用于填海地层的地基处理方法与流程

1.本发明涉及填海地层的地基处理技术领域，尤其涉及一种用于填海地层的地基处理方法。


背景技术：

2.随着城市化的进程，城市用地需求日益增加，部分城市通过填海造陆的方式增加城市供地，也有不少城市将机场建于填海地层上。
3.填海地层通常为软质海相黏土，在海水的长期浸泡和冲刷下，填海地层容易被液化而造成水土流失，导致地基失稳，因此需要对填海软土地层进行地基处理。
4.在对用于机场的填海地层进行地基处理时，可能需要不停航施工，对施工机械的高度存在一定限制，也存在因为可用于施工的陆地面积较小导致施工受限的问题。此外，填海地基处理作业靠近海域，这就对地基施工现场的环境保护提出更高的要求。
5.因此，亟需提出一种用于机场的填海地层地基处理方法，以克服上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于：提供一种用于填海地层的地基处理方法，旨在解决施工机械高度受限、施工场地较小、环境保护要求较高的情况下对用于机场的填海地层地基处理的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.本发明提供了一种用于填海地层的地基处理方法，所述方法包括：确定待处理区域；所述待处理区域临海；在所述待处理区域内开挖浅槽；所述浅槽的槽壁沿竖直方向延伸；搭建位于海上的移动生产平台，并利用管道将所述移动生产平台与所述浅槽连通；沿所述浅槽的槽壁，向下铣槽，形成深槽，并产生地质体颗粒；利用所述移动生产平台制备水泥浆，在设计距离内，通过所述管道将所述水泥浆灌注至所述深槽内；拌合所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒，形成加固墙体。
9.可选地，所述沿所述浅槽的槽壁，向下铣槽，形成深槽，并产生地质体颗粒的步骤，包括：利用所述移动生产平台制备膨润土浆；利用铣槽机械由所述浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用所述管道将所述膨润土浆泵送至所述浅槽内，并置换出废弃浆；将所述浅槽铣槽至设计深度，形成深槽，停止泵送所述膨润土，保持所述铣槽机械位于所述深槽底部。
10.可选地，所述利用铣槽机械由所述浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用所述管道将所述膨润土浆泵送至所述浅槽内，并置换出废弃浆的步骤之前，所述方法还包括：在所述浅槽附近挖设泥浆池。
11.可选地，所述利用铣槽机械由所述浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用所述管道将所述膨润土浆泵送至所述浅槽内，并置换出废弃浆的步骤之后，所述方法还包括：将所述废弃浆排入所述泥浆池内；对所述泥浆池内的所述废弃浆进行再利用处理。
12.可选地，所述拌合所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒，形成加固墙体的步骤，包括：利用所述铣槽机械由下至上对所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒进行拌合，形成混合物；待所述混合物凝固，形成加固墙体。
13.可选地，所述利用所述铣槽机械由下至上对所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒进行拌合，形成混合物的步骤，包括：保持所述铣槽机械在所述深槽的底部拌合预设时间；将所述铣槽机械由所述深槽的底部向上提升，在所述铣槽机械的提升过程中，保持所述铣槽机械拌合所述混合物。
14.可选地，所述铣槽机械的提升速度为v，其中，0.28m/min≤v≤0.5m/min。
15.可选地，所述水泥浆由海水和水泥粉按照设计配比拌合而成。
16.可选地，所述移动生产平台与所述深槽的距离为a，其中，a≤2km。
17.可选地，所述管道包括多根首尾相连的dn76钢管，多根所述dn76钢管之间用法兰连接。
18.本发明提出的技术方案，通过开挖浅槽，对开挖后的浅槽进行铣槽，然后向槽内灌注水泥浆，将水泥浆和铣槽过程中产生的地质体颗粒进行拌合，以形成加固墙体，实现对填海地层进行加固处理的目的；在本发明提出的技术方案中，施工所用机械高度较低，可满足机场对不停航施工的要求；本发明将铣槽产生的地质体颗粒保留在深槽内，直接用作地基加固材料，弃土和弃浆总量小，对环境更为友好；此外，水泥浆的制备在设置于海上的移动生产平台上完成，利用管道将水泥浆灌注到深槽内，减小了陆地上的施工占地面积，从而解决填海地层地基处理时施工场地受限的问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明用于填海地层的地基处理方法的流程示意图；
