一种利用自然重力势能实施软土地基的排水固结工法制造技术

本发明专利技术所属岩土工程软土地基处理技术领域，特别涉及应用于软土地区修筑工业与民用建筑和环境工程等实施排水固结的工法，具体涉及先在软土内竖向造孔，充分利用自然重力势能在纵向带细长孔的滤水管内外造成地下深层土体孔隙水径向产生压力差，把软土内孔隙水等释放出来，在滤水管内富集，排出地面，横向地下土体相变完成；对于环境工程类项目，在自然重力势能作用下，污染土体固液分离实施完结；竖向产生桩孔用散体材料夯击制成单体散体桩，再组成群体的散体桩形成群桩效应，桩间土体再次被挤密，形成桩土共同受力散体群桩，共同承担上部结构荷载，形成固结效果较好的复合地基的施工工法，适用于大面积和深厚软土地基处理工程和环境固液分离工程。

【技术实现步骤摘要】
一种利用自然重力势能实施软土地基的排水固结工法
本专利技术涉及岩土工程的软土地基处理领域，特别涉及应用于软土地区修筑工业与民用建筑、市政工程软土地基处理项目和环保工程原位固液分离的施工工法。
技术介绍
在软土地基上建造工业与民用建筑、市政工程、罐区类固定设施、港口、堆场、道路和环保工程等，必须实施大面积地基加固处理，以防止地基不均匀沉降、塌陷、滑坡等工程事故发生。在岩土工程领域中，现有技术对于软土地基处理的施工工艺较多，特别是针对高饱和度、低渗透率、具有触变性、软塑或者流塑状态的土体，现有工法处理效果普遍存在承载能力低、施工周期长、处理深度不足、工后沉降量较大等相关不利因素。因此，当需要实施大面积深层加固和置换处理软土地基，或者环保工程的原位固液分离项目时，上述常规施工工法存在着诸多难以克服的技术难题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的旨在提供一种具有排水固结效果显著、施工周期短、高置换率、简捷高效、符合环保政策的、用于大面积和深层软土加固的复合地基，或者环保工程原位固液分离技术的施工工法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案是：一种利用自然重力势能实施软土地基的排水固结工法，实施立体式排水固结措施，引导地下孔隙水和空气在滤水管内富集，再顺势排出地面，实现软土地基快速排水固结，或环保工程原位固液分离的目的。其主要特征为：1)竖向造孔；2)横向地下土体相变；3)竖向造散体桩。一、上述利用自然重力势能实施软土地基的排水固结工法，最好在主要特征1)中，所述竖向造孔，其特征在于以下步骤：1)在场地作业面铺设一定厚度的固体物料或板材，增加其承载力或承压面积；2)施工设备进场作业；3)钢柱锤自由落体，重锤轻击土体；4)反压钢管入孔到设计标高；5)提升钢柱锤出地面；6)植入管壁纵向满布细长泄水孔和外裹滤布的滤水管；7)钢管和滤水管间空隙部分填入滤水固体物料；8)提升钢管出地面，竖向成孔。其中，在上述步骤1)中，最好在所述场地作业面铺设一定厚度的固体物料，主要增加作业面承载力，在施工作业期间，首先要保证施工人员和施工设备的安全；在上述步骤1)中，最好在所述场地作业面，若该场地不能满足施工要求需铺设板材时，应根据现场实际情况，选用轻质泡沫板或者钢板等板材，增大作业面的承压面积；在上述步骤1)中，最好在所述场地作业面，若遇到流塑状淤泥，可以选用在专用作业船上实施；在上述步骤1)中，最好在所述场地，应按一定面积沿四周设置闭合的密封墙，防止外部地下孔隙水和空气渗透到作业区内；在上述步骤1)中，最好在所述固体物料，应选用无害化的建筑垃圾、弃土、工业固废、煤矸石、粉煤灰、山皮土、自然级配砂石等；在上述步骤2)中，最好在所述施工设备进场作业前，必须监测所铺设固体物料的密实度和稳定性，检测覆盖层满负荷作业时，消除因作业面承载能力不足或者因不均匀沉降引起的安全风险；在上述步骤3)中，最好在所述钢柱锤为圆钢，其重量和自由落体高度必须控制在有限范围内，提升前必须试夯，以免钢柱锤坠入软弱土层，在实施重锤轻夯引孔后，再进入下道工序；在上述步骤4)中，最