一种间歇式真空预压装置及其进行软基处理的方法
【专利摘要】本发明公开了一种间歇式真空预压装置及其进行软基处理的方法，它包括竖向排水体（1），与竖向排水体（1）相连的直连接头（2），与直连接头（2）相连的连接管（3），与连接管（3）相连的排水支管（4），与排水支管（4）相连的排水主管（5），与排水主管（5）相连的射流泵（6），所述的排水主管（5）与射流泵（6）之间安装有阀门（7）。本发明可通过对排水初期内真空度的短周期变化，推迟粘土细颗粒在排水过程中的聚集，缓解因施加恒定真空度条件下的土颗粒迁移造成排水体的淤堵，从而推迟排水管道及附近土体的淤堵时间，可解决现有真空预压过程中因土料迁移造成的排水通道过早淤堵的问题，具有重要的应用价值。
【专利说明】一种间歇式真空预压装置及其进行软基处理的方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明是设计一种加固软土的真空预压装置，特别涉及一种真空度随时间自动变化的真空预压装置及其进行软基处理的方法，适用于易发生淤堵的超软土排水及其他类似工程。
【背景技术】
[0003]随着我国滩涂围垦建设事业的发展，尤其是在我国“十二五”规划纲要提出推进海洋经济发展后，对于临海陆域面积及开发速度的要求必然提升，其中围垦造地是主要措施之一。海洋滩涂围垦所用的大部分吹填土具有含水量高、强度低及渗透性差等特点，所以在围垦陆域内进行基础建设时必须做出相应的地基处理。同时，我国河流航道及港口港池的疏浚工程，也带来大量疏浚淤泥的堆积，如何快速降低堆场中淤泥的含水率，扩大堆场的储泥量也是目前面临的实际问题。
[0004]现行的吹填土等软土地基处理方法最为常用的是真空预压法。该法是在吹填土(砂)设置竖向塑料排水板，在其上铺砂垫层或水平排水体，再采用密封膜对其进行封闭，并采用射流泵抽气使膜下砂垫层或水平排水体、竖向塑料排水板等处于部分真空状态，排出土中的部分孔隙水，加速土体固结，进而提高土体强度，减少工后沉降。真空预压法因无需堆载填料、预压工期较短等优点而得以广泛应用，成为我国乃至世界范围内吹填土等软土最为常用的地基处理方法。
[0005]对于新近吹填土及堆场淤泥而言，采用真空预压法时常面临反滤系统的淤堵问题。这是因为吹填土等软土因其为欠固结土，尚未形成稳定的土粒骨架，在施加外载荷作用下易发生土颗粒的迁移，如软土在重力作用下的固结过程中就会产生土颗粒向下迁移的现象。在真空预压过程中，通过排水通道对吹填土等软土施加统一负压后，土颗粒会往排水体方向移动，形成致密土 (泥)层，使排水体周围土层渗透系数变小，阻碍后续的预压排水进程。实践证明，在软土真空预压过程中多发生排水体周围土体的淤堵现象，产生加固效果不均匀、后期排水效果差等现象，其中采用真空预压处理吹填土所产生的“土桩”现象最具代表性。
[0006]为应对该类不良工况，我国工程界通过对传统真空预压方法的改良，如对排水通道的改良，主要措施集中在对塑料排水板的板芯、滤膜及其粘合方式进行改进，以期推迟并缓解淤堵发生的时间及程度；对于真空预压过程中真空度的控制，现有主要为透气真空防淤堵方法、超压防堵真空预压法等。前者处理对象主要是泥浆，且需预先架设排水管网进行泥浆的快速水土分离，影响堆场内的吹填工序；后者通过直排式排水通道结构及增压管实现负压的增加，但在低渗透性泥层形成后，高负压作用下作用不甚明显。
[0007]综上所述，根据目前的实际情况和技术条件，亟需发明一种间歇式真空吸水预压装置及其预压方法。达到推迟排水管道及附近土体的淤堵时间，改善真空预压处理效果，实现软土排水初期内的“短周期真空度变化”思路下的防淤堵处治效果。
【发明内容】
[0008]发明目的:本发明的目的是为了克服现有技术的诸多不足，提供一种间歇式真空预压装置及其进行软基处理的方法，本发明提供的间歇式真空预压装置可通过对排水初期内真空度的短周期变化，推迟粘土细颗粒在排水过程中的聚集，缓解因施加恒定真空度条件下的土颗粒迁移造成排水体的淤堵，从而推迟排水管道及附近土体的淤堵时间，解决现有真空预压过程中因土料迁移造成的排水通道过早淤堵的问题，取得了突破性的技术效果O
[0009]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种间歇式真空预压装置，它包括竖向排水体，与竖向排水体相连的直连接头，与直连接头相连的连接管，与连接管相连的排水支管，与排水支管相连的排水主管，与排水主管相连的射流泵，所述的排水主管与射流泵之间安装有阀门。
[0010]作为优选方案，以上所述的间歇式真空预压装置，所述的排水支管和排水主管上依次铺设有300g/m2的土工布和双层的密封膜。
[0011]作为优选方案，以上所述的间歇式真空预压装置，所述的阀门为电动阀门或气动阀门。
[0012]作为优选方案，以上所述的间歇式真空预压装置，所述的电动阀门或气动阀门为防水高频阀门，阀门控制频率为5秒?60秒，变化形式为真空度随时间的正弦变化或脉冲变化。
