无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法技术

本发明专利技术公开一种无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，包括：将目标超软土地基划分若干个地基单元，在地基单元内挖设基坑，并在基坑内填充硬壳层区域，并且硬壳层区域的密度小于基坑下方的目标超软土地基密度，以使得硬壳层区域具备承载用于挖设和填充下一个地基单元的作业设备，作业设备在当前地基单元的硬壳层区域对下一个地基单元继续进行挖设和填充，以使得下一个地基单元形成硬壳层区域，依次继续，直至形成完全覆盖目标超软土地基的硬壳层区域；在形成了硬壳层区域所述超软土地基上进行无砂垫层真空预压作业，直至当前目标超软土地基固结沉降至预设标高。本发明专利技术避免出现漏气的问题，节省了工程成本，提高了工程安全系数。高了工程安全系数。高了工程安全系数。

【技术实现步骤摘要】
无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法


[0001]本专利技术涉及地基加固
，具体是无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法。

技术介绍

[0002]近些年来，随着我国经济的迅速发展，沿海地区用地紧张的矛盾日益突出，在此情况下，各城市掀起了一股填海造陆的热潮。填海造陆形成的地基是以黏土为主的深厚吹填土，我国大多数沿海城市有大量的淤泥质土，而填海造陆大都用的是疏浚形成的吹填超软土，其颗粒粒径小于0.005mm的黏粒含量在30％
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50％之间，一般具有高含水量、大孔隙比、低强度、高压缩性、低渗透性和流变性等特点，所以这种超软土地基不能满足工程建设所要求的基本条件，而超软土在自重作用下的固结需要几年甚至更长时间才能完成。
[0003]为了使超软土地基在短时间内具有一定强度以满足工程建设的需要，科研学者提出了无砂垫层真空预压法。无砂垫层真空预压法与传统真空预压法的加固原理本质上是一致的，都是利用大气压形成地表负压，通过地基内的竖向排水体向周围土体扩散，降低孔隙水压力，使得有效应力增加、土体强度提高，从而达到加固地基目的。无砂垫层真空预压法与常规真空预压技术在工艺方面的最大区别在于前者无需设置水平排水砂垫层，而是通过加密水平排水滤管的间距并与排水板直接相连的方式，促使地表负压快速传递到竖向排水板。如此一来，即可避免砂垫层无法铺设、插板翻浆污染砂垫层甚至机械设备倒塌的安全事故。尽管无砂垫层真空预压法得到了广泛运用，但是，该方法依旧存在诸多的局限性，如密封膜常发生漏气现象，大型设备无法入场，施工难度较大等。
[0004]所谓硬壳层，即分布在软土上部的一层硬度较大的土层，相比下覆软土地基，其密实度较大、压缩性和抗剪强度较高，具有一定的刚度，能够承担一部分外部荷载。硬壳层对其下卧的软土层的承载和变形都有较大影响，主要表现为应力扩散作用、封闭作用和沉降滞后效应。应力扩散作用和封闭作用都会对地基的承载力产生有利影响，提高原来软土及软弱地基的承载力，但封闭作用会使得下卧层产生超孔压，并且作用区域较大。沉降滞后效应则会使得下卧层沉降与硬壳层不同步，整体沉降变缓，对地基不利。此外，硬壳层可分为天然硬壳层和人工硬壳层。后者通常将软弱地基表层进行化学改性加固并回填，强度形成后即可形成。
[0005]然而，就超软土而言，由于其含水量高、强度低、孔隙比大、密度低的特性，掺入常规改性剂后，土料含水量、孔隙比减小，密度增大，回填后土料陷入下卧层中，无法形成上覆硬壳层，因此，常规方式不适用于超软土地基。而目前并未发现砂垫层真空预压和硬壳层相结合对超软土地基进行施工的技术，并且也未发现现有技术可以加快超软土地基的加固过程，从而能够缩短其固结所需要时间，特别是相比于传统的超软土在自重作用下的固结需要几年甚至更长时间才能完成，其固结所需要时间大大缩短，能够在短时间内形成可满足工程建设需要的强度。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，其能够解决
技术介绍
所描述的问题。
[0007]实现本专利技术的目的的技术方案为：一种无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1：将目标超软土地基划分若干个地基单元，在地基单元内挖设基坑，并在基坑内填充硬壳层区域，并且硬壳层区域的密度小于基坑下方的目标超软土地基密度，以使得硬壳层区域具备承载用于挖设和填充下一个地基单元的作业设备，
[0009]所述作业设备在当前地基单元的硬壳层区域对下一个地基单元继续进行挖设和填充，以使得下一个地基单元形成硬壳层区域，依次继续，直至形成完全覆盖目标超软土地基的硬壳层区域；
[0010]步骤S2：在形成了硬壳层区域所述超软土地基上进行无砂垫层真空预压作业，直至当前目标超软土地基固结沉降至预设标高。
[0011]进一步地，在步骤S1之后、步骤S2之前，还包括形成的硬壳层区域静置若干时间后，再进行无砂垫层真空预压作业。
[0012]进一步地，所述步骤S1的具体实现过程，包括如下步骤：
[0013]步骤1：在目标超软土地基挖设预设尺寸的基坑，并将挖出的超软土土料静置后进行处理得到改性超软土土料，所述处理包括降低超软土土料含水量、增加超软土土料强度和降低超软土土料密度中的一种或多种；
