一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法，设置排水体、垫层和排水沟、护筒或冲孔通道后，将喷射管穿过护筒或者冲孔通道，将气溶胶发生器中的液体或者固体气溶胶原料进行雾化，形成气溶胶，并以施以高压喷射入土体内部；此工艺的作用，一方面使气体内的化学成分能均匀作用于喷射范围内的土体中并发生化学反应，另一方面在土体中形成微小厚度的水平切割面，增设了水平排水通道，缩短了排水距离，达成快速排水的效果。本发明专利技术方法可以加快土体固结速度、加深土体处理深度、减少土体长期蠕变。

Method for treating soft soil foundation by using aerosol

The invention discloses a method for processing the disturbance on the soft soil foundation for application of aerosol, drainage, drainage ditch, cushion and casing or punching channel, the injection pipe passes through the casing or punching channel, will aerosol generator of liquid or solid material aerosol atomization, formation of aerosol, and to impose high pressure injected into the soil; this process, on one hand the chemical composition of the gas in the uniform injection effect on chemical reaction and the soil occurred in the range, on the other hand, the formation of small thickness in the soil level of cutting surface, adding the horizontal drainage channel, shorten drainage distance, a fast drainage effect. The method of the invention can accelerate the consolidation speed of soil, deepen the soil treatment depth and reduce the long-term creep of soil.

【技术实现步骤摘要】
一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法
本专利技术涉及一种地基处理方法，适用于对软土地基的处理，具体涉及一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法，属于土木工程