好在所述反压钢管入孔，充分利用作用力和反作用力的原理，在重锤轻夯引孔后反复实施，直至达到设计标高；在上述步骤4)中，最好在所述钢管入孔，可选用液压装置实施下行或提升作业；在上述步骤4)中，最好在所述钢管入孔，若遇软弱土层承载能力较低，或者实施环保工程的固液分离作业时，可以先实施步骤4)，再实施步骤3)，在实施过程中，先投入部分固体物料入滤水管内，减少淤泥或者污泥向上喷溅；在上述步骤5)中，最好在所述提升钢柱锤出地面，待钢管提升出地面后，再移位共同实施下一桩孔的造孔作业；在上述步骤6)中，最好在所述植入管壁纵向满布细长泄水孔和外裹滤布的滤水管，目的是不让滤水管承受施工荷载，可作为工具反复使用；在上述步骤6)中，最好在所述植入管壁纵向满布细长泄水孔和外裹滤布的滤水管，有利于软土内孔隙水和空气快速释放，有效富集；在上述步骤6)中，最好在所述植入管壁纵向设有细长泄水孔和外包滤布的滤水管，有利于地下被污染污泥内的孔隙水和空气快速释放，有效富集；在上述步骤6)中，最好在所述外裹滤布，有利于防止滤水管外壁淤泥产生的淤堵现象；在上述步骤6)中，最好在所述滤水管可选用不同材质，包括：钢制、PVC和砼等；在上述步骤6)中，最好在所述滤水管，其底部用带泄水孔的相同的材质焊接或者衔接，有利于底部的封堵和泄水；在上述步骤7)中，最好在所述滤水固体物料，可选用粉煤灰、碎建筑垃圾、砂石等；在上述步骤8)中，最好在所述钢管出地面，在钢管内壁和滤水管外壁之间所投滤水物料完成后，轻轻地摇动钢管再拔出地面。竖向造孔完成。二、上述利用自然重力势能实施软土地基的排水固结工法，最好在主要特征2)中，所述横向地下土体相变，在竖向造孔的钢管拔出地面后，地下孔隙水和空气已经逐渐在滤水管内富集，其进一步的实施步骤为：1)在自然重力势能的作用下，滤水管内外地下孔隙水和空气造成径向压力差；2)地下软土内孔隙水和空气持续泄入滤水管内富集；3)将深水泵放入滤水管内不断抽水，持续排放出地面；4)形成群体抽水现象，地面整体下沉，软土排水固结效果显现；5)提升滤水管出地面，横向深层地下土体相变完成。其中，在上述步骤1)中，最好在所述在自然重力势能作用下，滤水管内外的地下孔隙水和空气造成径向的压力差，在相同的条件下，应选择管径小和孔距短的方案实施，尽可能缩短地下孔隙水和空气有效释放的行程，有效缩短排水固结周期；在上述步骤2)中，最好在所述地下软土内孔隙水和空气持续泄入滤水管内富集，地下土体处理深度越深，自然重力产生的势能越大，滤水管内外的径向压力差越大，地下孔隙水和空气在滤水管内富集越多，横向排水固结效果越明显；在上述步骤3)中，最好在所述将水泵放入滤水管内不断抽水，对于有抗浮要求的建构筑物，在沿四周设置闭合的密封墙后，可以有效释放地下孔隙水的压力，有效保证建构筑物使用的安全和稳定；在上述步骤3)中，最好在所述将水泵放入滤水管内不断抽水，若浅层地下水丰富不易释放时，地面可设置板材，板材上放置若干灌满地下水的吨桶作为配重承压；在上述步骤4)中，最好在所述形成群体，即管壁设有细长泄水孔的滤水管按一定间距等距排列，在同步抽水排放时，在自然重力势能作用下，土体内孔隙水和空气被有效释放和排出，软弱土体会整体下沉，土体固结度和十字板剪切强度有效提高，工后沉降大幅减少，地下软土地基排水固结效果显现；在上述步骤4)中，最好在所述土体整体下沉，对于土壤修复工程，在自然重力势能作用下，地面会整体下沉，环保类项目固液分离实施完结，地下污染土体相变完成；在上述步骤5)中，最好在所述提升滤水管出地面，在地下孔隙水被有效释放和富集后，对于有重金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用自然重力势能实施软土地基的排水固结工法，其主要特征为：/n1)竖向造孔；/n2)横向地下土体相变；/n3)竖向造散体桩。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用自然重力势能实施软土地基的排水固结工法，其主要特征为：
