一种软土地基灰场初期坝的地基及地基构造方法

技术领域

本发明涉及灰场岩土工程和地基施工技术领域，具体涉及灰场初期坝的地基，尤其涉及一种软土地基灰场初期坝的地基及地基构造方法。

背景技术

软土的力学性质差，不能直接用作建筑物的地基，必须进行相应的地基处理；在软土区域进行大面积建设时，预压处理技术的使用较为广泛。

预压处理主要包括如下两种方式，均有一定的缺点。

堆载预压：施工工期长，适用于规则的大面积施工。

真空预压：对软土层的地层条件要求高，且施工时的工序较为复杂，施工工期长。

对于灰场初期坝，初期坝施工完成后，库区才能堆灰，初期坝的施工对进度要求较高，初期坝的坝轴线一般较长，需要处理的区域很不规则，处理费用也高。所以前述两种预压地基处理法应用于软土地基灰场初期坝时，局限性较大。

因此，现有的灰场软土地基处理存在亟待改进之处，应当对灰场地基处理方法进行优化改进以提高软土地基的施工进度，故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。

发明内容

为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本发明提供了一种软土地基灰场初期坝的地基及地基构造方法，优化了软土上构建的地基结构，旨在通过对软土地面进行处理后构建地基，在提高施工效率、缩短施工周期的同时，提高地基的结构可靠性，达到地基强度的要求。

为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案是：

一种软土地基灰场初期坝的地基，包括排水模块、预压模块和监测模块；

排水模块包括水平排水体和竖向排水体，水平排水体的两侧设置排水沟；所述的水平排水体包括底滤层、隔滤层和顶滤层，顶滤层的颗粒间隙大于底滤层颗粒间隙，隔滤层位于顶滤层和底滤层之间；所述的竖向排水体包括若干竖向设置的导水结构；

预压模块包括设置于顶滤层上表面的压实体且压实体包括坝体结构；

监测模块包括位移监测装置和水压监测装置。

上述公开的地基，通过在软土地基上设置排水结构，并通过压实体施加载荷对地基进行压实，排出地基内部的水分，帮助地基实现土体固结。进行施工以修建这种经过结构改进的地基，提高地基的整体强度，简化了施工的工艺流程，缩短了施工周期。同时，所述的压实体可作为灰场的初期坝，不仅对地基进行施压压实，还能够作为坝体以作为后期的拦灰使用，起到了一物两用的用途。

进一步的，本发明中所采用的水平排水结构可采用多种方案，并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的底滤层至少包括砂垫层，隔滤层至少包括土工布，顶滤层至少包括碎石垫层。

再进一步，水平排水体的每层结构单独进行设定，以满足其在排水过程中所起到的作用，其中，所述的底滤层的厚度为500～800mm，所述的导水结构的上端穿入底滤层。采用如此方案时，在上端的压实体荷载的作用下，软土地基被压实，地基内的水顺着导水结构的空隙向上流动并进入底滤层。

再进一步，对隔滤层和顶滤层也进行优化，举出其中一种可行的选择：所述的隔滤层采用的土工布可采用的规格为350～500g/m

再进一步，本发明中所采用的导水结构可以采用多种方案，并不唯一限定，此处进行优化并举出其中部分可行的选择：所述的导水结构包括袋装砂井和/或排水板。采用如此方案时，软土地基内的水能够顺沿袋装砂井或排水板向上流动进入水平排水体中。

进一步的，所述的压实体通过碾压施工的方式将粘土、石渣或堆石材料进行压实，当采用粘土材料时，压实体的压实度大于等于0.95，当采用石渣材料时，压实体的压实度大于等于0.96，当采用堆石材料时，压实体的孔隙率小于等于30％。

进一步的，为了方便压实体对软土地基逐渐增加载荷，对压实体的构建进行限制，此处进行优化后举出其中一种可行的选择：所述的压实体包括若干层坝体结构，每层坝体结构的高度为1～3m。采用如此方案时，每设定一层坝体结构均能够增加一定的载荷，使软土地基内的水被挤压排出，但不至于一次施加过高的载荷导软土地基结构发生破坏，从而保证软土地基的结构稳定性。

进一步的，坝体结构在每级施工完毕后，通过位移监测装置进行监测以确定其是否在合理的位移范围内，具体的，可采用如下一种位移监测方案：所述的位移监测装置包括水平位移监测装置和竖向位移监测装置。采用如此方案时，分别监测坝体结构的水平位移、竖向位移以确定坝体结构的稳定性。

进一步的，为了进行更细致的监测，在坝体上设置多处监测装置，具体的，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：沿坝体结构的坝轴线间隔设定多处监测位，每处监测位设置一个水平位移监测装置和一个水压监测装置，并在监测位处为每层坝体结构设置一个竖向位移监测装置。