技术介绍
软土在我国大多分布在东南沿海，按地质成因软土又分为：滨海环境沉积。海陆过度环境沉积(三角洲沉积)、河流环境沉积、湖泊环境沉积与沼泽环境沉积。随着人类社会的生产发展和人口密度的不断增长，越来越多得软土将作为建筑物地基。软土作为地基或其他用途时，需要对其进行加固处理，由于软土具有高含水量、高孔隙比和高流塑性等性质，目前针对此类工程，排水固结法是一种常用得地基处理办法。其原理是通过设置砂井或塑料排水板等竖向排水体,使土层中的孔隙水主要从水平方向通过竖向排水体排出,从而增加土层的排水途径,缩短排水距离,在荷载作用下,加速土体排水固结，使土体在短时间内发生较大沉降，从而达到提高土体强度，减少工后沉降的目的。堆载(真空)预压排水固结法虽然是一种较为经济有效的软基处理方法，但其也有较大局限性，主要表现在：(1)软土的性质未改变：根据相关研究与工程实践我们可知，软土的渗透系数极低，数量级在10-7至10-8，其主要影响为：①深层土体不排水：由于堆载产生得附加应力是随深度变化的指数递减函数，使得排水固结法得有效处理深度不超过10m；②工期较长：在完成上部堆载后，需要长时间预压才能满足承载力要求；③工后沉降较大：工后受建筑物荷载作用，深层土体长期被压缩，产生蠕变沉降。(2)未增加水平排水通道：排水板为竖向排水体，砂垫层为水平排水体，但地下软土中没有水平排水层。(3)堆载后对排水设施进行加强较难。当排水板打设与砂垫层铺设完成，开始堆载后，若发现排水设施出现问题，补救困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中排水固结堆载预压法存在的不足，提供一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法，该方法向软土地基的深层土体内喷射气溶胶，可以加快土体固结速度、加深土体处理深度、减少土体长期蠕变。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法，包括以下步骤：(1)竖向设置排水通道：将需要处理的软土地基按照《建筑地基处理技术规范》中的要求进行测量放线、确定处理面积、场地整平，然后将多个竖向的排水体打设至所需深度，所述排水体(1)顶部露出所述软土地基表层；多个排水体呈三角形排列或者呈正方形排列；所有的排水体设置完毕后即完成排水通道的设置，所有的排水体统称为排水通道；所述的排水体为塑料排水板或袋装砂井；所述的袋装砂井的直径(dw)为70mm～120mm；所述的塑料排水板的直径为当量直径dp(即水力半径相等的圆管直径)，dP＝2(b+δ)/π，其中dp为塑料排水板当量换算直径(mm)，b为塑料排水板宽度(mm)，δ为塑料排水板厚度(mm)；所述的排水体的有效排水直径为de，排水体呈等边三角形排列时de＝1.05L，呈正方形排列时de＝1.13L，L为排水体之间的距离，L宜为0.7-1.5m；所述的排水体的井径比n＝de/dw(n＝15～22)，dw为排水体的直径，对于塑料排水板而言，dw＝dp。(2)设置垫层和挖设排水沟：步骤(1)所述的排水体设置完成后，在需要处理的软土地基的表层均匀的铺设两层垫层覆盖排水体顶部，底层垫层的厚度为30cm、两层垫层的总厚度至少为50cm；所述的排水体的顶部伸出底层垫层且水平面以上的长度至少为50cm，以便其弯折埋在砂垫层中；在需要处理的软土地基的四周挖沙排水沟以便及时将水排出场地；所述的垫层为砂垫层或者碎石垫层，所述的砂垫层中的砂为中粗砂，黏粒含量≤3％(砂料中可含有少量粒径不大于50mm的砾石)；所述的砂垫层的干密度>1.5t/m3，渗透系数>1×10-2cm/s；所述的排水沟深度至少为1.0m，沟底部用级配细粒径的塘渣回填，回填深度至少为50cm。(3)设置护筒或冲孔通道：步骤(2)所述的垫层和排水沟设置完成后，穿过垫层向需要处理的软土地基中埋放护筒。或者步骤(2)所述的垫层和排水沟设置完成后，在垫层上铺设堆载体，然后采用冲孔工艺穿过堆载体、垫层向需要处理的软土地基中打设冲孔通道；所述的护筒，长度保证穿过垫层、且至少深入软土地基50cm，直径为10-15cm；所述的冲孔通道，深度保证穿过堆载体和垫层、且至少深入软土地基50cm，直径为10-15cm；所述的堆载体(5)，采用堆载预压方式时一般为塘渣，第一层铺设时一般采用级配细粒径塘渣，含泥量<5％，并要求压实度>90％，其堆载总高度根据地基处理承载力要求、工期进行复核计算，计算公式为其中为t时间地基的平均固结度，为第i级荷载的加载速率(kPa/d)，∑Δp为各级荷载累加值(kPa)，Ti、Ti-1分别为第i级荷载加载的起始时间和终止时间(从零点算起，单位d)，α、β为参数，根据地基土排水固结条件进行计算选用；采用真空预压时，堆载体选用密封膜，可采用一次连续抽真空至最大压力的加载方式，真空预压的膜下真空度应稳定地保持在86.7kPa(650mmHg)以上，密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺性能强的不透气材料；堆载总高度计算公式，由于计算困难，一般设计计算的时候经常凭工程经验，另外αβ参数涉及的公式与参数很多。(4)设置喷射导管(8)：步骤(3)中的护筒或者冲孔通道设置完成后，将喷射管穿过护筒或者冲孔通道，压入或者钻入需要处理的软土地基中，喷射管每隔3-5m设置一根；喷射管位于排水体外部，排水体在软土地基中呈三角形或正方形分布，喷射管虽然位于排水体外部但是位于三角形或正方形的内部，优选为位于中央；所述的喷射管的材质为钢性材料，管壁上均匀分布有喷射孔，喷射孔直径一般为2-5mm，其大小及分布密度可根据设计自行调整；喷射管长度按设计要求≤排水体埋入软土中的深度。(5)喷射气溶胶：将喷射管与气溶胶喷射装置相连接，然后将喷射管的进气口通过导管与气泵的排气口相连接，气泵的进气口与气溶胶发生装置的出料口相连接；然后将固体或者液体形式的气溶胶原料添加水配置成气溶胶溶液后置于气溶胶发生器中；开气溶胶发生器和气溶胶喷射装置的开关，气溶胶溶液在气溶胶发生器中、在高压作用下形成气溶胶，气溶胶在压力作用下导入喷射管中，喷射管对需要处理的软土地基进行高压喷射气溶胶，喷射达到设计范围，并达到喷射设计时间后，将喷射导管上提至下一设计深度继续喷射，由低至高逐段喷射直至所有喷射作业完成；所述的气溶胶原料为聚丙烯酰胺类的化学材料；所述的气溶胶溶液中，气溶胶原料的质量浓度为6/10000-9/10000；所述的气溶胶发生器为本领域现有技术中存在的或者市售的具备发生气溶胶功能的气溶胶发生器，优选为工业高压雾化容器；所述的气溶胶喷射装置为本领域现有技术中存在的或者市售的具备喷射气溶胶功能的装置，优选为高压旋喷桩施工设备；所述的气溶胶在压力作用下导入喷射管中，压力至少为0.6MPa，优选为0.8-1MPa；所述的喷射管喷射气溶胶时，喷射速率最大为2s/转、喷射半径至少为3m、喷射时间至少为600秒/孔；喷射速率优选为1-1.5s/转、喷射半径优选为4-5m、喷射时间优选为650-700秒/孔。本专利技术方法中，喷射气溶胶时，两个喷射范围需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)竖向设置排水通道：将需要处理的软土地基按照《建筑地基处理技术规范》中的要求进行测量放线、确定处理面积、场地整平，然后将多个竖向的排水体(1)打设至软土中，所述排水体(1)顶部露出所述软土地基表层，所述的排水体统称为排水通道；(2)设置垫层和挖设排水沟：步骤(1)所述的排水体设置完成后，在需要处理的软土地基的表层均匀的铺设垫层(2)覆盖排水体顶部，在需要处理的软土地基的四周挖沙排水沟(3)以便及时将水排出场地；(3)设置护筒或冲孔通道：步骤(2)所述的垫层和排水沟设置完成后，穿过垫层向需要处理的软土地基中埋放护筒；或者步骤(2)所述的垫层和排水沟设置完成后，在垫层上铺设堆载体(5)，然后采用冲孔工艺穿过堆载体、垫层向需要处理的软土地基中打设冲孔通道(4)；(4)设置喷射导管(8)：步骤(3)中的护筒或者冲孔通道设置完成后，喷射管(8)穿过护筒或者冲孔通道，压入或者钻入需要处理的软土地基中；(5)喷射气溶胶：将喷射管(8)的进气口与气溶胶发生器(7)的出料口连接，然后将固体或者液体形式的气溶胶原料添加水配置成气溶胶溶液后置于气溶胶发生器中；开气溶胶发生器和气溶胶喷射装置的开关，气溶胶溶液在气溶胶发生器中、在高压作用下形成气溶胶，气溶胶在压力作用下导入喷射管中，喷射管对需要处理的软土地基进行高压喷射气溶胶，喷射达到设计范围，并达到喷射设计时间后，将喷射导管上提至下一设计深度继续喷射，由低至高逐段喷射直至所有喷射作业完成。...