[0013]作为优选方案，以上所述的间歇式真空预压装置，所述的射流泵包括7.5kff的潜水泵与射流器。
[0014]本发明提供的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其包括以下步骤:
a、排水通道连接:根据设计要求，埋设竖向排水体，然后将直连接头与竖向排水体相连，然后将连接管与直连接头相连，并将排水支管连接在连接管上，然后将排水主管与排水支管相连，然后在排水主管的一端连接射流泵，并在排水主管与射流泵之间管道上安装阀门；
b、真空预压密封处置:在排水支管与排水主管水平管道上依次铺设300g/m2的土工布和双层的密封膜，并压入临近密封沟，完成真空预压软土地基的区域密封处置；
C、开泵射流泵抽真空预压，并通过阀门控制使排水主管内的真空度在O?15秒内完成O到90kPa呈周期变化，周期2T为30秒；
d、真空预压2至3周后，待处理土体结构性趋于稳定后，卸去阀门，并继续进行真空预压直至达到卸载要求。
[0015]作为优选方案，以上所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其特征在于，所述的阀门为防水高频的电动阀门或气动阀门；阀门控制频率为5秒?60秒，变化形式为真空度随时间的正弦变化或脉冲变化。
[0016]作为优选方案，所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，连接管、排水支管和排水主管均为PU管或其他柔性管壁不开口的管材。
[0017]作为优选方案，所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，连接管可采用外径8mm,内径6mm的PU气管连接,排水支管同样可采用外径8mm,内径6mm的PU气管连接，连接管与排水支管采用三项气动接头连接。排水主管可采用管壁不开口的直径50mm的PVC
薄壁软管。
[0018]作为优选方案，所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，所述的竖向排水体为塑料排水板，如国产B型塑料排水板。
[0019]有益效果:本发明提供的间歇式真空预压装置及其进行软基处理的方法和现有技术相比具有如下优点:
1.本发明提供的间歇式真空预压装置，结构设计合理，操作方便，成本低，容易实施，可大幅度缓解软土空预压过程中的淤堵现象，提高真空预压后的土体固结度。由于软土的自身特性(尤其是黏性含量较多的土体)，采用传统方法会发生排水通道及其附近黏性土粒的聚集，造成排水系统的淤堵，阻碍土体固结排水的过程，影响工程工期及处理效果。本发明采用间歇式真空预压法后，通过排水初期对排水体的真空度自动短周期调节，实现竖向排水体内产生随时间变化的负压，使土颗粒在排水过程中迁移速度大大降低，缓解软土在真空预压过程中的淤堵现象，推迟排水管道的淤堵时间。
[0020]2.本发明提供的间歇式真空吸水预压法的处理效果及均匀性更佳。采用间歇式真空预压法，可从土体中排出更多的孔隙水，提高吹填土或泥浆等的平均固结度；同时因避免排水体周边黏粒的快速聚集，可实现土体处理后土体强度增强的均匀性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明提供的间歇式真空预压装置的结构示意图；
图2为本发明提供的间歇式真空预压装置截面的结构示意图；
图3为本发明间歇式真空预压法进行软基处理时真空度自动调节示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0023]实施例1
如图1所示，一种间歇式真空预压装置，它包括竖向排水体(I)，与竖向排水体(I)相连的直连接头(2)，与直连接头(2)相连的连接管(3)，与连接管(3)相连的排水支管(4)，与排水支管(4)相连的排水主管(5)，与排水主管(5)相连的射流泵(6)，所述的排水主管(5)与射流泵(6 )之间安装有阀门(7 )。
[0024]以上所述的间歇式真空预压装置，所述的排水支管(4)和排水主管(5)上依次铺设有300g/m2的土工布(8)和双层的密封膜(9)。
[0025]以上所述的间歇式真空预压装置，其特征在于:所述的阀门(7)为防水高频的电动阀门或气动阀门。阀门控制频率为5秒?60秒，变化形式为真空度随时间的正弦变化或脉冲变化。
[0026]以上所述的间歇式真空预压装置，所述的射流泵包括7.5kff的潜水泵与射流器。
[0027]以上所述的间歇式真空预压装置，所述的竖向排水体(I)为国产B型塑料排水板。
[0028]实施例2
本发明提供的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其包括以下步骤:
