以电厂水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固方法.pdf

本发明公开了一种以电厂水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固方法，属于软土基的加固技术。该方法包括以下过程：在软土地基中布置插入排水板，然后在软土地基表面铺设水渣层；再于水渣层上布设集水管；在集水管上面再铺设水渣层，将集水管掩埋；当采用真空预压排水加固时，将集水管与射流真空泵相连，保持真空压力和固结时间，排出软土地基中水分增加其强度；当采用堆载预压排水加固时，在水渣层上以压力级差逐级施加堆载压力，排出软土地基中部分水分，增加其强度。本发明的优点在于，它为电厂水渣废弃物的利用开辟一条新途径，创造了经济价值。加固后的软土地基，地基承载力可达到60～80kPa。

1.  一种以电厂水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固方法，所述的水渣，它的粒度属于中粗砂范围；在自然状态下的含水率为70％-80％，快剪指标：角度为26.8°，粘结力为11.25kPa，固结快剪指标：角度为29.5°，粘结力为5.5kPa；渗透系数：以南-55型检测仪检测为3.2×10^-3cm/sec，以TST-70型检测仪检测为4.8×10^-3cm/sec，以该水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固，其特征在于包括以下过程：
1)在软土地基中布置插入排水板，然后在软土地基表面铺设厚度为10～20cm的水渣层；
2)在水渣层上布设集水管；
3)在集水管上面再铺设厚度为20～30cm的水渣层，将集水管掩埋；
4)当采用真空预压排水加固时，将集水管与射流真空泵相连，使真空压力保持在80～90kPa，固结时间为90～95天，使软土地基中水分部分排出，增加其强度；当采用堆载预压排水加固时，在水渣层上以压力级差为10～20kPa逐级施加堆载压力，使软土地基中水分部分排出，增加其强度。

以电厂水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固方法
技术领域
本发明涉及一种以电厂水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固方法，属于软土基的加固技术。
背景技术
水渣是火力发电厂生产过程中的一种工业废弃物，其化学成分与同时形成的粉煤灰相同。其颗粒的粒径为0.10～0.30mm，其中粒径大于0.25mm的颗粒含量大于50％，粒度属于中粗砂范围。
目前，对于建在软土地基上的火力发电厂产生的水渣废弃物利用途径，主要是筑路。然而随着道路的日益通畅，水渣利用量日益减少，堆积量日益增大，已经构成了对当地环境的污染源。
围海造陆是节约土地的途径之一，其中需要大量的砂料作为软土地基预压(包括真空预压和堆载预压)的砂垫层，对于砂料匮乏地区，其造地价格是较高的，要高出20％左右。
我们河北国华发电厂地处滩淤，属于砂料匮乏地区，针对用砂和无砂这样的矛盾，以及寻求开发水渣废弃物新的利用途径，我们与有关的科研单位联合对水渣的一些性能进行测试，获知了它具有良好的抗压性和渗透性，与砂料性能相近，完全可代替砂料作为砂垫层用于土体的排水加固。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以电厂水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固方法，该方法施工过程以电厂水渣代替砂料，做到了变废为宝，保护了环境，创造了经济价值。
本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种以电厂水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固方法，所述的水渣，它的粒度属于中粗砂范围；在自然状态下的含水率为70％-80％，快剪指标：角度为26.8°，粘结力为11.25kPa，固结快剪指标：角度为29.5°，粘结力为5.5kPa；渗透系数：以南-55型检测仪检测为3.2×10^-3cm/sec，以TST-70型检测仪检测为4.8×10^-3cm/sec，以该水渣为砂垫层的软土地基预压排水加固，其特征在于包括以下过程：
1.在软土地基中布置插入排水板，然后在软土地基表面铺设厚度为10～20cm的水渣层；
2.在水渣层上布设集水管；
3.在集水管上面再铺设厚度为20～30cm的水渣层，将集水管掩埋；
4.当采用真空预压排水加固时，将集水管与射流真空泵相连，使真空压力保持在80～90kPa，固结时间为90～95天，使软土地基中水分部分排出，增加其强度；当采用堆载预压排水加固时，在水渣层上以压力级差为10～20kPa逐级施加堆载压力，使软土地基中水分部分排出，增加其强度。
本发明的优点在于，施工过程无需特殊要求，它为电厂水渣废弃物的利用开辟一条新途径，这不但做到了保护环境，而且实现了变废为宝，创造了经济价值。以该方法加固后的软土地基，，即可达到60～80kPa的地基承载力。本发明已经在黄骅发电厂三期场地工程陆域形成及地基处理工程中得到实际应用，取得了重大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为实现本发明过程的装置示意图。
图中：1为排水板、2为槽体、3为密封膜、4为水渣层、5为排水管、6为射流真空泵。
图2为向淤泥中插排水板施工的照片。
图3为在水渣层上布设集水管施工的照片。
图4为用射流泵施加真空压力排水加固施工的照片。
图5为用载荷压力排水加固施工的照片。
具体实施方式
一.结合附图对本发明的以真空预压排水加固加以详细说明：
1.将含水率为80％的淤泥填入装在尺寸为1.5mx1.5mx1.5m的槽中，淤泥土样厚度为1.2m；为增加排水速度，在淤泥土样中插入排水板(PVD)至淤泥土样底部，排水板宽10cm，厚度为0.45cm，间距为10cm，该施工过程如图2所示；
2.在淤泥土样表面铺设10cm水渣作为砂垫层的一部分；
3.在水渣层上布设集水管，集水管为直径为6cm，该施工过程如图3所示；
4.在集水管上面再铺设厚度为20cm的水渣层将集水管理埋设其中；
5.用塑料薄膜将淤泥土样及水渣砂垫层密封，将集水管路引导到薄膜外，并与射流泵相连接，该施工过程如图4所示；
6.射流泵产生的真空压力通过集水管路传递到待加固的淤泥中，其中的部分水分通过排水板和集水管路排出，使淤泥土体的含水率降低，强度增加，该施工过程如图5所示；
真空预压过程结束后，通过用载荷板检验测试土体的承载力来检验加固效果。检验结果：通过96小时的真空预压，淤泥土体中的含水率由80％降到37％，地基土的十字板强度由试验加固前的1kPa增加到30kPa，通过载荷试验测试淤泥土体的地基承载力达到80kPa，达到了地基加固的目的。
二.结合附图对本发明的以施加堆载预压排水加固加以详细说明：
施加堆载预压排水加固如图4所示，该过程的步骤1～5与真空预压排水加固方法的步骤1～5相同，第6步骤是在水渣砂垫层上以不同的压力级差和堆载时间进行施加堆载预压，分别是：堆载为10kPa、堆载时间为35天；堆载为15kPa、堆载时间为25天；堆载为15kPa、堆载时间为20天；堆载为20kPa、堆载时间为20天；堆载为20kPa、堆载时间为20天五个逐级施加堆载压力过程，该过程完成后，通过用载荷板检验测试土体的承载力来检验加固效果。检验结果：通过96小时的真空预压，淤泥土体中的含水率由80％降到37％，地基土的十字板强度由试验加固前的1kPa增加到30kPa，通过载荷试验测试淤泥土体的地基承载力达到80kPa，达到了地基加固的目的。