一种气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法
【专利摘要】本发明涉及一种深厚软土地基加固方法，尤其是一种气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，属于岩土工程地基处理技术领域。本发明采用气冲排水体代替传统的排水板，所述排水体由排水板、多功能管道、手型接头和连通接头组合连接而成，其优点是在加固前期，多功能管道系统与真空装置连接，为真空抽水系统，上下真空作用面共同起作用，实现双面真空排水固结，加大了有效加固深度，加快了排水固结，缩短了施工工期，在加固后期，多功能管道系统与增压装置连接，为气冲排水系统，可快速提升排水能力，有效缓解排水板的淤堵效应。技术克服了传统真空预压技术处理深厚软基时有效加固深度浅、排水能力有限及会发生淤堵效应的难题，保证了深厚软土地基的整体加固效果，简单可靠，经济实用。
【专利说明】
一种气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种深厚软土地基加固方法，尤其是一种气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，属于岩土工程地基处理技术领域。
【背景技术】
[0002]在我国的沿海和内陆地区，海相、湖相、河相沉积软弱地基广泛分布，除此之外还有围海造陆等形成的吹填软弱地基。随着我国基础设施建设的快速发展，在软土地基上修建公路、铁路、桥梁、水利、房屋、机场、港口及口岸等工程项目日益增多，特别是在沿海以及内陆江河湖泊地区进行工程建设时经常会面临软弱地基加固处理的问题。真空预压法在处理软土地基中有着独特优势，被广泛应用于软土地基加固工程中，取得了良好的社会和经济效益。真空预压法一般是在软基表面铺垫40-50cm厚的砂垫层之后，在砂垫层中埋入水平滤管，构成水平向排水系统，在土体中打入塑料排水板，作为竖向排水系统;然后将密封膜铺设在软基表面的砂垫层上，薄膜四周埋入土中；通过抽真空系统，借埋设于砂垫层中的水平滤管，将薄膜下土体间的空气抽出，使其形成相对负压，由于塑料排水板渗透性较大，该负压能够快速传递到排水板中，从而在排水板和排水板周围土体之间形成孔压差，使土体中的孔隙水流入排水板并被排出，从而达到加固软基的目的。
[0003]然而当该技术应用于深厚软土地基时，会出现以下问题:I)由于真空负压沿排水体向软基深度传递时会发生明显的沿程损失，真空度传递深度有限，导致深部的软弱土层加固效果差；2)对于超软土地基，特别是吹填软基，排水板还经常会发生淤堵，导致深厚软土地基的整体加固效果不理想;3)技术排水能力有限，到后期排水效果明显变差，而此时排水系统中仍有大量的水未排出，影响地基加固效果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对技术存在的上述缺陷，克服真空预压技术处理深厚软基时有效加固深度浅、排水能力有限及会发生淤堵效应的难题，提供一种可以有效提高深厚软土地基整体加固效果的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法。
[0005]本发明的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，是通过如下技术方案实现的，包括以下步骤:
[0006]第一步、气冲排水体制作，气冲排水体是由排水板(排水板其典型结构参见专利申请号为200620014821.1的专利文献《排水板》)、多功能管道、手型接头和连通接头组合连接而成。排水板顶部与手型接头连接，底部通过连通接头与多功能管道连通。排水板和多功能管道的长度都大于气冲排水体设计插设深度的0.3m?0.5m，多功能管道的直径为Icm?2cm；
[0007]第二步、气冲排水体插设，整平待加固软基场地，按照设计方案插设气冲排水体至设计深度，气冲排水体的布设间距一般为0.8?1.2m，布设形式一般采用正方形，插设的设计深度一般不超过30m;
[0008]第三步、管道系统连接，管道系统连接包括真空管道系统连接和多功能管道系统连接。真空管道系统连接是指排水板顶部的手型接头通过连接管和十字接头与真空排水支管连接，真空排水支管再通过T型接头与真空排水主管连接，形成一套真空管道系统；多功能管道系统连接是指多功能管道通过十字接头与多功能支管连接，多功能支管再通过T型接头与多功能主管连接，形成一套多功能管道系统。
[0009]第四步、场地密封，管道系统连接完成后，再待加固软基场地上铺设至少一层土工布，然后再铺设至少一层密封膜，最后再将密封膜压入压膜沟中；
[0010]第五步、双面真空抽水，软基加固前期，将真空管道系统和多功能管道系统都与真空装置连接。开启真空装置，膜下真空度稳定在>85kPa，上下真空作用面共同起作用，实现双面真空预压排水固结；
[0011]第六步、气冲排水，软基加固后期，待系统排水效果明显变差后，将多功能管道系统与真空装置断开，转而与增压装置连接，实现气冲排水，提升系统的排水能力，缓解排水板的淤堵效应。增压过程中，增压装置采用短时脉冲式的喷气方式，增压值控制范围为
0.02-0.05MPa，视软基具体情况确定。
[0012]该方法还包括第七步、再次双面真空抽水及气冲排水，直至达到软基加固的设计要求。
[0013]本发明气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，采用气冲排水体代替传统的排水板，在软基加固前期，多功能管道系统与真空装置连接，为真空抽水系统，上下真空作用面共同起作用，实现了双面真空排水固结，加大了有效加固深度，加快了排水固结，缩短了施工工期;在软基加固后期，多功能管道系统与增压装置连接，为气冲排水系统，不仅可以快速提升排水能力，排除排水系统内存留的大量水分，还可以有效缓解排水板的淤堵效应。气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法克服了真空预压技术处理深厚软基时有效加固深度浅、排水能力有限及会发生淤堵效应的难题，保证了深厚软土地基的整体加固效果，简单可靠，经济实用。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法的示意图。
