二次循环管路系统无砂垫层真空预压方法 【技术领域】
本发明涉及一种超软弱土地基处理方法，特别涉及二次循环管路系统无砂垫层真空预压方法。
背景技术
随着我国沿海地区的经济快速发展，利用沿海地区丰富的滩涂资源，开展“吹泥回填场地，真空预压固化软基”新的造地方式造地，取得了一定成效，节约了大量的矿山和砂资源，保护了环境。
在本发明之前，在造地特别是真空预压软基处理的过程中暴露出：吹填淤泥土含水量高、承载力低、施工机械设备进场施工困难；采用人工插打排水板技术，场地处理不深，处理后场地承载力低工后沉降大，不能满足道路、堆场等高等级场地地建设要求，需要花巨资对场地进行第二次处理等问题。国内对吹填场地的第二次地基处理常用的技术有：超载预压技术、有砂垫层真空预压技术、水泥搅拌桩技术及混凝土管桩技术等。这些技术第二次处理地基时，基本没利用第一次真空预压地基处理时的管路系统，导致费用高，重复工作量大，工期长。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种二次循环管路系统无砂垫层真空预压方法。
本发明的技术方案是：
二次循环管路系统无砂垫层真空预压方法，其主要技术步骤在于：
(1)浅层真空快速固结：
(1-1)在需处理区域满铺塑料编织布或土工布，施打竖向塑料排水短板，布设横向塑料排水短板；
(1-2)在塑料编织布或土工布上铺设排水主管和排水次管，竖向塑料排短水板与排水次管连通，排水次管与排水主管连通；
(1-3)在排水次管、排水主管上铺设一层土工布，土工布上再铺设1-2层真空膜，开挖边沟压膜；
(1-4)排水主管连接真空泵，抽真空降水，经30-45天的真空降水，承载力在30kpa以上，停止第一次真空降水；
(2)深浅层真空二次固结：
(2-1)掀掉第一次真空预压的真空膜和土工布；
(2-2)在排水次管、排水主管边铺设可移动轨道；
(2-3)施打竖向塑料排水深板，插板机在轨道上行走，将竖向塑料排水深板同步骤
(1)中横向塑料排水短板连通；
(2-4)在排水主管、排水次管上铺一层土工布，可以利用步骤(1)真空预压的土工布；
(2-5)在土工布上铺1-2层真空膜，开挖边沟压膜；
(2-6)安装真空泵，第二次抽真空降水，当连续4天沉降小于2mm，且真空度稳定在80kpa以上抽真空时间不少于90天，可以停载检测；
(3)冲击压实：
(3-1)填筑0.5-1.0m矿渣，开挖排水沟；
(3-2)用冲击压实机对矿渣层进行冲击压实，平均压实度95％以上，可以交工检测。
本发明的有益效果是：
1、采用在排水次管上预留横向塑料排水短板技术，使两次真空预压实现系统连通和共用，降低了了工程造价。在布置排水次管时，在管壁上缭绕横向塑料排水短板，在施打竖向塑料排水深板后，将竖向塑料排水深板同排水次管上的预留横向塑料排水短板连通，实现竖向塑料排水深板同第一次真空预压的管路系统连通。使第一次真空预压的竖向塑料排水短板和排水次管、排水主管可以二次利用，降低了工程造价。同时采用高强度的排水主、排水次管可以避免在两次真空预压时，管腔在真空负压下变形过大影响排水和传递真空负压的效果。
2、采用在可循环使用的可移动轨道上施打竖向塑料排水深板技术；可移动轨道采用枕木或毛竹，插板机在可移动轨道上行走，提高了插板效率，保护了管路系统；第二次真空预压施打竖向塑料排水深板，其打板机的自重较大，采用铺可移动轨道可以扩大打板机同场地的接触面，减少压强，方便打板机行走，同时在铺设可移动轨道后可以避免管路受压受损。
3、采用两次压膜技术，解决了超软土上压膜沟侧向容易漏气的问题。超软土场地真空预压后，场地土前期的沉降比较大，前30天每天沉降可以达到2cm左右，同时场地土向内收缩变形较快，真空膜在边沟中的埋入长度变浅并向内被拉起。第二次真空预压时，在原压膜沟的外侧重置了1-2层真空膜，形成侧面多层密封膜结构；同时第二次真空预压时场地的沉降和收缩变形减慢，重置的真空膜可以满足该阶段压膜沟的变形，真空预压侧向密封效果显著提高。
