自排水后固結充填砂袋復合樁體系及其施工方法與流程

本發明涉及一種自排水后固結充填砂袋復合樁體系及其施工方法。

背景技術：

軟土地基廣泛分布于我國沿海、內河兩岸及湖泊地區，其承載力低、沉降量大、沉降不均勻、排水固結慢、變形穩定時間長，處理不當會影響上部結構使用。現有的處理方法有排水固結法、填充沙袋法、樁網復合地基、復合樁基等。但每項工程的承載力要求不同，軟土地基的含水量也不同。現有的排水固結法較慢，填充砂袋自身強度、承載力等方面存在缺陷，樁網復合地基成本高，淤泥和泥漿中難以施工樁基，因此需要一個性能優異，應用范圍廣的軟土地基處理辦法。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種排水固結快速、固結后強度大、承載力高、整體穩定性好的自排水后固結充填砂袋復合樁體系及其施工方法，可應用于各種含水量軟土地基的處理。

本發明的技術解決方案是：

一種自排水后固結充填砂袋復合樁體系，其特征是：包括設置于軟土地基中形成豎向排水通道的袋裝砂井、塑料排水板或后固結散體樁，在袋裝砂井、塑料排水板或后固結散體樁上方設置后固結充填砂袋層。依靠上部充填砂袋層的自重荷載加速軟土地基的排水固結。

在軟土地基表面設置有土工布層或格柵層。

在后固結散體樁中心打入有混凝土芯樁形成后固結復合樁；所述混凝土芯樁為鋼筋混凝土樁或素混凝土樁。

所述后固結散體樁材料由活性微粒（鋼渣和/或礦渣）和碎石或砂石組成，活性微粒含量占散體材料的50%以上。

散體樁前期為排水通道；材料中活性微粒經過一段時間水化反應后形成膠凝材料，后期固結完成后強度較高。

后固結充填砂袋層由后固結充填砂袋層分層充填鋪設，每層厚度控制在0.5m～0.7m之間。袋體堆疊整齊，上下層交錯排列，袋體之間緊靠、擠密、均勻，不留空隙或通縫。

后固結充填砂袋是由土工織物袋及后固結充填料組成；后固結充填料為摻入活性微粒（鋼渣和/或礦渣）的砂性土，砂性土中粒徑大于0.075m的砂料含量大于75%，活性微粒（鋼渣和/或礦渣）含量為5%~10%。

土工織物袋由高強度、滲水性良好、保泥性良好的編制土工布加尼龍線縫制而成。

一種自排水后固結充填砂袋復合樁體系的施工方法，其特征是：包括下列步驟：

（1）施工自排水系統：將袋裝砂井、塑料排水板或后固結散體樁設置于軟土地基中形成豎向排水通道；

若設計要求提高地基承載力，則豎向排水通道選用后固結散體樁，即將由活性微粒（鋼渣和/或礦渣）和碎石或砂石組成的散體材料打入軟土地基中形成后固結散體樁；

若設計要求地基承載力高，則在后固結散體樁中心打入混凝土芯樁形成后固結復合樁；

（2）施工上部后固結充填砂袋層：用水力、人工或機械充填法將后固結充填料充填入土工織物袋形成后固結充填砂袋，每層袋厚度控制在0.5m～0.7m之間；袋體堆疊整齊，上下層交錯排列，袋體之間緊靠、擠密、均勻，不留空隙或通縫。

當地基為含水量高于80%的淤泥或泥漿時，在步驟（1）施工前，先在地基中加入泥漿絮凝劑，再在表面鋪設土工布1~2層，將水濾至土工布上層抽走，直至地基含水量降至要求后施工豎向排水通道。

軟土地基承載力較低時，在地基表面鋪設1~2層土工布或格柵，以改善地基受力性能，減少沉陷和沉降差異。

如土體固結速度較慢，可采用拍打編織袋或人工踩踏等辦法，加快透水速度。

本發明體系可根據軟土地基含水量的不同，選擇不同的施工方法。在自排水后固結充填砂袋復合樁體系中，上層砂袋緊靠、擠密、均勻，與所有復合樁形成整體，穩定性好；上部荷載通過砂袋平面傳遞至樁和樁間土上，充分發揮樁與樁間土的共同承載力；荷載分布均勻，差異沉降小；砂袋對樁有防護作用。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是實施例1排水通道采用袋裝砂井時的結構示意圖。

