[发明专利]一种湿软土地基处理方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种湿软土地基处理方法。

背景技术

目前，在一些沿海或沿河地区，其地基土自上而下分为8层：

①素填土：黄褐色，松散，稍湿～很湿，主要成分为卵石及砂砾，为新填土。

②层淤泥质粉质粘土：灰色-黄灰色，流塑-软塑，中等干强度，中等韧性，有腥臭味，含零星碎贝壳。

③层淤泥质粉土，灰色，松散，饱和，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低、韧性低，有腥臭味，含少量细沙，含碎贝壳。

④层淤泥质粉质粘土：灰色，软塑，中等干强度，中等韧性，有腥臭味，含零星碎贝壳。场区普遍分布；

⑤层粉质粘土：灰色，可塑，中等干强度，中等韧性，有腥臭味。

⑥层中砂：黄褐色，饱和，中密-密实，主要成分为长石及石英，分选一般。

⑦层粉质粘土：黄褐色-灰绿色，硬塑-坚硬，干强度中等，韧性中等，切面稍光滑，无摇振反应，含灰白色团块，夹薄层粉土。

⑧层粗砂砾：黄褐色，饱和，密实，主要成分为长石及石英，分选一般，含少量砾石。

其中：第②层淤泥质粉质粘土层、第③层淤泥质粉土层及第④层淤泥质粉质黏土层，以上三层软黏土大多为欠固结土～正常固结土，土质疏松，孔隙比大，含水量高，渗透性差，基本为流塑～软塑状态，承载力低，平均为50Kpa左右。在上部荷载作用下，其沉降变形大，不均匀沉降明显，固结历时较长。在这样的天然地基上道路及管线，在强度和变形方面都无法满足工程建设的需要，必须进行处理。

目前，地基处理的方法有很多，对于湿软土地基比较常用的处理方法主要有换填法、强夯法、桩法(如粉喷桩、砂石桩、木桩等)、排水固结法(如堆载预压法、真空-堆载联合预压法)、动力排水固结法(如塑料排水板+强夯+堆载预压法、高真空击密法等)；这些方法存在以下缺点：

(1)换填法为路基处理中最常用的方法，其施工简单易行、质量可靠，基本能满足地基承载力及稳定性的要求，工程造价也不是很高，缺点为处理深度不宜太大(不大于2～3m)；但是由于在沿海或沿河地区中，淤泥层的厚度均在10米左右，处理深度加大则使换填法的处理造价直线上升，较不经济；

(2)水泥搅拌桩(粉喷桩湿法)是用于加固软土地基的一种较为常用的方法，它利用深层搅拌机，将水泥浆与地基土在原位拌和，搅拌后形成柱状水泥土体，利用水泥浆和软土之间所产生的一系列物理化学反应，减少了软土中的含水率，增加了颗粒之间的粘结力，增加了地基的强度和稳定性，提高了地基的承载力。在地基处理设计中，若采用水泥搅拌桩法进行处理，使其达到设计要求的承载力及稳定性，水泥搅拌桩的桩底标高须坐落于第⑤层粉质粘土层层顶，粉质粘土层埋深9.5-15.5米，即水泥搅拌桩的平均桩长在10米以上，如此长度的桩长大大增加了该地基处理方法的造价，另外，管线敷设时会将上端桩体挖除，造成浪费，不利于管线的敷设。

(3)真空-堆载联合预压法是目前使用范围较广的、技术上较为成熟的软土地基处理方法之一。真空预压及堆载预压都属于排水固结法，是由瑞典皇家地质学院W.Klellman教授于1952年提出的。

堆载预压的加固原理为：堆载预压通过对软基施加超载，经过较长时间(一般为12个月)的预压，使软土中的超静孔隙水压力逐渐消散，土体有效应力逐渐增加，以达到减少软土地基工后沉降的目的。

真空预压的加固原理为：真空预压通过对软土地基设置塑料排水板或砂井等竖向排水通道，在表面铺设砂垫层和水平抽水通道，并在其上覆盖密封膜，然后采用真空泵将膜内气体和水抽出，在膜内外产生约80kpa的气压差，使软土中的水加速排出而达到加固软基的目的。

真空-堆载联合预压法是近几年来在真空预压和堆载预压基础上发展而成的、对沿海软基加固较为经济有效的处理方法，它具有真空预压和堆载预压的双重效果。其所需工期约9个月，处理完成后地基表层承载力约120Kpa。

真空预压期间，受真空预压荷载的影响，加固土体产生侧向收缩变形，而在堆载预压期间，土体受堆载影响，加固土体产生侧向挤出变形，采用真空联合堆载预压法处理路基，上述两种变形在施工过程中可相互抵消，从而可以使堆载的速度加快但不会使路基失稳的效果。缺点是处理造价高，工期较长。

(4)高真空击密法

高真空击密法是一种快速加固软土地基的专利技术，它通过数遍的高真空压差排水，并结合数遍合适的变能量击密，达到降低土层的含水量、提高密实度和承载力、减少地基工后沉降和差异沉降量的目的。