一种扩底加压排水联合充气滤水的真空预压地基加固结构的制作方法

本发明涉及一种岩土工程地基加固处理技术结构，具体涉及一种扩底加压排水联合充气滤水的真空预压地基加固结构。

背景技术：

真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，密封膜端部进行埋压处理，通过砂垫层内埋设的吸水管道，使用真空泵或其他真空手段抽真空，使其形成膜下负压，增加地基的有效应力。真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。

通过大量的工程实际应用，普通真空预压技术在实施过程中，其真空负压沿普通塑料排水板向深层地基土传递过程中沿程损失很快，其真空度往往难以有效向深层土传递，这导致普通真空预压技术对深层软土加固效果十分不理想，并且导致工程长，甚至严重影响工程整体质量。此外，真空负压理论上限值为100kpa，普通真空预压技术提高软土地基整体强度十分有限，特别是深层软土加固这一技术瓶颈。基于此，本发明提供一种扩底加压排水联合充气滤水的真空预压地基加固结构，以弥补普通真空预压技术对深层软土加固不理想和真空度在土体中衰减过快的不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种扩底加压排水联合充气滤水的真空预压地基加固结构。

本发明采用的技术方案是：一种扩底加压排水联合充气滤水的真空预压地基加固结构，它包括扩底加压排水竖井结构、竖井充气扩张滤水结构、高效排水板、外部真空传递管路系统、外部充气传递管路系统、密封系统、抽真空设备、充气设备以及加固地基土；所述的扩底加压排水竖井结构、竖井充气扩张滤水结构和高效排水板均竖向打设布置在加固地基土内部，扩底加压排水竖井结构和高效排水板交错布置，竖井充气扩张滤水结构布置在扩底加压排水竖井结构之间；所述的扩底加压排水竖井结构、高效排水板均通过外部真空传递管路系统与抽真空设备连接，竖井充气扩张滤水结构通过外部充气传递管路系统与充气设备连接。

所述的扩底加压排水竖井结构由增压型排水板、扩底结构滤膜和扩底填充滤料组成；扩底结构滤膜与增压型排水板的底端连接，扩底填充滤料布置于扩底结构滤膜内部；所述的竖井充气扩张滤水结构由凸状扩张滤水段和一般滤水段组成；凸状扩张滤水段与一般滤水段的一端连接；所述的外部真空传递管路系统包含真空传递连接部件、真空传递三通以及真空传递连接管路；所述的高效排水板和增压型排水板的顶端均与真空传递连接部件连接，真空传递连接部件通过真空传递三通与真空传递连接管路连接，真空传递连接管路与所述的抽真空设备连接；所述的外部充气传递管路系统包含充气传递连接部件、充气传递三通以及充气传递连接管路；所述的竖井充气扩张滤水结构的一般滤水段的顶端与充气传递连接部件连接，充气传递连接部件通过充气传递三通与充气传递连接管路连接，充气传递连接管路与所述的充气设备连接；真空传递连接管路和充气传递连接管路均布置在所述的加固地基土顶面；所述的密封系统包含面层密封膜和封膜沟；面层密封膜覆盖在外部真空传递管路系统和外部充气传递管路系统的上部；面层密封膜的四边埋设于封膜沟内部。

所述的真空传递连接管路的首端穿过封膜沟与所述的抽真空设备连接；所述的充气传递连接管路的首端穿过封膜沟与所述的充气设备连接。

本发明的有益效果是：

(1)本发明克服了一般真空预压深层土排水固结效果严重不理想、真空度深层传递衰减快的缺点；通过扩底加压排水竖井结构增强了底部深层土的排水固结速率，保证真空负压能快速集中传递至深层土体内部，显著提高深层土加固效果。

(2)本发明吸收了民间传统包豆腐的原理，在土体中增加竖井充气扩张滤水结构，通过充气扩张产生侧向挤压滤水效果，进而能显著加快土体的固结，通过超静孔隙水也能滤排至竖井充气扩张滤水结构内部，显著提高整体加固效果。