a、排水通道连接:根据设计要求，埋设竖向排水体(1)，然后将直连接头(2)与竖向排水体(I)相连，然后将连接管(3 )与直连接头(2 )相连，并将排水支管(4 )连接在连接管(3 )上，然后将排水主管(5 )与排水支管(4 )相连，然后在排水主管(5 )的一端连接射流泵(6 )，并在排水主管(5)与射流泵(6)之间管道上安装阀门(7);
b、真空预压密封处置:在排水支管(4)与排水主管(5)水平管道上依次铺设300g/m2的土工布(8)和双层的密封膜(9)，并压入临近密封沟，完成真空预压软土地基的区域密封处置；如图1和图2所示，
c、开泵射流泵(6)抽真空预压，并通过阀门(7 )控制使排水主管(5 )内的真空度在O?15秒内完成O到90kPa呈周期变化，周期2T为30秒，如图3所示；
d、真空预压2至3周后，待处理土体结构性趋于稳定后，卸去阀门(7)，并继续进行真空预压直至达到卸载要求。
[0029]以上所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，所述的阀门(7)为防水高频的电动阀门或气动阀门；阀门控制频率为5秒?60秒，变化形式为真空度随时间的正弦变化或脉冲变化。
[0030]以上所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其特征在于，连接管(3)、排水支管(4)和排水主管(5 )均为PU管或其他柔性管壁不开口的管材。
[0031]以上所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其所述的竖向排水体(I)为国产B型塑料排水板。
[0032]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种间歇式真空预压装置，其特征在于:它包括竖向排水体(1)，与竖向排水体(I)相连的直连接头(2)，与直连接头(2)相连的连接管(3)，与连接管(3)相连的排水支管(4)，与排水支管(4)相连的排水主管(5)，与排水主管(5)相连的射流泵(6)，所述的排水主管(5)与射流泵(6)之间安装有阀门(7)。
2.根据权利要求1所述的间歇式真空预压装置，其特征在于:所述的排水支管(4)和排水主管(5 )上依次铺设有土工布(8 )和双层的密封膜(9 )。
3.根据权利要求1所述的间歇式真空预压装置，其特征在于:所述的阀门(7)为电动阀门或气动阀门。
4.根据权利要求2所述的间歇式真空预压装置，其特征在于:所述的电动阀门或气动阀门为防水高频阀门，阀门控制频率为5秒?60秒，变化形式为真空度随时间的正弦变化或脉冲变化。
5.根据权利要求1所述的间歇式真空预压装置，其特征在于:所述的射流泵包括7.5kff的潜水泵与射流器。
6.间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其特征在于包括以下步骤: a、排水通道连接:根据设计要求，埋设竖向排水体(1)，然后将直连接头(2)与竖向排水体(I)相连，然后将连接管(3 )与直连接头(2 )相连，并将排水支管(4 )连接在连接管(3 )上，然后将排水主管(5 )与排水支管(4 )相连，然后在排水主管(5 )的一端连接射流泵(6 )，并在排水主管(5)与射流泵(6)之间管道上安装阀门(7); b、真空预压密封处置:在排水支管(4)与排水主管(5)水平管道上依次铺设300g/m2的土工布(8)和双层的密封膜(9)，并压入临近密封沟，完成真空预压软土地基的区域密封处置； c、开泵射流泵(6)抽真空预压，并通过阀门(7 )控制使排水主管(5 )内的真空度在O?15秒内完成O到90kPa呈周期变化，周期2T为30秒； d、真空预压2至3周后，待处理土体结构性趋于稳定后，卸去阀门(7)，并继续进行真空预压直至达到卸载要求。
7.根据权利要求6所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其特征在于，所述的阀门(7)为防水高频的电动阀门或气动阀门；阀门控制频率为5秒?60秒，变化形式为真空度随时间的正弦变化或脉冲变化。
8.根据权利要求6所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其特征在于，连接管(3 )、排水支管(4)和排水主管(5 )均为PU管或其他柔性管壁不开口的管材。
9.根据权利要求6所述的间歇式真空预压法进行软基处理的方法，其特征在于，所述的竖向排水体(I)为塑料排水板。
【文档编号】E02D3/10GK104452736SQ201410738396
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】徐锴, 陈庚, 林生法, 范明桥, 李秉宜, 彭中浩, 耿之周, 魏雁冰 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院