專利名稱：一種淤泥軟基的凍融固結方法
技術領域：
本發明涉及一種淤泥軟基的處理方法，特別是一種淤泥軟基的凍融固結方法。
背景技術：
我國沿海多為淤泥質海岸，淤泥的處理，一直是沿海建(構)筑物設計施工的重 點，也是影響工程質量和造價的主要因素之一。淤泥的含水量很高，吹填淤泥的含水量更 高。由于淤泥的高含水量導致了淤泥的力學指標非常低，工程上必須處理后才能使用。原 有的淤泥加固技術和工藝有真空預壓沿海地區多用真空預壓技術進行淤泥的加固，優點是淤泥的原位加 固，可以加固吹填淤泥和原狀淤泥，實現了淤泥的廢物利用。缺點是淤泥的滲透系數太低， 抽真空的時間太長(在連云港港口，18米淤泥厚度時，抽真空時間需要9個月)，嚴重影響 了工程進度；真空預壓加固后，淤泥的含水量仍然很高，達50 60%，強度還是較低。堆載預壓采用超載的辦法進行淤泥的排水固結，優點是造價較低，加大堆載重量 并延長壓載時間后，可以達到較高的淤泥強度。缺點是時間更長，堆載料的轉運也需要較大 費用。淤泥的攪拌采用水泥、石灰或其他新型外加劑進行淤泥的現場拌合加固，吸收淤 泥中的水份，產生化學反應，把淤泥變硬，形成外加劑和淤泥的硬骨架。優點是淤泥固結快， 3個月達到最大強度。缺點是費用太高，僅應用于工程的重要部位；工程質量不容易保證。

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種排水速度快、徹底， 節能、環保的淤泥軟基的凍融固結方法。本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種淤泥軟基的凍融固 結方法，包括①吹填土晾曬沉淀、②在其表面鋪設荊笆、③在荊笆上鋪設工作墊層，④在工 作墊層上鋪設砂墊層，⑤打設塑料排水板，其特點是還包括如下步驟⑤打設冷凝管道和溫 度感應器，冷凝管道的間距為2X2米 4X4米；⑥堆載采用拋填石料堆載，根據淤泥固 結沉降量和場地標高確定堆載厚度；⑦制冷向冷凝管道內吹冷風或冷凝劑，將淤泥凍結， 根據溫度顯示，兩個冷凝管中間的溫度低于_5°C時停止制冷；⑧利用地溫和地表散熱進行 融化，在自重和堆載壓力下排水固結。在傳統淤泥軟基排水固結工程中，減少豎向排水通道(塑料排水板)，增加冷凝管 道(可回收循環利用)，將淤泥中的自由水和結合力比較薄弱的薄膜水被凍結為冰，淤泥凍 結后，淤泥顆粒的活性降低，吸附薄膜水的能力降低，自由水和部分薄膜水結冰膨脹，土體 骨架嚴重破壞，形成了很順暢的排水通道，淤泥的粘性降低。融化后，在自重或壓載作用下， 部分自由水和部分薄膜水被順利排出，大大降低了淤泥的含水量，達到快速排水固結的目 的。本發明與現有技術相比，其優點及技術效果
(1)排水速度快在融化的同時，水體快速排出。(2)排水量大屬于快速排水，所以短時間的出水量很大。(3)排水徹底不但排出自由水，甚至排出了部分薄膜水。(4)含水量低加固后的含水量達到40%左右，淤泥變成了淤泥質粘土。如果壓載 大，加固后的含水量更低。(5)強度高含水量低，淤泥的土性發生了改變，所以強度較高。(6)施工速度快常規的真空預壓加固淤泥地基需要9個月的抽真空時間，本法僅 僅需要幾十天的時間，大大提高了工效。(7)流水作業由于排水速度加快，使得軟基加固和后續工程可以形成流水作業， 大大提高了建設速度。(8)節能冬季施工的話，可以利用天然的冷氣進行淤泥凍結。真空預壓則需要真 空泵不停的運轉9個月。所以本技術是節能的。但，如果是夏季施工，將是很費能的，只能 應用于重要的、或緊急的工程。(9)環保本工藝為物理過程，沒有化學反應，所以是環保的。(10)實現了淤泥的快速變性淤泥快速變成了淤泥質粘土或淤泥質有機粘土。(11)凍融不但對淤泥有極好的排水效果，對含水量高、顆粒細的其他材料也有很 好的排水效果(如堿廠的堿渣、化工廠的廢料等)。
