[发明专利]一种吹填淤泥造地施工工艺及其装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种吹填淤泥造地施工工艺及其装置，属于土木工程地基处理施工技术领域。

(二)背景技术

近年来在我国沿海、内陆湖泊和河流谷地等地区，大面积采用吹填淤泥的方法造地，如天津滨海新区拟吹填淤泥填海造地数百平方公里。目前的吹填造地工艺主要是将泥浆吹填至围堰堤坝内，形成单一淤泥层；然后在该淤泥层上采用排水固结法进行地基加固处理。该工艺存在以下两方面的问题：一方面，由于吹填淤泥的粘粒含量高、含水量大(最高达400-500％)、透水性差，须经过数年的风干与沉积，才能使地基具有承受后续施工荷载的承载能力，如此长的时间浪费通常是不能容忍的；为了缩短后续施工的等待时间，不得不投入大量的资金进行处理，目前采用的措施主要是采用含水量低的干土等材料铺设施工垫层等方法，但是这种工艺施工效率低、经济效益差、且土源紧张。另一方面，排水固结法需要用大量排水性良好的砂在吹填淤泥层表面构筑一定厚度的砂垫层作为水平排水系统；但砂源稀缺、且运距很大，使成本聚增。

(三)发明内容

本发明的目的是在现有吹填造地工艺的基础上，将高含水量淤泥吹填泥浆中的砂性组分分离出来，铺设于吹填淤泥层的表面，形成一定厚度的砂性土层，使现有工艺吹填形成的单一淤泥层转变成下层为淤泥层、上层为砂层的双层地基。从而，一方面可解决吹填造地中淤泥沉积慢、不能快速进行后续施工的问题，另一方面可解决排水固结法施工中水平排水层砂源紧张问题。

本发明涉及一种吹填淤泥造地施工工艺及其装置，采用特殊工艺将吹填泥浆中的砂性组分分离，将原有工艺施工形成的粘性成分含量高、含水量大、压缩性高、透水性差的单层淤泥层改变成下层为淤泥层、上层为砂性土层的双层地基。具体包括：在泵送的吹填淤泥泥浆到达指定吹填造地的区域后，采用特殊工艺将粒径大于0.01mm的砂性组分分离出来，将其铺设在吹填淤泥层表面，形成一定厚度、排水性良好的砂性土层。可通过调节工艺参数改变砂性土层中砂性组分的粒径分布。一方面，由于砂性土层的高渗透性，可快速沉积形成能够承受后续排水固结法施工荷载的施工持力层；另一方面，形成了后续排水固结法施工的水平排水层。然后按设计要求将塑料排水板或袋装砂井等插入淤泥中，构成竖向排水系统，与水平排水系统共同构成完整的排水系统。此后可以采用堆载法或真空预压法等方法设置加载系统，进行一定时间的加压和排水固结后，可使吹填淤泥构成的双层地基达到预定的承载能力。如果在实行加压排水一定时间、软土达到一定固结度后，在上述地基表面进行强夯，可大大缩短地基达到预定承载力的时间。

本发明一种吹填淤泥造地施工工艺装置，包括泥砂分离工艺装置A和双层地基处理装置B。

其中的泥砂分离工艺装置A包括：泵送装置4、压力控制装置5、不同规格的泥砂分流锥形主体装置6、溢流装置9、底流装置7。泵送装置4主要指功率可控的泵，泵的功率可根据锥形主体装置大小和淤泥进入锥形主体装置速度确定，可将淤泥泥浆以一定的速度和压力泵送至锥形主体装置6；压力控制装置5包括压力控制表51和压力调节器52，实现对泵送速度和压力的控制。锥形主体装置6是上口内径75-300mm、下口内径10-25mm、高500-2000mm的圆锥体。锥形主体装置的上端连接溢流装置9。溢流装置9主要是一个内径为10-50mm的排流管道，将溢流排出锥形体外流入指定区域内的淤泥层或排至外滩。锥形主体装置6的下端连接底流装置7，该底流装置7是一个内径为5-15mm、高40-120mm的排流管道，将底流排出锥形主体装置6使其流入指定区域内淤泥层的表面，构成一定厚度的砂性土层。