[0015]图2是本发明的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法的管道系统连接示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的实施例作下说明:
[0017]实施例
[0018]本实施例的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法在某深厚超软土地基加固工程上实施，如图1和图2所示，该深厚超软土地基的地质条件复杂，下面埋藏有15m厚的超厚软弱土层，软弱土层土性差，黏粒含量高、含水率高、强度低，沉降不稳定。
[0019]具体实施步骤如下:
[0020]第一步、气冲排水体制作一一气冲排水体I是由排水板2、多功能管道3、手型接头5和连通接头4组合连接而成。排水板2顶部与手型接头5连接，底部通过连通接头4与多功能管道3连通。气冲排水体I的设计插设深度为15m。排水板2和多功能管道3的长度为15.5m，多功能管道3的直径为1.5cm。
[0021]第二步、气冲排水体插设一一整平待加固软基场地，插设气冲排水体I至设计深度，气冲排水体间距1.0m，正方形布设；
[0022]第三步、管道系统连接一一排水板2顶部的手型接头5通过连接管6和十字接头7与真空排水支管9连接，真空排水支管9再通过T型接头8与真空排水主管11连接，形成一套真空管道系统；多功能管道3通过十字接头7与多功能支管10连接，多功能支管10再通过T型接头8与多功能主管12连接，形成一套多功能管道系统。
[0023]第四步、场地密封一一管道系统连接完成后，再待加固软基场地上铺设一层300g/m2 土工布13，然后再铺设三层厚度约0.12mm密封膜14，最后再将密封膜14压入压膜沟15中；
[0024]第五步、双面真空抽水一一将两套管道系统都与真空装置16连接，并开启真空装置16，膜下真空度稳定在>85kPa，实现双面真空预压排水固结；
[0025]第六步、气冲排水一一待系统排水效果明显变差后，将多功能管道系统与真空装置16断开，转而与增压装置17连接，控制增压装置17的增压值为0.03MPa，采用短时脉冲式的喷气方式进行气冲排水，提升系统的排水能力。
[0026]加固过程中，重复第五步-双面真空排水和第六步-气冲排水两次，经过100天的加固处理后，深厚超软土地基的固结度达到95%，大于设计值90%;同时，加固范围内软弱土层的地基承载力得到明显提高，承载力均达到10kPa以上，加固效果显著。
[0027]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1.一种气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，包括以下步骤: 第一步、气冲排水体制作； 第二步、气冲排水体插设，将待加固场地整平，按设计的布设间距和布设形式将气冲排水体插设至设计深度； 第三步、管道系统连接，管道系统连接包括真空管道系统连接和多功能管道系统连接； 第四步、场地密封，管道系统连接完成后，在待加固软基场地上铺设至少一层土工布，然后再铺设至少一层密封膜，最后再将密封膜压入压膜沟中； 第五步、双面真空抽水，软基加固前期，将真空管道系统和多功能管道系统都与真空装置连接，开启真空装置，上下真空作用面共同起作用，实现双面真空预压排水固结； 第六步、气冲排水，待系统排水效果明显变差后，将多功能管道系统与真空装置断开，转而与增压装置连接，开启增压装置，实现气冲排水，提升系统的排水能力，缓解排水板的淤堵效应。2.根据权利要求1所述的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，其特征在于:还包括第七步、再次双面真空抽水及气冲排水，直至达到软基加固的设计要求。3.根据权利要求1所述的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，其特征在于:所述第一步中气冲排水体是由排水板、多功能管道、手型接头和连通接头组合连接而成，所述排水板顶部与手型接头连接，所述排水板底部通过连通接头与多功能管道连通。4.根据权利要求3所述的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，其特征在于:所述排水板和多功能管道的长度均大于气冲排水体插设设计深度的0.3m-0.5m，多功能管道的直径为lcm_2cm05.根据权利要求1所述的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，其特征在于:所述第二步中，气冲排水体的布设间距为0.8?1.2m，布设形式采用正方形，插设的设计深度不超过30m。6.根据权利要求1所述的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，其特征在于:所述第三步中，真空管道系统连接首先是排水板顶部的手型接头通过连接管和十字接头与真空排水支管连接，然后真空排水支管再通过T型接头与真空排水主管连接，形成一套真空管道系统。7.根据权利要求1所述的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，其特征在于:所述第三步中，多功能管道系统连接首先是多功能管道通过十字接头与多功能支管连接，然后多功能支管再通过T型接头与多功能主管连接，形成一套多功能管道系统。8.根据权利要求1所述的气冲排水双面真空预压加固深厚软土地基的方法，其特征在于:所述第六步中，增压装置采用短时脉冲式的喷气方式，增压值控制范围为0.02-.0.05MPa。
【文档编号】E02D3/10GK106013044SQ201610348524
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】别学清, 翁佳兴, 王南江, 冯英, 刘日海, 周志彦
【申请人】江苏鸿基水利建设工程有限公司