【技术特征摘要】
1.一种应用气溶胶对软土地基进行扰动处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)竖向设置排水通道：将需要处理的软土地基按照《建筑地基处理技术规范》中的要求进行测量放线、确定处理面积、场地整平，然后将多个竖向的排水体(1)打设至软土中，所述排水体(1)顶部露出所述软土地基表层，所述的排水体统称为排水通道；(2)设置垫层和挖设排水沟：步骤(1)所述的排水体设置完成后，在需要处理的软土地基的表层均匀的铺设垫层(2)覆盖排水体顶部，在需要处理的软土地基的四周挖沙排水沟(3)以便及时将水排出场地；(3)设置护筒或冲孔通道：步骤(2)所述的垫层和排水沟设置完成后，穿过垫层向需要处理的软土地基中埋放护筒；或者步骤(2)所述的垫层和排水沟设置完成后，在垫层上铺设堆载体(5)，然后采用冲孔工艺穿过堆载体、垫层向需要处理的软土地基中打设冲孔通道(4)；(4)设置喷射导管(8)：步骤(3)中的护筒或者冲孔通道设置完成后，喷射管(8)穿过护筒或者冲孔通道，压入或者钻入需要处理的软土地基中；(5)喷射气溶胶：将喷射管(8)的进气口与气溶胶发生器(7)的出料口连接，然后将固体或者液体形式的气溶胶原料添加水配置成气溶胶溶液后置于气溶胶发生器中；开气溶胶发生器和气溶胶喷射装置的开关，气溶胶溶液在气溶胶发生器中、在高压作用下形成气溶胶，气溶胶在压力作用下导入喷射管中，喷射管对需要处理的软土地基进行高压喷射气溶胶，喷射达到设计范围，并达到喷射设计时间后，将喷射导管上提至下一设计深度继续喷射，由低至高逐段喷射直至所有喷射作业完成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，多个所述的排水体呈三角形排列或者呈正方形排列，各排水体之间的距离L为0.7-1.5m；所述的排水体为塑料排水板或袋装砂井；所述的袋装砂井的直径dw为70mm～120mm；所述的塑料排水板的直径为当量直径dp，dp＝2(b+δ)/л，其中b为塑料排水板宽度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴慧明，
申请(专利权)人：吴慧明，
类型：发明
国别省市：浙江,33