一种淤泥动压冲击固结法制造技术

本发明专利技术公开了一种淤泥动压冲击固结法，其步骤是：常规真空预压或堆载预压施工－打设动压体－管道连接－压力罐安装连接－动压体形状测量－动压冲击－空隙水压力测量－高程测量－出水量测量－动压循环作业。本技术可以用于市政、交通、水利、围垦、港口工程中的软基加固工程。本发明专利技术方法可以节省工期，节省费用，实现了动载加固粘性土软基的突破，其固结速度快，效果好，可实现环保经济和再生能源的持续发展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及淤泥软基加固工程中的一种新型动载固结淤泥新技术，特征是在常规真空预压或堆载预压的基础上，施加动水压力和水锤冲击作用，打破淤泥的部分骨架，改善淤泥的排水通道，并大大提高其排水梯度，促进淤泥的排水和沉降。本技术具有速度快、能耗低、承载力高的优点。本技术可应用于沿海港口工程、填海工程或沿海滩涂建设工程中的淤泥地基改良加固项目。
技术介绍
在我国沿海淤泥地基上的工程建设中，关键技术之一是淤泥的改良、加固和利用，软基加固是工程质量、工期和造价的主要影响因素之一，直接影响工后的使用效果。连云港的淤泥颗粒细、含水量高，物理力学指标差，港口建设中，必须对淤泥进行处理，将淤泥挖除或排水固结后作为地基使用。常用的淤泥加固技术和工艺有：一、抛石置换：采用机械挖泥将淤泥挖除后抛石，形成抛填地基，或采用爆破挤淤专利技术，将淤泥置换，形成建筑物的稳定基础。优点是：地基承载力高，沉降小。缺点是：需要大量的抛填石料，造成自然资源的浪费；机械挖除的淤泥和爆破挤淤挤出的淤泥造成二次搬运和污染；不能充分有效的利用淤泥资源。二、真空预压：港口工程中的淤泥软基多用真空预压技术进行加固，优点是：实现淤泥的原位加固，可以加固吹填淤泥和原状淤泥，实现了淤泥的废物利用。但新吹填淤泥的含水量很高，表层达到300％。吹填结束后，需要排水、晾晒、自重固结。连云港软基加固中，达到规范停泵要求的抽真空时间需要6～10个月，而且加固后的淤泥承载力较低，含水量仍然很高，后期使用效果不佳。三、堆载预压：采用超载的办法进行淤泥的排水固结，优点是：加大堆载量并延长压载时间，可以达到较高的淤泥强度。缺点是：同真空预压一样，需要更长的排水固结时间，加固后的强度不高，但造价高。四、淤泥搅拌：采用水泥、石灰或其它新型外加剂进行淤泥的现场搅拌加固，吸收淤泥中的水分，并产生化学反应，把淤泥变硬，形成外加剂和淤泥的硬性骨架。优点是：淤泥固结快，3个月的强度基本接近最大值。缺点是：外加剂掺加量大，材料费用和施工费用都很高，且对于高含水量的极稀淤泥效果很差，其仅应用于工程的重点部位，工程质量不易保证，很多地区已经取消该工艺。淤泥软基加固工程的宗旨是：提高排水速度，增加固结度和加固后的强度，减少工后沉降，缩短工期，降低工程造价。采用动载加固淤泥，在我国已有很多尝试，但尚未形成成熟有效的施工技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种速度快、效果好、强度高、节能环保的吹填淤泥和原状淤泥软基的快速固结方法。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种淤泥动压冲击固结法，其特征在于：包括以下步骤：（1）施工方案设计：根据地质资料和设计要求确定本工程的施工方案，试算最大最小动压值，确定预期沉降和竣工标准；（2）动压体及埋设：动压体采用消防水袋等具有一定强度的软体材料，密封上下端口；动压管为直径8毫米的硬质塑料管，端部设U形头，从动压体顶部插入密封，在打设塑料排水板的过程中，在四根排水板的中间打设分层动压体；（3）动压设备及管道连接：动压设备包括2方压力罐、水泵、空压机、闸阀（或电磁阀）及管道等，动压管支管为8毫米硬质塑料管，主管材料为4～6分硬质塑料管，长管时增加伸缩节；支管与主管相连，主管与闸阀和压力罐连接；（4）最大、最小动压正值检测：通过进出动压体的水量和动压体形状变化的检测，确定最小、最大动压正值，最小动压正值为动压体底部挤开土体时的水压值，最大动压正值为动压体顶部爆裂时的水压，开始施工时和施工工程中，均需要对动压体的变形和最大最小动压正值进行检测；（5）动压冲击施工程序：压力罐内注水至上溢流阀－－压力罐内注气加压至设计压力－－向动压体内注气少许－－向动压体内注水至设计时间－－打开泄压阀（或接入负压管道）至设计时间－－高程测量－－循环动压至设计次数－－空隙水压力测量－－出水速度测量－－下一个循环；（6）工后土力学指标检测：动压结束后一个月进行土力学指标检测；（7）交工验收。