具體實施例方式本工藝的關鍵是淤泥的凍結，由于淤泥(特別是吹填淤泥)的含水量很高，水結冰 的放熱量很大，所耗能也很大，因此，必須選在冬季嚴寒天氣施工，利用天然的冷風進行淤 泥凍結，可以大大的節省能源。采用合理的流水作業程序，也是節省能源的關鍵。一種淤泥軟基的凍融固結方法，包括如下步驟吹填土晾曬沉淀由于新吹填的淤泥含水量很高，達150 300%，呈稀粥狀，因 此，需要晾曬沉淀，以保證施工安全。晾曬沉淀時間一般在4 6個月，表層淤泥含水量小 于100%時即可進行下步作業。鋪設荊笆為了工作墊層施工，必須鋪設荊笆，以便在稀泥上鋪設山皮土，防止山 皮土沉入稀泥中。在竹芭上鋪設山皮土工作墊層，以承擔打板機的荷載，并提高施工機械和人員的
安全度。工作墊層厚度一般是一米。鋪設砂墊層砂墊層為中粗砂，厚度0. 5米。砂墊層的作用是排水和傳遞真空。打設塑料排水板采用輕型紙板機打設塑料排水板，排水板的間距一般為 0. 8X0. 8或1. OX 1. 0米。采用凍融排水，淤泥的排水效果好，速度快，可以加大排水板間 距，以降低工程造價。排水板的作用是排水。真空預壓時，排水板用來排水和傳遞真空度。打設冷凝管道和溫度感應器采用冷凍劑時，冷凝管道為4分的鍍鋅水管；采用天 然冷風凍結時，采用1時鍍鋅水管做冷凝管道。冷凝管道的間距為2X2米 4X4米，根據 冷凝溫度和工期確定。根據試驗和工程要求，布設一定數量、一定深度的溫度感應器。堆載采用拋填石料堆載，根據淤泥固結沉降量和場地標高確定堆載厚度，原則 上，沉降完成后，恰好達到場地設計標高。堆載工程中，必須保護冷凝管道、沉降板和溫度感
4應器。 制冷向冷凝管道內吹冷風或冷凝劑，將淤泥凍結。根據溫度顯示，確定冷凝時間。 兩個冷凝管中間的溫度達到低于_5°C時停止制冷。
淤泥融化后拔出冷凝管，循環使用。 利用地溫和地表散熱進行融化，在自重和堆載壓力下排水固結。
權利要求
一種淤泥軟基的凍融固結方法，包括①吹填土晾曬沉淀；②在其表面鋪設荊笆；③在荊笆上鋪設工作墊層；④在工作墊層上鋪設砂墊層；⑤打設塑料排水板，其特征在于還包括如下步驟⑤打設冷凝管道和溫度感應器；⑥堆載采用拋填石料堆載，根據淤泥固結沉降量和場地標高確定堆載厚度；⑦制冷向冷凝管道內吹冷風或冷凝劑，將淤泥凍結，根據溫度顯示，兩個冷凝管中間的溫度低于-5℃時停止制冷；⑧利用地溫和地表散熱進行融化，在自重和堆載壓力下排水固結。
2.根據權利要求1所述的淤泥軟基的凍融固結方法，其特征在于冷凝管道的間距為 2X2米 4X4米。
全文摘要
一種淤泥軟基的凍融固結方法，包括①吹填土晾曬沉淀、②在其表面鋪設荊笆、③在荊笆上鋪設工作墊層，④在工作墊層上鋪設砂墊層，⑤打設塑料排水板，⑥打設冷凝管道和溫度感應器；⑦堆載；⑧制冷向冷凝管道內吹冷風或冷凝劑，將淤泥凍結，兩個冷凝管中間的溫度低于-5℃時停止制冷；⑨利用地溫和地表散熱進行融化，在自重和堆載壓力下排水固結。將淤泥中的自由水和結合力比較薄弱的薄膜水被凍結為冰，淤泥凍結后，淤泥顆粒的活性降低，吸附薄膜水的能力降低，自由水和部分薄膜水結冰膨脹，土體骨架嚴重破壞，形成了很順暢的排水通道，淤泥的粘性降低。大大降低了淤泥的含水量，達到快速排水固結的目的。其排水徹底、施工速度快、節能環保。
文檔編號E02D3/115GK101881024SQ20101021195
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月28日 優先權日2010年6月28日
發明者丁一昌, 丁紹文, 倪祖平, 劉桂松, 宋兵, 尹保章, 張玉濤, 徐晗, 李杏生, 王衛東, 蔡建新, 高兆福 申請人:連云港港口工程設計研究院有限公司