地基延缓固结处理法 【技术领域】
本发明涉及一种土木建筑领域内的地基处理方法，特别是涉及一种地基延缓固结处理法。背景技术
随着社会经济的飞速发展，土木工程对于地基的性能提出了新的要求，即从过去侧重于对地基土的强度及地基承载力提出要求而转变为还需要对地基在外部荷载作用下产生的沉降进行严格的控制。尤其是近些年来，我国的高速铁路、高速公路及铁路客运专线的建设速度不断加快，由于该工程对路基工后的沉降要求非常严格，而且通常线路的跨越地域很广且工程量巨大，因而对软弱地基的沉降控制问题就显得尤为突出。甚至经常会遇到天然地基的承载力完全能够满足工程的要求，但地基在上部荷载的作用下产生的沉降变形却达不到要求这样的问题，因而就必须对这种地基进行处理以控制其沉降。现有的地基处理方法主要分为垫层、换填等浅层处理法、排水固结法、碎石桩、砂桩等粒料桩处理法及搅拌桩、粉喷桩等复合地基处理法。其中垫层、换填等浅层处理法无法处理深厚的软弱地基；虽然排水固结法能够处理深厚地软弱地基，且成本低廉，但存在需要预压或放置处理等问题，有时甚至需要很长的预压时间，而且在施工期间地基会产生较大程度的沉降，这样无疑会延长工期和增加工程量及造价；碎石桩、砂桩等粒料桩处理法存在施工质量不易控制、造价高等问题，且其工程性能造价比不高；而搅拌桩、粉喷桩等复合地基处理法虽然能获得良好的工程性能，但也存在造价偏高及工程性能造价比不高等缺点，因而其应用范围受到一定的限制。发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够满足严格的工后沉降要求，经济可行，且可缩短工期的地基延缓固结处理法。
为了达到上述目的，本发明提供的地基延缓固结处理法是在建筑物地基的四周设置一圈或路基两侧的坡脚位置沿线路方向设置两道竖向防渗帷幕，而在建筑物或路基的底面铺设一层与竖向防渗帷幕密封连接的水平防渗层。
可在水平防渗层的上面或下面或上下面同时铺设一层或多层水平加筋层。
可沿建筑物的长度方向或路基两侧的竖向防渗帷幕每隔一定距离设置一道与建筑物的长度方向或线路方向相垂直的横向防渗帷幕。
所述的竖向防渗帷幕为柔性结构，其可用开槽铺设土工膜、开槽灌注沥青、防水混凝土或膨润土等防渗材料、就地套打搅拌桩及化学灌浆方法制成。
所述的水平防渗层可以是土工膜、沥青和非渗水土中的任一种或者其组合。
本发明提供的地基延缓固结处理法能在保证工后沉降与深层搅拌法相近甚至更优的前提下大幅度降低造价，因为其工程大约只有深层搅拌法的15％，而且还不需要褥垫层；另外，其不需要排水固结法的预压或者放置时间，只须按照正常的速率填筑路基或者施加其它上部荷载，因而对于缩短工期十分有利；此外，该方法不会破坏地基土的结构性，从而可以最大限度地发挥地基土的天然强度。附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的地基延缓固结处理法进行详细说明。
图1为利用本发明的地基延缓固结处理法处理后的地基结构示意图。具体实施方式