上述内容公开了地基的组成结构，本发明还公开了该地基的构造方法，具体如下：

一种软土地基灰场初期坝的地基构造方法，用于构造上述公开的地基，包括：

在软土地基内设置竖向排水体和水压监测装置，并在竖向排水体上铺设底滤层；

在底滤层的上方依次设置隔滤层和顶滤层，并在顶滤层的外侧设置排水沟；

设置压实体，从最底层的坝体结构开始碾压施工，在坝体结构的坝脚处设置水平位移监测装置，并在坝体结构上设置竖向位移监测装置；

监测底层坝体结构的位移和水压变化，若监测结果达标则进行下一级坝体结构的碾压施工，否则对底层坝体结构进行修整，直至完成全部坝体结构的施工；

以压实体作为地基载荷进行施压，将软土地基内的孔隙水排放至排水沟内，直至实现土体固结。

上述公开的地基构造方法，能够通过逐级增加坝体结构的方式，将软土地基中的孔隙水挤压排出，不破坏软土地基的结构，快速地实现了地基整体结构的建造，大大缩短了工期，提高了效率。

进一步的，上述方法中，在坝体结构的施工过程中分成若干阶段，每一阶段施工需要坝体结构达到既定的标准才可重新进行下一阶段坝体结构的施工，具体的，对标准进行限定，此处举出一种可行的选择：所述的监测底层坝体结构的位移和水压，若监测结果达标则进行下一级坝体结构的碾压施工，包括如下内容：

地基最大竖向位移不超过15mm/d；

堆载预压边缘水平位移不超过5mm/d；

孔隙水压力系数小于0.6。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明所公开的地基，采用多级坝体结构进行载荷施加以实现软土地基内孔隙水的排出，提高了软土地基施工的效率，缩短了软土地基的施工周期；减少了资源消耗，确保了地基的结构稳定可靠，提升了灰场软土地基建造的整体质量水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为软土地基灰场初期坝的地基结构的示意图。

图2为位移监测装置的设置结构示意图。

图3为地基建造方法的过程示意图。

上述附图中，各标记的含义为：1、竖向排水体；2、水平排水体；21、底滤层；22、隔滤层；23、顶滤层；3、排水沟；4、压实体；41、第1级坝体结构；42、第2级坝体结构；43、第3级坝体结构；44、第4级坝体结构；5、水压监测装置；6、位移监测装置；61、水平位移监测装置；62、竖向位移监测装置；611、素砼基础；612、封口钢管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

实施例1

针对灰场软土地基施工进行预压施工以实现排水的现有条件，存在地基结构复杂，施工周期长，效率低下的问题，本实施例提供一种结构简化的软土地基，该结构的施工工艺简单，效率高，可有效解决现有技术中存在的问题。

具体的，本实施例所采用的技术方案为：

如图1所示，一种软土地基灰场初期坝的地基，包括排水模块、预压模块和监测模块；

排水模块包括水平排水体2和竖向排水体1，水平排水体2的两侧设置排水沟3；所述的水平排水体2包括底滤层21、隔滤层22和顶滤层23，顶滤层23的颗粒间隙大于底滤层21颗粒间隙，隔滤层22位于顶滤层23和底滤层21之间；所述的竖向排水体1包括若干竖向设置的导水结构；

预压模块包括设置于顶滤层23上表面的压实体4且压实体4包括坝体结构；

监测模块包括位移监测装置6和水压监测装置5。

上述公开的地基，通过在软土地基上设置排水结构，并通过压实体4施加载荷对地基进行压实，排出地基内部的孔隙水，帮助地基实现土体固结。进行施工以修建这种经过结构改进的地基，提高地基的整体强度，简化了施工的工艺流程，缩短了施工周期。同时，所述的压实体4可作为灰场的初期坝，不仅对地基进行施压压实，还能够作为坝体以作为后期的拦灰使用，起到了一物两用的用途。

本实施例中所采用的水平排水体可采用多种方案，并不唯一限定，在一些实施例当中可被构造为水平的多级水处理结构，可采用活性炭、碎石等材料进行处理，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的底滤层21至少包括砂垫层，隔滤层22至少包括土工布，顶滤层23至少包括碎石垫层。

优选的，压实体4的每层结构单独进行设定，以满足其在排水过程中所起到的作用，其中，所述的底滤层21的厚度为500～800mm，所述的导水结构的上端穿入底滤层21。采用如此方案时，在上端的压实体4荷载的作用下，软土地基被压实，地基内的水顺着导水结构的空隙向上流动并进入底滤层21。

