一种用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺方法与流程

1.本发明属于软土地基加固领域，尤其适用于沿海软土地区基坑群内道路地基加固领域，具体涉及一种用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺方法。


背景技术：

2.沿海地区软土分布广泛，软土厚度较大。软土具有天然孔隙比大、天然含水率大于液限、抗剪强度低、压缩性高、低透水性和高流变性等特点。
3.在大面积高层综合开发地区往往出现基坑群，而各基坑之间需修建市政道路，因此在基坑群用地红线内根据使用功能不同合理分区，分成基坑开挖区及场内道路区。沿海地区基坑开挖后基坑坑底多为深厚软土层，承载力低，施工车辆及机械设备无法进入，基坑出土不便，需利用场内道路作为运输通道，因此需预先对场内道路进行软土地基处理。目前常用的软土地基处理方法有堆载预压法、真空预压法、强夯法等方法。堆载预压法、真空预压法施工耗时较长、施工成本高等问题；强夯法处理深度一般为4～10m，无法满足深厚软土地基的处理要求，且强夯容易形成“橡皮土”极易造成工程失效。


技术实现要素：

4.针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提出一种用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺，既能满足软土地基承载力与沉降变形要求，而且工期短、工程成本费用低，符合经济和工期的要求。
5.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺方法，其中，包括如下步骤：
6.s101、场地平整及放线分区：
7.在基坑群用地红线内根据使用功能不同进行分区，分成基坑开挖区及场内道路区；
8.s102、场内道路区软土地基浅层就地固化：
9.对场内道路区范围内进行浅层就地固化，将固化剂等材料通过搅拌设备掺入场内道路区范围软土中，进行浅层加固处理，形成硬壳层；
10.s103、铺设竖向排水体系及砂垫层：
11.在硬壳层上往下铺设竖向塑料排水板及砂垫层，竖向塑料排水板作为排水体系，砂垫层可改善地基土的排水条件；
12.s104、回填填土层：
13.在砂垫层上回填一定厚度的填土层；
14.s105、初步投入使用施加荷载：
15.进行基坑开挖，将场内道路初步投入使用并施加荷载，场内道路可为施工车辆及机械设备进场提供施工便道；
16.s106、回填至设计标高并进行路面硬化：
17.基坑工程施工完成后，待地下主体结构完成后，对此场区道路回填至设计标高并进行路基表层硬化，形成永久市政道路。
18.进一步优选地，步骤s101中，基坑开挖区为多个基坑开挖区。
19.进一步优选地，步骤s101中，场内道路区为沿规划市政道路用地红线往外偏移2～3m。
20.进一步优选地，步骤s102施工时，先将场内道路区范围划分为多个处理区域单元，再在各所述处理区域单元依次开展固化作业。
21.进一步优选地，步骤s102施工时，在进行相邻两处理区域单元的固化作业时，后固化的处理区域单元搭接在先处理区域单元上，且搭接宽度不小于10cm。
22.进一步优选地，步骤s103中，塑料排水板间距按，塑料排水板至软土下卧层以下粉质黏土层中不小于0.5m；塑料排水板插设总深度满足：12.0m≤插设总深度≤20.0m，塑料排水板垂直偏差不超过插板长度的1.0％。
23.进一步优选地，步骤s103中，所述砂垫层的厚度为1.0～1.5m，为中粗砂垫层，砂垫层形成水平排水通道。
24.进一步优选地，步骤s104中，填土层厚度为3～4m。
25.进一步优选地，步骤s105中，施加的荷载包括施工车辆的荷载、机械设备动力荷载及硬壳层静力荷载。
26.进一步优选地，步骤s106场区道路回填时按照市政道路红线范围及设计技术标准进行回填。
27.上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
28.本发明的用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺方法，是在软土地基中沿场区道路路基固化浅层软土，形成硬壳层，然后铺设竖向排水板及中粗砂垫层，再回填一定厚度的填土后即可投入使用，极大程度的节约了工期。形成的硬壳层一方面可用于承担上部施工车辆、机械荷载，另一方将施工车辆、机械荷载传递至下卧软土层，形成动力荷载，而硬壳层形成静力荷载。下卧软土层在上部静力荷载及动力荷载作用下，孔隙水不断沿塑料排水板排出，孔隙水压力逐渐消散，孔隙体积减小、有效应力增加，土的抗剪强度指标提高，工后沉降显著降低。工程成本降低，安全可靠。
29.本发明对路基表层就地固化无需对软土进行挖除处理，充分利用工程现场的软弱土层，减少淤泥的弃方量，符合经济环保要求。本发明缩短工期了工期，节省了造价。社会效益高，经济效益好。
30.对表层软土进行就地固化，形成硬壳层。形成的硬壳层一方面可用于承担上部施工车辆、机械荷载，另一方面施工车辆、机械荷载传递至下卧软土层，形成动力荷载，而硬壳层形成静力荷载，动力荷载和静力荷载形成加压系统。
31.将路基表层软土进行改良后，铺设竖向排水板及中粗砂垫层，然后再回填一定厚度的填土后即可投入使用，极大程度的节约了工期。
32.对路基表层就地固化无需对软土进行挖除处理，构充分利用工程现场的软弱土层，减少淤泥的弃方量，符合经济环保要求。
33.下卧软土层在上部静力荷载及动力荷载作用下，孔隙水不断沿塑料排水板排出，孔隙水压力逐渐消散，孔隙体积减小、有效应力增加，土的抗剪强度指标提高，工后沉降显
著降低。工程成本降低，安全可靠。
附图说明