21.图2为图1中步骤s40的细化流程示意图；
22.图3为图2中步骤s42的细化流程示意图；
23.图4为图1中步骤s60的细化流程示意图；
24.图5为图4中步骤s61的细化流程示意图。
25.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有
明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系。
29.在本发明中，若有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
30.在本发明中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“组件”、“件”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
31.对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是，是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
32.下面结合一些具体实施方式进一步阐述本发明的发明构思。
33.本发明提出一种用于填海地层的地基处理方法。
34.如图1所示，图1为本发明用于填海地层的地基处理方法的流程示意图；
35.在本发明一实施例中，一种用于填海地层的地基处理方法包括：
36.步骤s10：确定待处理区域；待处理区域临海；
37.步骤s20：在待处理区域内开挖浅槽；浅槽的槽壁沿竖直方向延伸；
38.步骤s30：搭建位于海上的移动生产平台，并利用管道将移动生产平台与浅槽连通；
39.步骤s40：沿浅槽的槽壁，向下铣槽，形成深槽，并产生地质体颗粒；
40.步骤s50：利用移动生产平台制备水泥浆，在设计距离内，通过管道将水泥浆灌注至深槽内；
41.步骤s60：拌合深槽内的水泥浆和地质体颗粒，形成加固墙体。
42.本发明技术方案通过测量确定待进行地基处理的区域后，在待处理区域地面设立标识，施工人员沿地面标识进行浅槽开挖，浅槽的槽壁竖直向下，确保槽壁的垂直度满足后续铣槽的要求；利用浅槽的槽壁进行导向，由浅槽的槽底继续向下铣槽，直至达到设计深度，形成深槽；在向深槽内加入水泥浆的过程中，随施工位置的改变，驱动移动生产平台进行移动，保持移动生产平台与深槽的距离处于设计距离内；铣槽过程中产生的地质体颗粒与水泥浆直接拌合，形成力学性能良好的混合物，从而达到地基加固、改善地层性能的目的。
43.在本方案中，直接将铣槽产生的地质体颗粒用作地基加固材料，弃土和弃浆总量小，施工工序简单，对环境更为友好；本方案所用施工机械高度较低，可满足机场不停航施
工的要求。此外，水泥浆的制备由海上的移动生产平台完成，节省陆上施工占地面积，可解决施工场地受限的问题。
44.在一实施例中，沿浅槽的槽壁，向下铣槽，形成深槽，并产生地质体颗粒的步骤，包括：
45.步骤s41：利用移动生产平台制备膨润土浆；
46.步骤s42：利用铣槽机械由浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用管道将膨润土浆泵送至浅槽内，并置换出废弃浆；
47.步骤s43：将浅槽铣槽至设计深度，形成深槽，停止泵送膨润土，保持铣槽机械位于深槽底部。
48.如图2所示，图2为图1中步骤s40的细化流程示意图，本发明技术方案中，铣槽施工前完成膨润土浆的制备，在铣槽过程中，铣槽机械的两个铣轮相向旋转，缓慢下降铣槽机械的铣轮，同时通过管道对槽内注入膨润土浆，在铣槽机械铣至设计槽底后停止输送膨润土浆，并清洗管道内的残余膨润土浆，准备进行水泥浆的制备。
49.在铣槽过程中，膨润土浆对浅槽的槽壁起到支护作用，防止槽壁坍塌，同时避免铣槽过程中产生的地质体颗粒堆积在槽底，便于铣槽机械持续施工。
50.值得说明的是，因膨润土浆加入海水进行制备，引起组分发生变化，膨润土浆中各组分的配合比可根据现场实际情况进行调整，本发明中不作限制。