对隔滤层22和顶滤层23也进行优化，采用其中一种可行的选择：所述的隔滤层22采用的土工布可采用的规格为350～500g/m

本实施例中所采用的导水结构可以采用多种方案，并不唯一限定，在一些实施例当中可采用竖向的导水管，本实施例进行优化并采用其中可行的选择：所述的导水结构包括袋装砂井和/或排水板。采用如此方案时，软土地基内的水能够顺沿袋装砂井或排水板向上流动进入水平排水体2中。

优选的，所述的压实体4通过碾压施工的方式将粘土、石渣或堆石材料进行压实，当采用粘土材料时，压实体4的压实度大于等于0.95，当采用石渣材料时，压实体4的压实度大于等于0.96，当采用堆石材料时，压实体4的孔隙率小于等于30％。

为了方便压实体4对软土地基逐渐增加载荷，对压实体4的构建进行限制，本实施例进行优化后采用其中一种可行的选择：所述的压实体4包括若干层坝体结构，每层坝体结构的高度为1～3m。采用如此方案时，每设定一层坝体结构均能够增加一定的载荷，使软土地基内的孔隙水被挤压排出，但不至于一次施加过高的载荷导软土地基结构发生破坏，从而保证软土地基的结构稳定性。

坝体结构在施工建设完毕后，通过位移监测装置6进行监测以确定其是否在合理的位移范围内，具体的，可采用如下一种位移监测方案：所述的位移监测装置6包括水平位移监测装置61和竖向位移监测装置62。采用如此方案时，分别监测坝体结构的水平位移、竖向位移以确定坝体结构的稳定性。

进一步的，为了进行更细致的监测，在坝体上设置多处监测装置，具体的，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：沿坝体结构的坝轴线间隔设定多处监测位，每处监测位设置一个水平位移监测装置61和一个水压监测装置5，并在监测位处为每层坝体结构设置一个竖向位移监测装置62。

优选的，所述的水平监测装置可采用水平位移监测标，竖向位移监测装置62可采用竖向位移监测标。如图2所示，位移监测标由素砼基础611和封口钢管612组成，素砼基础611混凝土标号为C15～C35，封口钢管612的材质为Q235，位移监测标采用预制制作。

优选的，所述的水压监测装置5可采用孔隙水压力监测仪，所述孔隙水压力监测仪采用差动电阻式或钢弦式孔隙水压力仪。

实施例2

上述实施例内容公开了地基的组成结构，本实施例还公开了该地基的构造方法，如图3所示，具体如下：

一种软土地基灰场初期坝的地基构造方法，用于构造上述公开的地基，包括：

S01：在软土地基内设置竖向排水体1和水压监测装置5，并在竖向排水体1上铺设底滤层21；

S02：在底滤层21的上方依次设置隔滤层22和顶滤层23，并在顶滤层23的外侧设置排水沟3；

S03：设置压实体4，从最底层的坝体结构开始碾压施工，在坝体结构的坝脚处设置水平位移监测装置61，并在坝体结构上设置竖向位移监测装置62；

优选的，本实施例中，将灰场的初期坝作为最底层的第1级坝体结构41，压实体4总共包括第1级坝体结构41、第2级坝体结构42、第3级坝体结构43和第4级坝体结构44。

S04：监测底层坝体结构的位移和水压变化，若监测结果达标则进行下一级坝体结构的碾压施工，否则对底层坝体结构进行修整，直至完成全部四层坝体结构的施工；

S05：以压实体4作为地基载荷进行施压，将软土地基内的孔隙水排出至排水沟3内，直至实现土体固结。

上述公开的地基构造方法，能够通过逐级增加坝体结构的方式，将软土地基中的孔隙水挤压排出，不破坏软土地基的结构，快速地实现了地基整体结构的建造，大大缩短了工期，提高了效率。

上述方法中，在坝体结构的施工过程中分成若干阶段，每一阶段施工需要坝体结构达到既定的标准才可重新进行下一阶段坝体结构的施工，具体的，对标准进行限定，此处举出一种可行的选择：所述的监测底层坝体结构的位移和水压，若监测结果达标则进行下一级坝体结构的碾压施工，包括如下内容：

地基最大竖向位移不超过15mm/d；

堆载预压边缘水平位移不超过5mm/d；

孔隙水压力系数小于0.6。

与现有技术相比，本实施例在传统预压处理的基础上，通过与灰场初期坝施工的结合，利用分级加载施工的初期坝作为预压的压实体，降低了预压地基处理的费用，缩短了工期，适用于各种类型的初期坝，能够为岩土工程、软土地基处理领域提供一种新的地基处理思路。

以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。