以上所述的淤泥的动压冲击固结法技术方案中：所有闸阀的开关速度是关键，要求快开快关。以上所述的淤泥动压冲击固结法技术方案中：动压值的大小、间隔时间是关键，需要根据不同的土质和工程要求进行优化。本专利技术是在原有工程设计的堆载压力或真空压力作用下，附加动水压力，在静水压力和动水压力产生的水锤及其应力波作用下，淤泥固结被打开，产生较高的空隙水压力梯度，加速排水。本专利技术方法的机理是：1、动压扰动：常规软基加固方法，如：真空预压、堆载预压、真空联合堆载预压等，均属于一定荷载作用下的静力排水固结。随自由水的排出，超静孔隙水压力转化为土体的有效应力，降低了排水梯度，排水减缓或停止。动压冲击产生的应力波和土体变形，打破了淤泥的部分骨架，重新增加了孔隙水压力及其排水梯度，加快排水。2、静压排水：施加动水压力、土体变形后增加了局部土体的静压，加快排水。3、粘聚力排水：淤泥扰动、骨架被打破后，在粘聚力作用下，淤泥颗粒相互吸引，形成排水。与已有技术相比，本专利技术的优点和技术效果为：1、在常规静压排水固结的基础上增加了动压荷载，实现了动载加固软土地基的突破。2、本专利技术技术具有操作简单、排水速度快、工期短，节能、质量好、承载力高等优点，继续总结优化后可以作为本行业的施工优势。3、本专利技术方法实现了淤泥的废物利用。采用本专利技术技术后，可以充分利用吹填淤泥，形成码头堆场的基层和填筑层。因此可以更多的利用码头港池和航道挖泥的淤泥废物。4、本专利技术方法可以有效降低固化土工程的施工费用，并大大节省砂石料等自然资源的使用量。具体实施方式以下进一步描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本专利技术，而不构成对其权利的限制。一种新型淤泥动压固结技术实例，其方案及步骤如下：（1）工程概况：室内实验，钢管直径273毫米，装淤泥高度3米，吹填淤泥，含水量98.3％。动压体为两个250毫升的塑料瓶，排水体为5×7厘米的塑料排水板，排水体间距0.5米。（2）实施步骤：关闭出水阀门－－动压－－高程测量－－打开出水阀门－－出水速度测量－－下一循环。（3）参数：按从小到大的原则实施动压，最大动压为-100～+65千帕，压载1.16吨/平米，动压时间1.5个月。（4）效果：沉降16.5％，含水量55.3～62.8％，承载力9.52吨/平米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淤泥动压冲击固结法，其特征在于，步骤如下：（1）常规真空预压或堆载预压工程施工：包括土力学指标检测、场地整平、铺设竹笆、砂垫层、工作垫层、打设塑料排水板、铺设真空膜、抽真空、膜上保护、堆载、施工监测、加固后土力学指标检测等；（2）埋设动压体并附设管道：打设塑料排水板后进行分层动压体的埋设并附设、连接动压管；（3）最大动压和最小动压检测：在动压施工前及施工工程中按一定时间间隔检测动压体的体积变化，以确定最大、最小动压值；（4）安装动压设备：包括管道、闸阀、水泵、压力罐、空压机等；（5）动压冲击、排水：真空预压压载或堆载预压压载后，按设计压力值和程序进行动压冲击施工，并进行典型排水板的出水量检测；（6）竣工及效果分析。

【技术特征摘要】
1.一种淤泥动压冲击固结法，其特征在于，步骤如下：（1）常规真空预压或堆载预压工程施工：包括土力学指标检测、场地整平、铺设竹笆、砂垫层、工作垫层、打设塑料排水板、铺设真空膜、抽真空、膜上保护、堆载、施工监测、加固后土力学指标检测等；（2）埋设动压体并附设管道：打设塑料排水板后进行分层动压体的埋设并附设、连接动压管；（3）最大动压和最小动压检测：在动压施工前及施工工程中按一定时间间隔检测动压体的体积变化，以确定最大、最小动压值；（4）安装动压设备：包括管道、闸阀、水泵、压力罐、空压机等；（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德光，
申请(专利权)人：江苏德盈土工材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32