4、采用竖向塑料排水深板和竖向塑料排水短板组合的两次真空预压工艺结合冲击压实技术，使处理后的场地满足高等级场地路基的工后沉降控制和承载力的要求。
第一次真空预压，根据吹填土颗粒细、含水量高特点，采用竖向塑料排水短板小间距技术经30-45天真空预压，快速在场地表层形成硬壳层，主要解决场地上设备施工竖向塑料排水深板的难题。经第一次真空预压后，吹填土由流塑状变为软塑状，同时可以避免浮泥等超细颗粒对竖向塑料排水深板的涂抹，提高第二次真空预压的处理效果。
第二次真空预压，采用竖向塑料排水深板控制场地沉降，竖向塑料排水短板进一步提高浅层(0-4m)硬壳层承载力。一般道路和堆场的主要受力层在浅层0-4m，特别是道路其管道的基础在该层深度内，经竖向塑料排水短板和竖向塑料排水深板二次固结后浅层土的承载力可以达到55-80kpa左右；第二次真空预压竖向塑料排水深板对深层的场地土进行预压固结，场地的施工期沉降加速，不均匀沉降和工后沉降减少可满足主、次干道的控制要求。
填筑矿渣冲击压实，经对真空预压后的场地土填筑矿渣0.5-1.0m，进行冲击压实后，在场地的表层形成1.0m以上的土石混合硬壳层，该层土的回弹模量达到30Mpa以上，承载力在100kpa以上，处理后的场地可以满足高等级场地路基的承载力和工后沉降控制要求。
【附图说明】
图1——本发明浅层真空快速固结系统示意图。
图2——本发明深浅层二次真空固结系统示意图。
图中：
竖向塑料排水短板1、排水次管2、排水主管3、横向塑料排水短板4、可移动轨道5、竖向塑料排水深板6。
【具体实施方式】
本发明涉及一种超软土地基管路可二次循环利用的无砂垫层真空预压处理方法，所述方法包括以下工艺过程(参见图1和图2)：
步骤一、浅层真空快速固结：
a)在需处理区域满铺塑料编织布或土工布，施打竖向塑料排水短板，布设横向塑料排水短板(0.5m左右)。竖向塑料排水短板的长度在1-5m米，同横向塑料排水短板连接的竖向塑料排水板长度为1m，其他竖向塑料排水短板的长度在3-5m，竖向塑料排水短板间距0.6-0.9m，呈梅花形布置。
b)铺设排水主管和排水支管。排水主管和排水管支采用渗水波纹管，管径在53-75cm，排水次管、排水主管的环刚度在12kpa以上，管的柔性良好环绕180以上能自动恢复变形不开裂；排水次管间距在1.2-1.8m，排水主管间距在12-15m。竖向塑料排水短板与排水次管连通，排水次管与排水主管连通。
c)在排水主管、排水次管上铺设一层土工布，土工布上再铺设1-2层真空膜，开挖边沟压膜。真空膜厚不小于0.14mm，边沟宽0.5m以上，沟深1m以上，真空膜在场地边要留3-5m余量。
d)安装真空泵，排水主管连接真空泵，抽真空降水，经30-45天的真空降水，出水量明显减少，场地初步固结，承载力在30kpa以上，停止第一次真空降水。
步骤二、深浅层真空二次固结：
a)拆除步骤一中的土工布和真空膜，在排水次管、排水主管边铺设可移动轨道(枕木或毛竹)。可移动轨道铺设在排水次管的边上，可移动轨道采用枕木或毛竹，其高度要大于排水主管管径3-4cm。
b)施打竖向塑料排水深板，深度根据设计定，插板机沿排水次管方向在可移动轨道上行走；竖向塑料排水深板打在竖向排水短板(1m)边，竖向塑料排水深板同横向塑料排水短板连通。
c)在排水主管和排水次管上铺一层土工布和1-2层真空膜，开挖边沟压真空膜；膜压入深1m，膜宽余量在3-5m。
e)安装真空泵，第二次抽真空降水，当连续4天沉降小于2mm，且真空度稳定在80kpa以上抽真空时间不少于90天，可以停载检测。
步骤三、冲击压实
a)填矿渣0.5m-1.0m，矿渣粒径不大于30cm，含泥量不大于10％；开挖排水沟，沟深1-2m，宽0.6-1.0m，沟间距20-30m。
b)用冲击压实机对矿渣层进行多遍冲击压实，平均压实度95％以上，可以交工检测。