[0014]步骤2：将一部分的改性超软土土料回填至所述基坑并进行拍实，从而在基坑形成一定厚度的第一改性土层；
[0015]步骤3：在基坑内的第一改性土层的上方，继续铺设厚度为b的泡沫混凝土层；
[0016]步骤4：将剩余的改性超软土土料全部回填至基坑，并经拍实后在泡沫混凝土层上方形成第二改性土层，从而将包括基坑下方的超软土地基和基坑内的第一改性土层、泡沫混凝土层、第二改性土层一起形成硬壳层区域。
[0017]进一步地，在步骤1中，所述预设尺寸的基坑为长方体基坑或圆形基坑或菱形基坑或不规则形状的基坑，基坑的深度为a米。
[0018]进一步地，在步骤1中，将将挖出的超软土土料放置在目标超软土地基周围进行静置一段时间，以晾出超软土土料内的水分，静置一段时间的时间长度为至少使得超软土土料的表面无明显自由水流动。
[0019]进一步地，所述处理包括向静置后的超软土土料添加按预设掺配比的石灰、改性剂与ESP颗粒，并搅拌均匀后静置一定时间，加入石灰的目的在于降低超软土土料的含水量，改性剂包括水泥、粉煤灰，目的在于增加超软土土料的强度，EPS颗粒目的在于降低超软土土料的密度，避免后续回填超软土土料形成下沉。
[0020]进一步地，石灰、改性剂与ESP颗粒的含量比例通过试验确定，石灰、改性剂与ESP颗粒的含量比例通过试验确定的条件为：室内2天无侧限抗压强大大于0.6MPa且改性超软土土料的密度小于1.3g/cm3，此时时的掺配比作为所述预设掺配比。
[0021]进一步地，第一改性土层的厚度为所述基坑深度a的c倍，0＜c＜1，0＜b＜a且第一改性土层的厚度+b＜基坑深度，铺设厚度b的泡沫混凝土层的目的在于防止作业设备夯击
能较小造成后续的硬壳层结构孔隙过大，以及防止后续无砂垫层真空预压作业过程中出现漏气漏水现象。
[0022]进一步地，将挖出的超软土土料经过改性后再次回填至基坑内，并且沿着基坑底壁的表面填充满超改性软土土料，以避免有部分基坑底壁未被填充到而外露，并且沿着朝靠近基坑坑口方向不断填充，从而形成一定厚度的第一改性土层。
[0023]进一步地，所述步骤S2的具体实现过程包括以下步骤：
[0024]步骤5：在硬壳层区域上向下挖设若干一定尺寸的凹孔，各个凹孔沿着硬壳层区域的延伸方向间隔排列分布在整个硬壳层区域，凹孔穿过整个硬壳层区域，向圆孔内埋设排水板，每一个圆孔内铺设一个排水板，排水板伸入至基坑下方的超软土地基，凹孔和排水板均纵向设置；
[0025]步骤6：在硬壳层区域的表面铺设水平滤管，并将排水板与水平滤管连通，水平滤管还与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将目标超软土地基划分若干个地基单元，在地基单元内挖设基坑，并在基坑内填充硬壳层区域，并且硬壳层区域的密度小于基坑下方的目标超软土地基密度，以使得硬壳层区域具备承载用于挖设和填充下一个地基单元的作业设备，所述作业设备在当前地基单元的硬壳层区域对下一个地基单元继续进行挖设和填充，以使得下一个地基单元形成硬壳层区域，依次继续，直至形成完全覆盖目标超软土地基的硬壳层区域；步骤S2：在形成了硬壳层区域所述超软土地基上进行无砂垫层真空预压作业，直至当前目标超软土地基固结沉降至预设标高。2.根据权利要求1所述的无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，其特征在于，在步骤S1之后、步骤S2之前，还包括形成的硬壳层区域静置若干时间后，再进行无砂垫层真空预压作业。3.根据权利要求1或2所述的无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，其特征在于，所述步骤S1的具体实现过程，包括如下步骤：步骤1：在目标超软土地基挖设预设尺寸的基坑，并将挖出的超软土土料静置后进行处理得到改性超软土土料，所述处理包括降低超软土土料含水量、增加超软土土料强度和降低超软土土料密度中的一种或多种；步骤2：将一部分的改性超软土土料回填至所述基坑并进行拍实，从而在基坑形成一定厚度的第一改性土层；步骤3：在基坑内的第一改性土层的上方，继续铺设厚度为b的泡沫混凝土层；步骤4：将剩余的改性超软土土料全部回填至基坑，并经拍实后在泡沫混凝土层上方形成第二改性土层，从而将包括基坑下方的超软土地基和基坑内的第一改性土层、泡沫混凝土层、第二改性土层一起形成硬壳层区域。4.根据权利要求3所述的无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，其特征在于，在步骤1中，所述预设尺寸的基坑为长方体基坑或圆形基坑或菱形基坑或不规则形状的基坑，基坑的深度为a米。5.根据权利要求4所述的无砂垫层真空预压联合硬壳层加固超软土地基施工方法，其特征在于，在步骤1中，将将挖出的超软土土料放置在目标超软土地基周围进行静置一段时间，以晾出超软土土料内的水分，静置一段时间的时间长度为至少使得超软土土料的表面无明显自由水流动。6.根据权利要求5所述的无砂垫...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢尧，胡君龙，王婧，刘志军，王德咏，
申请(专利权)人：广州港湾工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：