51.在一实施例中，利用铣槽机械由浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用管道将膨润土浆泵送至浅槽内，并置换出废弃浆的步骤之前，方法还包括：在浅槽附近挖设泥浆池。
52.泥浆池挖设于陆上，泥浆池挖设完成后铺设防水层，防止废弃液扩散造成污染。
53.在一实施例中，利用铣槽机械由浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用管道将膨润土浆泵送至浅槽内，并置换出废弃浆的步骤之后，方法还包括：
54.步骤s421：将废弃浆排入泥浆池内；
55.步骤s422：对泥浆池内的废弃浆进行再利用处理。
56.如图3所示，图3为图2中步骤s42的细化流程示意图，铣槽过程中会产生少量的废弃浆和被置换出的土体，均为不可循环利用的废弃材料，泥浆池用于临时储存上述废弃材料，在施工完成后对泥浆池内的上述废弃材料进行统一处理，以满足环保要求。
57.在一实施例中，拌合深槽内的水泥浆和地质体颗粒，形成加固墙体的步骤，包括：
58.步骤s61：利用铣槽机械由下至上对深槽内的水泥浆和地质体颗粒进行拌合，形成混合物；
59.步骤s62：待混合物凝固，形成加固墙体。
60.如图4所示，图4为图1中步骤s60的细化流程示意图，铣槽完成后将铣槽机械的铣头保持在深槽底部，利用铣槽机械进行拌合时，缓慢提升铣头，同时注入水泥浆，铣槽机械的两个铣头做相反方向的转动，将水泥浆与地质体颗粒搅拌均匀，形成力学性质更优的混合物。
61.深槽内的拌合过程由下至上进行，在下的混合物受到在上地质体颗粒的重力作用而被压实，形成的加固墙体更为密实，有效提升地层承载力。
62.在一实施例中，利用铣槽机械由下至上对深槽内的水泥浆和地质体颗粒进行拌
合，形成混合物的步骤，包括：
63.步骤s611：保持铣槽机械在深槽的底部拌合预设时间；
64.步骤s612：将铣槽机械由深槽的底部向上提升，在铣槽机械的提升过程中，保持铣槽机械拌合混合物。
65.如图5所示，图5为图4中步骤s61的细化流程示意图，在一实施例中，铣槽机械的铣头在深槽底部搅拌停留5至8分钟，使深槽底部的混合物更为密实，再缓慢提升铣槽机械的铣头，逐步对深槽各个高度的混合物进行拌合，整个拌合过程不间断完成，形成的加固墙均匀性、连续性及整体性更好。
66.值得说明的是，铣槽机械的铣头在深槽底部停留的预设时间根据实际情况而定，本发明中不作限制。
67.在一实施例中，铣槽机械的提升速度为v，其中，0.28m/min≤v≤0.5m/min。
68.在对混合物进行拌合的过程中，铣槽机械的铣头缓慢提升，确保各层混合物均匀致密，避免下层混合物中存在空隙而形成真空负压，造成槽壁坍塌。
69.在一实施例中，水泥浆由海水和水泥粉按照设计配比拌合而成。
70.水泥浆的制备过程耗水量巨大，本发明方案中采用海水代替淡水制备水泥浆，根据现场试验结果确定水泥浆各组分的最适配比，保证水泥浆强度达到要求的同时解决海上淡水供应困难的问题。
71.在一实施例中，移动生产平台与深槽的距离为a，其中，a≤2km。
72.值得说明的是，移动生产平台可随施工位置的改变而移动，移动生产平台与深槽的距离始终保持在2km内，可有效降低水泥浆输送泵的功率要求并减小管道长度，减少水泥浆在管道内的输送时间，从而降低水泥浆凝结造成管道堵塞的风险。
73.在一实施例中，管道包括多根首尾相连的dn76钢管，多根dn76钢管之间用法兰连接。
74.具体地，单根钢管的长度为12m，多根钢管依次连接成管道，管道的总长度不超过泵送的设计距离；钢管内径与泵送机的内径均为76mm，泵送流量满足施工需求；在管道输送过程中，水泥浆和膨润土浆对管道存在一定的冲击力，选用强度较高的钢管可保证管道的稳定性。
75.多根管道通过法兰连接，保证管道的连接处具有足够的受压强度，同时方便现场装卸，连接稳定性较好，可避免管道输送的水泥浆或膨润土浆发生泄露而造成环境污染。
76.需要说明，上述本发明实施例序号仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上实施例仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述方法包括：确定待处理区域；所述待处理区域临海；在所述待处理区域内开挖浅槽；所述浅槽的槽壁沿竖直方向延伸；搭建位于海上的移动生产平台，并利用管道将所述移动生产平台与所述浅槽连通；沿所述浅槽的槽壁，向下铣槽，形成深槽，并产生地质体颗粒；利用所述移动生产平台制备水泥浆，在设计距离内，通过所述管道将所述水泥浆灌注至所述深槽内；拌合所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒，形成加固墙体。