，進(jìn)行強(qiáng)夯施工，或稱“高真空擊密法”，該工藝加固深度受井點(diǎn)管插入土體限制，其地下水下降僅2m，適用于淺層加固處理，且由于井點(diǎn)降水與土體的滲透系數(shù)有關(guān)，難以適用大面積吹填復(fù)雜地基使用。

由于新吹填場地，特別是新吹填淤泥，含水量高，承載力低，而采用“真空預(yù)壓”“真空聯(lián)合堆載預(yù)壓”方法后，塑料排水板留存在已加固完成的土體內(nèi)，其排水通道仍然存在，因此其固結(jié)作用仍在繼續(xù)，建設(shè)完成后，在使用荷載發(fā)生時，工后沉降及沉降速率仍在繼續(xù)，造成工后沉降大，不均勻沉降隨使用荷載的不均勻而產(chǎn)生，其時間將延續(xù)2年以上。排水板入土越深，排水板質(zhì)量越好，其工后沉降、不均勻沉降時間越長。究其原因，主要就是塑料排水板形成的排水通道仍在發(fā)生作用造成。

“降水強(qiáng)夯法”則由于強(qiáng)夯法加固地基機(jī)理，雖然國內(nèi)外學(xué)者從不同角度進(jìn)行了大量的研究，至今尚未形成成熟和完善的理論，特別是關(guān)于有效加固深度的定義其影響的因素較多，除單擊夯擊能外，還有地基土的性質(zhì)、不同土層的厚度和埋藏順序、地下水位等，因此大量強(qiáng)夯施工實(shí)踐表明，軟土地基采用高能量的夯擊能，軟土的加固深度并沒有得到同比例的延深，反而極易造成“彈簧土”，軟土地基夯后無法恢復(fù)地基強(qiáng)度，甚至破壞了土體結(jié)構(gòu)。究其原因，軟土地基的土質(zhì)條件及地下水位和夯錘作用于軟土的各項(xiàng)觸變機(jī)理與夯擊能量對土體夯擊過程強(qiáng)制壓縮或擊密其關(guān)系非常復(fù)雜，并不是單純依靠提高夯擊能就可以達(dá)到所需的有效加固深度，在軟土中能承受的最大夯擊能，也就是最佳夯擊能，必須恰到好處，過則會產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，形成“彈簧土”工程實(shí)踐中形象的將此比喻為“打爛”，從而影響了有效加固深度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)及其施工方法，無需添加任何填料，通過控制其降水時間及管夯擊數(shù)即可達(dá)到由深到淺振密、改變土體力學(xué)指標(biāo)及地基土承載力特征值的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)，其特征在于軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)包括陣列布置的多個集束式分層降水井點(diǎn)以及用于連接多個集束式分層降水井點(diǎn)的支管，支管連接總管，總管連接真空泵，所述集束式分層降水井點(diǎn)包括一個井孔內(nèi)設(shè)置的多個分層井點(diǎn)；多個分層井點(diǎn)按不同層厚設(shè)置，各分層井點(diǎn)根據(jù)入土的層厚，同一分層井點(diǎn)為一回路，支管通過三通與同一層厚的各分層井點(diǎn)連接，每一臺真空泵連接同一層厚的分層井點(diǎn)。

分層井點(diǎn)采用32mm的管材，每個分層井點(diǎn)下端500mm設(shè)置濾孔，濾孔間距為250mm一個，濾孔處包100目尼龍濾網(wǎng)1~2層，并用鐵絲扎緊，分層井點(diǎn)管底封堵。

一種軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)的施工方法，其特征在于它包括以下工藝步驟：

步驟一、布置軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)

對大面積軟弱地基進(jìn)行管夯加固時，先通過布置軟弱地基集束式分層降水無填料管夯系統(tǒng)進(jìn)行真空降水，利用夯管入土對土體產(chǎn)生的擠壓作用，使管夯點(diǎn)周邊土體大部分自由水和結(jié)合水排入集束式分層降水井點(diǎn)，從而解決了真空抽水由于真空度的限制而產(chǎn)生的無法對深層進(jìn)行降水的缺陷；