一种堆载预压排水固结的地基处理方法与流程

本发明涉及地基处理工程，尤其是一种堆载预压排水固结的地基处理方法。

背景技术：

1、我国有众多城市及人口滨海、沿江、沿河分布，这些地区均广泛分布着海相、湖相以及河相沉积的软弱粘土地层。软弱粘土地层有着透水性差、压缩性高、强度低、含水量大的特点，并且一般埋置深度较浅，当遇到地层厚度大的情况时，其上的建构筑物容易出现较大的沉降以及差异沉降，并且沉降的延续时间往往较长，显著影响建筑物耐久性，降低建筑的正常使用年限。

2、现代建筑物存在规模增大，设计使用寿命要求增加的需求，而粘性土的强度、地基承载力和稳定性往往不能满足新建建筑的需求。因此需要对地基进行处理，排水固结法就是常用的软黏土地基处理措施。原理是在地基中设置砂井、排水带等排水结构，在地基土上方加载预压，使得地基土体中的水排出，土层逐渐沉降固结，增加土层强度。既使得地基沉降在压载阶段即基本完成，满足建构筑物在使用阶段的沉降和差异沉降限制，又可以使土层承载力和稳定性满足建构筑物要求。

3、排水固结法的两大组成是加压系统和排水系统，排水系统旨在改变地基原有的排水边界条件，为压缩固结土层中的孔隙水提供排除通道。一般由土层中的竖向排水井和水平土层顶部的水平排水垫层构成。

4、传统预压处理地基时除开预压区范围内需设置竖向排水井、水平排水垫层外，排水垫层需要延伸至堆载区外较远的距离，在排水垫层外还需另外设置排水沟集水，工程用地范围大，不利于场地的集约化使用。此外，传统排水固结法处理地基时，水平排水垫层一般使用中、粗砂，还需要严格控制其含泥量以保证渗透系数满足要求，因此会出现垫层边缘堆积角较小、结构松散等、容易发生局部垮塌的情况，此外传统排水方案砂子用量大还会带来各种不利于施工的情况。

5、预压法处理地基的原理决定了保证加固过程中排水系统有效性是工法的关键，水平排水垫层方案采用柔性散体材料，抵抗不均匀变形的能力差，分布范围又需要超出预压区域，若地基不均匀变形过大，垫层可能断开而不连续，其排水性能也就失效，导致地基中的孔隙水无法顺利排出，还经常需要额外加厚砂垫层。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种堆载预压排水固结的地基处理方法，通过在临时挡墙单元和堆载体构成的整体压载系统内布置排水系统，实现待处理地基的堆载预压排水固结，同时便于统一收集引导地基处理过程中的排水。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种堆载预压排水固结的地基处理方法，包括设置在待处理地基上方的压载系统以及设置在所述压载系统内的排水系统，其特征在于：

4、在所述待处理地基的边界位置施作竖向排水井，在所述竖向排水井的范围内搭建临时挡墙单元，所述临时挡墙单元通过土层锚杆固定在所述待处理地基之上；

5、在所述临时挡墙单元内施作砂垫层并埋设水平排水结构，该砂垫层与所述竖向排水井与所述水平排水结构连通，在所述砂垫层的上方填土压实；

6、围绕所述待处理地基的边界位置施工所述竖向排水井和所述临时挡墙单元形成包围，在包围范围内填筑堆载体，在所述堆载体的填筑时在区域内施作竖向排水井、砂垫层以及水平排水结构，该水平排水结构埋设在所述砂垫层内与所述临时挡墙单元内的水平排水结构相连通；