圖2是實施例2排水通道采用塑料排水板時的結構示意圖。

圖3是實施例3排水通道采用后固結散體樁時的結構示意圖。

圖4是實施例4采用完整自排水后固結充填砂袋復合樁體系時的結構示意圖，排水通道為后固結復合樁的外圍后固結散體樁。

具體實施方式

實施例1：

一種自排水后固結充填砂袋體系，包括1-袋裝砂井、2-土工布1~2層/土工格柵（軟土地基承載力較低時）、3-后固結充填砂袋層。

實施步驟：1、當地基為含水量較大（高于80%）的淤泥或泥漿時，先在地基中加入泥漿絮凝劑，再在表面鋪設土工布1~2層，將水濾至土工布上層抽走。直至地基含水量降至要求后施工豎向排水通道。2、將袋裝砂井1打入軟土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋層的自重荷載加速軟土地基的排水固結。3、施工上部后固結充填砂袋層3：用水力、人工或機械充填法將后固結充填料充填入土工織物袋形成后固結充填砂袋，每層袋厚度控制在0.5m～0.7m之間；袋體堆疊整齊，上下層交錯排列，袋體之間緊靠、擠密、均勻，不得留有空隙或通縫。軟土地基承載力較低時，一般在地基表面鋪設2-土工布1~2層（或土工格柵），以改善地基受力性能，減少沉陷和沉降差異。如土體固結速度較慢，可采用拍打編織袋或人工踩踏等辦法，加快透水速度。

實施例2：

一種自排水后固結充填砂袋體系，包括4-塑料排水板、5-土工布1~2層/土工格柵（軟土地基承載力較低時）、6-后固結充填砂袋層。

實施步驟：1、當地基為含水量較大（高于80%）的淤泥或泥漿時，先在地基中加入泥漿絮凝劑，再在表面鋪設土工布1~2層，將水濾至土工布上層抽走。直至地基含水量降至要求后施工豎向排水通道。2、將塑料排水板4打入軟土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋層的自重荷載加速軟土地基的排水固結。3、施工上部后固結充填砂袋層6：用水力、人工或機械充填法將后固結充填料充填入土工織物袋形成后固結充填砂袋，每層袋厚度控制在0.5m～0.7m之間；袋體堆疊整齊，上下層交錯排列，袋體之間緊靠、擠密、均勻，不得留有空隙或通縫。軟土地基承載力較低時，一般在地基表面鋪設土工布1~2層（或土工格柵）5，以改善地基受力性能，減少沉陷和沉降差異。如土體固結速度較慢，可采用拍打編織袋或人工踩踏等辦法，加快透水速度。

實施例3：

一種自排水后固結充填砂袋體系，包括7-后固結散體樁、8-土工布1~2層/土工格柵（軟土地基承載力較低時）、9-后固結充填砂袋層。

實施步驟：1、當地基為含水量較大（高于80%）的淤泥或泥漿時，先在地基中加入泥漿絮凝劑，再在表面鋪設土工布1~2層，將水濾至土工布上層抽走。直至地基含水量降至要求后施工豎向排水通道。2、將后固結散體樁7打入軟土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋層的自重荷載加速軟土地基的排水固結。3、施工上部后固結充填砂袋層9：用水力、人工或機械充填法將后固結充填料充填入土工織物袋形成后固結充填砂袋，每層袋厚度控制在0.5m～0.7m之間；袋體堆疊整齊，上下層交錯排列，袋體之間緊靠、擠密、均勻，不得留有空隙或通縫。軟土地基承載力較低時，一般在地基表面鋪設土工布1~2層（或土工格柵）8，以改善地基受力性能，減少沉陷和沉降差異。如土體固結速度較慢，可采用拍打編織袋或人工踩踏等辦法，加快透水速度。

實施例4：

一種自排水后固結充填砂袋復合樁體系，包括10-后固結散體樁、11-混凝土芯樁、12-土工布1~2層/土工格柵（軟土地基承載力較低時）、13-后固結充填砂袋層。

實施步驟：1、當地基為含水量較大（高于80%）的淤泥或泥漿時，先在地基中加入泥漿絮凝劑，再在表面鋪設土工布1~2層，將水濾至土工布上層抽走。直至地基含水量降至要求后施工豎向排水通道。2、將后固結散體樁10打入軟土地基中形成排水通道，依靠上部充填砂袋層的自重荷載加速軟土地基的排水固結。3、在后固結散體樁中心打入混凝土芯樁11形成后固結復合樁，若地基下部有硬土層，芯樁可進入該層，傳遞上部荷載至該層。4、施工上部后固結充填砂袋層13：用水力、人工或機械充填法將后固結充填料充填入土工織物袋形成后固結充填砂袋，每層袋厚度控制在0.5m～0.7m之間；袋體堆疊整齊，上下層交錯排列，袋體之間緊靠、擠密、均勻，不得留有空隙或通縫。軟土地基承載力較低時，一般在地基表面鋪設土工布1~2層（或土工格柵）12，以改善地基受力性能，減少沉陷和沉降差異。如土體固結速度較慢，可采用拍打編織袋或人工踩踏等辦法，加快透水速度。