1)竖向造孔；
2)横向地下土体相变；
3)竖向造散体桩。


2.根据权利要求1所述的主要特征1)竖向造孔中，其实施步骤为：
1)在场地作业面铺设一定厚度的固体物料或板材，增加其承载力和承压面积；
2)施工设备进场作业；
3)钢柱锤自由落体，重锤轻击土体；
4)反压钢管入孔到设计标高；
5)提升钢柱锤出地面；
6)植入管壁纵向满布细长泄水孔和外裹滤布的滤水管；
7)钢管和滤水管间空隙部分填入滤水固体物料；
8)提升钢管出地面，竖向成孔。
其中，所述的步骤1)其特征在于场地作业面要铺设一定厚度固体物料，主要目的增加作业面承载能力，在施工作业期间，首先要保证施工人员和施工设备的安全；
所述的步骤1)其特征在于场地作业面，若该场地不能满足施工要求需铺设板材时，应根据现场实际情况，选用轻质泡沫板或钢板等板材，增大作业面的承压面积；
所述的步骤1)其特征在于场地作业面，若遇到流塑状淤泥，可以选用在专用作业船上实施；
所述的步骤1)其特征在于场地，应按一定面积沿四周设置闭合的密封墙，防止外部地下孔隙水和空气渗透到作业区内；
所述的步骤1)其特征在于固体物料，应选用无害化的建筑垃圾、弃土、工业固废、煤矸石、粉煤灰、山皮土、自然级配砂石等；
所述的步骤2)其特征在于施工设备进场作业前，必须监测所铺设固体物料的密实度和稳定性，检测覆盖层满负荷作业时，消除因作业面的承载能力不足或者因不均匀沉降引起的安全隐患；
所述的步骤3)其特征在于钢柱锤为圆钢，其重量和自由落体高度必须控制在有限范围内，提升前必须试夯，以免钢柱锤坠入软弱土层，在实施重锤轻夯引孔后，再进入下道工序；
所述的步骤4)其特征在于反压钢管入孔，充分利用作用力和反作用力的原理，在重锤轻夯引孔后反复实施，直至达到设计标高；
所述的步骤4)其特征在于钢管入孔，可以选用液压装置实施下行或者提升作业；
所述的步骤4)其特征在于钢管入孔，若遇软弱土层承载力较低，或者实施环境工程的固液分离作业时，可以先实施步骤4)，再实施步骤3)，在实施过程中，先投入部分固体物料入钢管，减少淤泥或者污泥向上喷溅；
所述的步骤5)其特征在于提升钢柱锤出地面，待钢管提升出地面后，再移位共同实施下一桩孔的造孔作业；
所述的步骤6)其特征在于植入管壁纵向满布细长泄水孔和外裹滤布的滤水管，目的是不让滤水管承受施工荷载，可作为工具反复使用；
所述的步骤6)其特征在于植入管壁纵向满布细长泄水孔和外裹滤布的滤水管，有利于软土内孔隙水和空气快速释放，有效富集；
所述的步骤6)其特征在于植入管壁纵向满布细长泄水孔和外裹滤布的滤水管，有利于地下被污染污泥内的孔隙水和空气快速释放，有效富集；
所述的步骤6)其特征在于外裹滤布，有利于防止滤水管外壁淤泥产生淤堵现象；
所述的步骤6)其特征在于滤水管可选用不同的材质，包括：钢制、PVC和砼等；
所述的步骤6)其特征在于滤水管，其底部用带泄水孔的相同的材质焊接或者衔接，有利于底部的封堵和泄水；
所述的步骤7)其特征在于滤水固体物料，可选用粉煤灰、碎建筑垃圾、砂石等；
所述的步骤8)其特征在于提升钢管出地面，在钢管内壁和滤水管外壁之间所投滤水物料完成后，轻轻地摇动钢管再拔出地面。竖向造孔完成。


3.根据权利要求1所述的主要特征2)中，所述横向地下土体相变，在竖向造孔的钢管拔出地面后，地下孔隙水和空气已经逐渐在滤水管内富集，其进一步的实施步骤为：
1)在自然重力势能作用下，滤水管内外的地下孔隙水和空气造成径向压力差；
2)地下软土内孔隙水和空气持续泄入滤水管内富集；
3)将深水泵放入滤水管内不断抽水，持续排放出地面；
4)形成群体抽水现象，地面整体下沉，软土排水固结效果显现；
5)提升滤水管出地面，横向深层地下土体相变完成。
其中，所述的步骤1)其特征在于在自然重力势能作用下，滤水...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁思华，丁锦良，王强，
申请(专利权)人：丁思华，丁锦良，王强，
类型：发明
国别省市：北京;11