(3)本发明经济高效、节省工期、可适用于不同性质的土层，对地基土加固效果显著，是一种处理软土地基的经济快捷高效的加固结构。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-扩底加压排水竖井结构；11-增压型排水板；12-扩底结构滤膜；13-扩底填充滤料；2-竖井充气扩张滤水结构；21-凸状扩张滤水段；22-一般滤水段；3-高效排水板；4-外部真空传递管路系统；41-真空传递连接部件；42-真空传递三通；43-真空传递连接管路；5-外部充气传递管路系统；51-充气传递连接部件；52-充气传递三通；53-充气传递连接管路；6-密封系统；61-面层密封膜；62-封膜沟；7-抽真空设备；8-充气设备；9-加固地基土。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明一种扩底加压排水联合充气滤水的真空预压地基加固结构，它包括扩底加压排水竖井结构1、竖井充气扩张滤水结构2、高效排水板3、外部真空传递管路系统4、外部充气传递管路系统5、密封系统6、抽真空设备7、充气设备8以及加固地基土9；所述的扩底加压排水竖井结构1、竖井充气扩张滤水结构2和高效排水板3均竖向打设布置在加固地基土9内部，扩底加压排水竖井结构1和高效排水板3交错布置，竖井充气扩张滤水结构2布置在扩底加压排水竖井结构1之间；所述的扩底加压排水竖井结构1、高效排水板3均通过外部真空传递管路系统4与抽真空设备7连接，竖井充气扩张滤水结构2通过外部充气传递管路系统5与充气设备8连接。

所述的扩底加压排水竖井结构1由增压型排水板11、扩底结构滤膜12和扩底填充滤料13组成；扩底结构滤膜12与增压型排水板11的底端连接，扩底填充滤料13布置于扩底结构滤膜12内部；所述的竖井充气扩张滤水结构2由凸状扩张滤水段21和一般滤水段22组成；凸状扩张滤水段21与一般滤水段22的一端连接；所述的外部真空传递管路系统4包含真空传递连接部件41、真空传递三通42以及真空传递连接管路43；所述的高效排水板3和增压型排水板11的顶端均与真空传递连接部件41连接，真空传递连接部件41通过真空传递三通42与真空传递连接管路43连接，真空传递连接管路43与所述的抽真空设备7连接；所述的外部充气传递管路系统5包含充气传递连接部件51、充气传递三通52以及充气传递连接管路53；所述的竖井充气扩张滤水结构2的一般滤水段22的顶端与充气传递连接部件51连接，充气传递连接部件51通过充气传递三通52与充气传递连接管路53连接，充气传递连接管路53与所述的充气设备8连接；真空传递连接管路43和充气传递连接管路53均布置在所述的加固地基土9顶面；所述的密封系统6包含面层密封膜61和封膜沟62；面层密封膜61覆盖在外部真空传递管路系统4和外部充气传递管路系统5的上部；面层密封膜61的四边埋设于封膜沟62内部。

增压型排水板11可以采用哑铃型排水板，其真空度传递快捷并且沿程损失小，扩底结构滤膜12采用土工滤膜材料，扩底填充滤料13采用中砂。高效排水板3也采用哑铃型排水板。竖井充气扩张滤水结构2采用高强度的土工滤膜材料作成，通过插板机打设至设计深度。扩底加压排水竖井结构1、竖井充气扩张滤水结构2、高效排水板3采用交叉梅花形布置，进而可以节省投资。

外部真空传递管路系统4、外部充气传递管路系统5采用pvc材料制成。

所述的真空传递连接管路43的首端穿过封膜沟62与所述的抽真空设备7连接；充气传递连接管路53的首端穿过封膜沟62与所述的充气设备8连接。

面层密封膜61采用耐久性较好的防渗土工膜，加固区的四周布置封膜沟62，以保证不漏气。

上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。