减小地基工后沉降的传统地基处理技术主要分为加速地基排水固结过程和对地基进行补强这样两类。众所周知，地基在外部荷载的作用下内部会产生超孔隙水压力，地基土要在此压力作用下向四周排水、固结，此时，超孔隙水压力会逐渐消散而有效应力逐渐增加，地基逐渐被压密，地基土的强度逐渐增长，且承载力逐渐增加，同时地表会逐渐产生沉降，地基土的变形模量逐渐增大，直至达到稳定状态，即超孔隙水压力消散为零时这个渐变过程才会停止。前一类地基处理技术就是通过缩短地基的排水通道，从而加速上述渐变过程，进而使地基提前达到稳定的状态。而后一类地基处理技术则是通过挤密、置换或添加固化剂等手段来直接提高地基的整体强度和变形模量以增强地基的稳定性和减少地基的沉降。由于土是一个由土颗粒、孔隙水和孔隙气这三种分别处于固态、液态和气态的物质组成的三相混合系统。对于通常处于饱和状态的软弱地基来说，其只是由土颗粒和孔隙水组成的固、液二相系统。地基系统是一个开放的系统，孔隙水在附加应力引起的超孔隙水压力作用下会逐渐排出，所有的外力最终将由土骨架来承担。在地基所承受的压力范围内，土颗粒和孔隙水本身是不可压缩的。因此，如果切断孔隙水排出的通道，那么由土颗粒和孔隙水组成的固、液二相系统就是不可压缩的，也就是说地基在外部荷载的作用下将不发生沉降！另一方面，如果不是完全切断孔隙水的排出通道，而是通过延长其排水路径来增加孔隙水排出的阻力，那么固结沉降会变得比正常情况慢。排水路径越长，阻力就会越大，地基的固结沉降就会越慢。由于地基的排水渗透过程需要一个起始水力梯度，因此只要排水路径足够长，无须完全切断地基的排水通道也能实现地基固结过程的完全中止。也就是说，只要采用的地基处理技术能使地基在工程使用期限以内产生的工后沉降小于设计要求值，那么这种地基处理技术就能满足工程设计的要求。可以看出，这种地基处理技术的做法与排水固结法正好相反。本发明的地基延缓固结处理法正是基于这一原理而提出的。
如图1所示，本发明提供的地基延缓固结处理法是在建筑物地基的四周设置一圈或路基两侧的坡脚位置沿线路方向设置两道竖向防渗帷幕1，而在建筑物或路基的底面铺设一层与竖向防渗帷幕1密封连接的水平防渗层2。这样的结构形式可防止地基中的超孔隙水向地基表面及土层的侧向扩散，只能绕过竖向防渗帷幕1向外排出，这样会使其渗透路径加长，增加渗透阻力，从而可减缓固结过程。竖向防渗帷幕1的厚度及其渗透系数应该足以抵抗地基中产生的最大超孔隙水压力的长期渗透作用。竖向防渗帷幕1为柔性结构，其可用开槽铺设土工膜、开槽灌注沥青、防水混凝土或膨润土等防渗材料、就地套打搅拌桩及化学灌浆方法制成。建筑物或路基底面的水平防渗层2的防渗能力也要达到上述要求。水平防渗层2可以是土工膜、沥青和非渗水土中的任一种或者其组合。竖向防渗帷幕1的深度应根据工后沉降的要求由渗透固结计算来确定。由于竖向防渗帷幕1里外两侧的土压力不一致，竖向防渗帷幕1还应该满足在里外两侧土压力差作用下变形后不开裂的要求。为了降低竖向防渗帷幕1两侧不平衡的土压力对竖向防渗帷幕1的要求，可在路基底面的水平防渗层2的上面或下面或上下面同时铺设一层水平加筋层3，如土工格栅，以约束地基的侧向变形，并改善竖向防渗帷幕1的受力条件。可沿建筑物的长度方向或路基两侧的竖向防渗帷幕1每隔一定距离设置一道与建筑物的长度方向或线路方向相垂直的横向防渗帷幕。这是由于地层的情况不是一成不变的，不同的地层必然要求不同的竖向防渗帷幕深度。尤其在路基工程中，为了保证具有不同深度竖向防渗帷幕1的相邻路段间不相互影响，在竖向防渗帷幕1深度变化之处必须设置垂直线路方向的横向防渗帷幕，其深度应与两路段之中较深的竖向防渗帷幕一致。另外，为了避免施工质量上可能出现的缺陷而给相邻路段带来不利影响，即使竖向防渗帷幕深度没有变化，每隔一定距离也要设置一道横向防渗帷幕。