2.如权利要求1所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述沿所述浅槽的槽壁，向下铣槽，形成深槽，并产生地质体颗粒的步骤，包括：利用所述移动生产平台制备膨润土浆；利用铣槽机械由所述浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用所述管道将所述膨润土浆泵送至所述浅槽内，并置换出废弃浆；将所述浅槽铣槽至设计深度，形成深槽，停止泵送所述膨润土，保持所述铣槽机械位于所述深槽底部。3.如权利要求2所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述利用铣槽机械由所述浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用所述管道将所述膨润土浆泵送至所述浅槽内，并置换出废弃浆的步骤之前，所述方法还包括：在所述浅槽附近挖设泥浆池。4.如权利要求3所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述利用铣槽机械由所述浅槽的底部竖直向下进行铣槽，在铣槽的同时，利用所述管道将所述膨润土浆泵送至所述浅槽内，并置换出废弃浆的步骤之后，所述方法还包括：将所述废弃浆排入所述泥浆池内；对所述泥浆池内的所述废弃浆进行再利用处理。5.如权利要求2所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述拌合所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒，形成加固墙体的步骤，包括：利用所述铣槽机械由下至上对所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒进行拌合，形成混合物；待所述混合物凝固，形成加固墙体。6.如权利要求5所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述利用所述铣槽机械由下至上对所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒进行拌合，形成混合物的步骤，包括：保持所述铣槽机械在所述深槽的底部拌合预设时间；将所述铣槽机械由所述深槽的底部向上提升，在所述铣槽机械的提升过程中，保持所述铣槽机械拌合所述混合物。7.如权利要求6所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述铣槽机械的提升速度为v，其中，0.28m/min≤v≤0.5m/min。8.如权利要求1-7中任一项所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述水泥浆由海水和水泥粉按照设计配比拌合而成。
9.如权利要求1-7中任一项所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述移动生产平台与所述深槽的距离为a，其中，a≤2km。10.如权利要求1-7中任一项所述的用于填海地层的地基处理方法，其特征在于，所述管道包括多根首尾相连的dn76钢管，多根所述dn76钢管之间用法兰连接。

技术总结
本发明公开了一种用于填海地层的地基处理方法，包括：确定待处理区域；在所述待处理区域内开挖浅槽；所述浅槽的槽壁沿竖直方向延伸；搭建位于海上的移动生产平台，并利用管道将所述移动生产平台与所述浅槽连通；沿所述浅槽的槽壁，向下铣槽，形成深槽，并产生地质体颗粒；利用所述移动生产平台制备水泥浆，在设计距离内，通过所述管道将所述水泥浆灌注至所述深槽内；拌合所述深槽内的所述水泥浆和所述地质体颗粒，形成加固墙体。对填海地层进行加固处理的同时，弃土和弃浆总量小，对环境较为友好；此外，水泥浆的制备在设置于海上的移动生产平台上完成，减小了陆上施工占地面积，从而解决了填海地基处理时施工场地受限的问题。解决了填海地基处理时施工场地受限的问题。解决了填海地基处理时施工场地受限的问题。


技术研发人员：程晨 曲晓阳 王欣欣 杨金泽 张文杰 蒋朕刚 李德威
受保护的技术使用者：中国建筑工程（香港）有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20