34.图1是本发明实施例的用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺方法流程的示意图；
35.图2是本发明实施例的用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺方法的平面示意图；
36.图3是图2中a-a剖面示意图。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
38.如图1-3所示，本发明提供一种用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺，适用于软土地基加固领域，尤其适用于沿海软土地区基坑群内道路地基加固领域。该项技术无需对软土进行挖除处理，合理利用资源、经济合理，对浅层进行就地固化后形成硬壳层，然后铺设竖向排水板及中粗砂垫层，再回填一定厚度的填土后即可投入使用，极大程度的节约了工期。
39.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺，具体工艺按照以下步骤进行：
40.s101、场地平整及放线分区：
41.在基坑群用地红线1内根据使用功能不同进行分区，分成基坑开挖区2及场内道路区3；
42.s102、场内道路区软土地基浅层就地固化：
43.对场内道路区3范围内进行浅层就地固化，将固化剂等材料通过搅拌设备掺入场内道路区范围软土中，进行浅层加固处理，形成硬壳层4；
44.s103、铺设竖向排水体系及砂垫层：
45.在硬壳层4上往下铺设竖向塑料排水板5及砂垫层6，竖向塑料排水板5作为排水体系，砂垫层6可改善地基土的排水条件；
46.s104、回填填土层：
47.在砂垫层6上回填一定厚度的填土层8；
48.s105、初步投入使用施加荷载：
49.进行基坑开挖，将场内道路初步投入使用并施加荷载，场内道路可为施工车辆及机械设备进场提供施工便道；
50.s106、回填至设计标高并进行路面硬化：
51.基坑工程施工完成后，待地下主体结构完成后，对此场区道路回填至设计标高并进行路基表层硬化，形成永久市政道路。
52.进一步优选地，步骤s101中，基坑开挖区为多个基坑开挖区2；场内道路区3为沿规
划市政道路用地红线往外偏移2～3m。
53.进一步优选地，步骤s102施工时，先将场内道路区范围划分为多个处理区域单元，再在各所述处理区域单元依次开展固化作业；在进行相邻两处理区域单元的固化作业时，后固化的处理区域单元搭接在先处理区域单元上。
54.进一步优选地，步骤s103中，塑料排水板间距按，塑料排水板至软土下卧层以下粉质黏土层9中不小于0.5m；塑料排水板插设总深度(包括穿过淤泥层7的部分)满足：12.0m≤插设总深度≤20.0m，塑料排水板垂直偏差不超过插板长度的1.0％。
55.进一步优选地，步骤s103中，所述砂垫层6的厚度为1.0～1.5m，为中粗砂垫层，砂垫层形成水平排水通道。
56.进一步优选地，步骤s104中，填土层8厚度为3～4m。
57.进一步优选地，步骤s105中，施加的荷载包括施工车辆的荷载10、机械设备动力荷载及硬壳层4静力荷载。
58.所述步骤s105场内道路初步投入使用过程中，由人工设置的塑料排水板竖向排水体系和砂垫层水平向排水体系，以及施工车辆及机械设备动力荷载、硬壳层静力荷载作用下中形成的土内微裂隙系统，共同构成了复杂的空间网状排水体系。
59.软土在施工车辆及机械设备动力荷载、硬壳层静力荷载作用下孔隙水不断沿塑料排水板排出，孔隙水压力逐渐消散，孔隙体积减小、有效应力增加，土的抗剪强度指标提高，工后沉降显著降低。
60.进一步优选地，步骤s106场区道路回填时按照市政道路红线范围及设计技术标准进行回填。
61.本发明中的一种用于深厚软土地区的静动力排水固结施工工艺，其施工步骤简单，施工便捷，能有效利用场区道路，提升软土基坑施工出土的效率和安全性，本发明无需对软土进行挖除处理，充分利用工程现场的软弱土层，减少淤泥的弃方量，节省了造价，符合经济环保要求。本发明充分利用硬壳层及施工车辆、机械荷载作为荷载，形成加压系统，缩短工期了工期，社会效益高，经济效益好。
62.具有较好的推广前景和应用价值。
63.综上所述，与现有技术相比，本发明的方案具有如下显著优势：
64.1、对表层软土进行就地固化，形成硬壳层。形成的硬壳层一方面可用于承担上部施工车辆、机械荷载，另一方面施工车辆、机械荷载传递至下卧软土层，形成动力荷载，而硬壳层形成静力荷载，动力荷载和静力荷载形成加压系统。
65.2、将路基表层软土进行改良后，铺设竖向排水板及中粗砂垫层，然后再回填一定厚度的填土后即可投入使用，极大程度的节约了工期。
66.3、对路基表层就地固化无需对软土进行挖除处理，构充分利用工程现场的软弱土层，减少淤泥的弃方量，符合经济环保要求。
67.4、下卧软土层在上部静力荷载及动力荷载作用下，孔隙水不断沿塑料排水板排出，孔隙水压力逐渐消散，孔隙体积减小、有效应力增加，土的抗剪强度指标提高，工后沉降显著降低。工程成本降低，安全可靠。
68.可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布
到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
69.另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
70.本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。
71.然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。
72.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。