7、通过所述临时挡墙单元和所述堆载土构成压载系统对所述待处理地基进行预埋堆载，所述待处理地基排水固结时所产生的水通过所述竖向排水井和所述水平排水结构排出至外。

8、所述临时挡墙单元内填筑的砂垫层厚度大于所述堆载体内的砂垫层厚度，两个砂垫层厚度之间的差值根据所述待处理地基排水固结后的差异沉降设计。

9、根据所述堆载体的范围和高度，将所述临时挡墙单元进行连接以形成对所述堆载体在水平方向内的围合以及在高度方向上的支挡。

10、所述堆载体内的所述砂垫层的上、下两侧均施作有堆载体，即该砂垫层夹设在上、下两侧堆载体之间，所述砂垫层呈向所述临时挡墙单元一侧的向下倾斜布置。

11、在所述临时挡墙单元的外侧施作与其内部水平排水结构相连通的汇水结构。

12、位于所述临时挡墙单元内的水平排水结构为单元体设计，沿排水方向相邻的所述临时挡墙单元内的水平排水结构可相互连接且可与所述堆载体内的水平排水结构相接。

13、本发明的优点是：

14、1）仅在临时挡墙内部增加垫层厚度，预压堆载土下方的水平砂垫层厚度无需增加，即可抵抗不均变形。

15、2）挡墙同样作为压载系统的一部分，与一般的放坡方案相比，预压堆载区和临时挡墙的荷载差异较小，减少不均匀沉降，有效保障了排水系统的稳定运行。

16、3）排水垫层都有上覆填土并且约束在临时挡墙范围内，并且与填土层之间设置分隔，解决了地基处理过程中砂层损耗的问题。

17、4）水平汇水管或墙边汇水沟能做到汇集排水，紧贴临时挡墙单元，排水系统用地范围很少。

18、5）大量使用排水盲管实现排水通畅，在排水量较大或部分排水盲管失效需新补时，可以在已完工的临时挡墙水平钻孔中穿管。

19、6）排水系统与临时挡墙适配，在临时边坡挡墙修理更新时，排水系统可以一并更换。

20、7）设置排水结构引起的临时挡墙网片加强筋加密、局部换位透水网片都可以在工厂内统一加工完成，折叠运输至现场展开定位，即可完成挡墙框架施工，施工效率高。

21、8）使用的材料均可以回收再利用，挡墙内填土甚至可以就地取材；具有显著的节能环保，减少污染的优势。

22、9）地基处理完成后，临时挡墙单元内的排水盲管可以先行抽离，实现回收利用。

技术特征：

1.一种堆载预压排水固结的地基处理方法，包括设置在待处理地基上方的压载系统以及设置在所述压载系统内的排水系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种堆载预压排水固结的地基处理方法，其特征在于：所述临时挡墙单元内填筑的砂垫层厚度大于所述堆载体内的砂垫层厚度，两个砂垫层厚度之间的差值根据所述待处理地基排水固结后的差异沉降设计。

3.根据权利要求1所述的一种堆载预压排水固结的地基处理方法，其特征在于：根据所述堆载体的范围和高度，将所述临时挡墙单元进行连接以形成对所述堆载体在水平方向内的围合以及在高度方向上的支挡。

4.根据权利要求1所述的一种堆载预压排水固结的地基处理方法，其特征在于：所述堆载体内的所述砂垫层的上、下两侧均施作有堆载体，即该砂垫层夹设在上、下两侧堆载体之间，所述砂垫层呈向所述临时挡墙单元一侧的向下倾斜布置。

5.根据权利要求1所述的一种堆载预压排水固结的地基处理方法，其特征在于：在所述临时挡墙单元的外侧施作与其内部水平排水结构相连通的汇水结构。

6.根据权利要求1所述的一种堆载预压排水固结的地基处理方法，其特征在于：位于所述临时挡墙单元内的水平排水结构为单元体设计，沿排水方向相邻的所述临时挡墙单元内的水平排水结构可相互连接且可与所述堆载体内的水平排水结构相接。

技术总结本发明涉及一种堆载预压排水固结的地基处理方法，在待处理地基的边界位置施作竖向排水井和临时挡墙单元，临时挡墙单元通过土层锚杆固定在待处理地基之上；在临时挡墙单元内施作砂垫层并埋设水平排水结构，该砂垫层与竖向排水井与水平排水结构连通，在砂垫层的上方填土压实；围绕待处理地基的边界位置施工竖向排水井和临时挡墙单元形成包围，在包围范围内填筑堆载体，在堆载体的填筑时在区域内施作竖向排水井、砂垫层以及水平排水结构，该水平排水结构与临时挡墙单元内的水平排水结构相连通。本发明的优点是：预压堆载区和临时挡墙的荷载差异较小，减少不均匀沉降，有效保障了排水系统的稳定运行；便于统一收集引导地基处理过程中的排水。技术研发人员：崔耀,李逸涛,陈伟明,周萌,张文龙,薛昊博,周明,杨铖受保护的技术使用者：中铁上海设计院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27