[发明专利]吹填土地基处理方法及其注气排水装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种吹填土地基处理技术，特别涉及一种用于土体固结的注气排水装置，属于软弱地基处理技术领域。

背景技术

随着沿海、沿江城市经济和基础建设的蓬勃发展，以及进一步的城市发展规划，国内一些港口出现陆域用地不足的情况，将疏浚出来的淤泥用来填海造陆或构造码头港口的陆域，这已经成为土地开发的重要手段。比如上海，作为典型的软土地基地区，又正值上海的新一轮城市总体规划时期，至2020年城市化水平将达到85％，建设总用地1500km²，长江与东海沿岸将成为重要的产业发展带，那么紧张的用地很大程度上依赖于向大海、长江扩展陆域，所以大面积疏浚吹填土地基的处理尤为重要。与吹填土有关的岩土工程问题越来越突出，核心问题是吹填土的处理。

目前，对于吹填土地基的加固措施主要有二灰桩法、深层搅拌桩、堆载预压、真空预压、降水预压、电渗排水、真空降水联合强夯法等方法。但是，由于吹填土地基的土质往往很差，固结性能不好，直接应用真空、电渗等方法降水均难以奏效，使用二灰桩法、深层搅拌桩也效果不理想，所以应用中一般采用大面积堆载预压法或者真空预压法，但其排水较慢，固结时间需要1～3年。因此，很有必要在吹填过程中对吹填土进行有效的预加固处理。

对于淤泥质的吹填土地基处理，产生这些困难的原因主要在于其透水性太小，土中水难以排出。为此，本发明提出采用注气排水装置，以砂垫层和盲沟构造排水系统，向砂垫层内部注入压力气体而强行提高排水系统的排水能力，向吹填土内部注入压力气体以大幅度提高土中水渗流的水力坡降而迫使吹填土中的水向排水系统快速移动，最终使得整个吹填土地基含水量大幅降低，达到地基处理效果。若注气排水过程中，结合传统的堆载预压，则可以进一步提高土体密实度和地基承载力。对于含水量较低的吹填土层进行强夯，则效果将会更加满意。

发明内容

为解决吹填土的排水困难、地基处理时间长的问题，本发明在提出注气排水方法基础上，提供一种能够加速地基的排水固结、缩短地基强度增长时间的吹填土地基处理方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现：

一种利用注气排水装置的吹填土地基处理方法，其中该处理方法包括：

1)按常规方法设置以砂垫层为排水层的吹填土与砂垫层间隔设置的多层土体结构，

2)在具有输水作用的砂垫层中设置集中排水的盲沟，

3)分别在输水砂垫层和吹填土层中埋设与盲沟平行的注气管，

4)在砂垫层铺设和吹填土过程中，同时通过注气管向输水砂垫层和/或吹填土层中注气，并清理由盲沟排出的水，

5)反复多次直至没有水流流出后结束地基处理。

如上所述的方法，其中具体包括以下步骤：

1).平整吹填场地，在至少一个方向上设置纵坡；

2).在平行于纵坡方向布置盲沟，接着铺填输水砂垫层，并在砂垫层中埋设平行于盲沟方向的注气管，注气管均匀分布于盲沟中间位置；

3).将吹填土吹填到砂垫层上面，在吹填土达到50cm以上时，即可开动供气装置通过注气管向输水砂垫层注入气体，注气与吹填同时进行，并及时清理盲沟流出的水；

4).当吹填土厚度达到设计单层厚度一半的时候，在吹填土上平行于盲沟方向铺设注气管，接着继续吹填至设计单层厚度，开动供气装置通过注气管向吹填土层注入气体；

5).重复步骤2，设置第二层排水系统和注气装置；

6).重复步骤3、4，吹填第二层吹填土并在吹填土中埋设注气装置，并进行注气；

7).在所有吹填土层结束后，各层注气管继续注气，根据上覆吹填土体重量调节注气压力，直至盲沟没有水流流出为止；注气停止一段时间后再次注气，直至没有水流流出；如此反复多次至没有水流流出后结束地基处理。

如上所述的方法，其中吹填土单层厚度为1.5～4.0m，透水性较强的吹填土可取大值。

如上所述的方法，其中设置的纵坡为单向坡或双向坡。

如上所述的方法，其中输水砂垫层的厚度不小于10cm。

如上所述的方法，其中所述的盲沟包括以砂石为反滤材料的传统盲沟、工业生产的塑料盲沟或由多根塑料排水板组成的排水通道，盲沟坡度不小于1％，布设间距为吹填土单层厚度的10～30倍，对于强透水性的粗砂垫层取上限。

如上所述的方法，其中所述注气管，在吹填土层中的注气管布置间距为单层吹填土厚度的0.5～0.8倍，其材料为硬质塑料管，管径15～30mm，管壁上开有孔径1.5～2.5mm的注气孔，孔距为孔径的30～80倍，并外包滤网。