本发明涉及超软软土地基的施工领域，特别是一种软土地基加固装置。
背景技术：
本发明适用于超软淤泥地基和吹填地基的处理，属于土木工程技术领域。
目前，应用于软基处理的方法很多，真空预压灌浆技术是软基加固中的一项比较新颖的技术。真空预压灌浆分为真空预压系统和灌浆系统，真空预压灌浆技术是在处理软基之前，先用真空预压系统抽取软基的孔隙水，使软基中形成一系列的真空空隙通道，然后用灌浆系统将浆液灌入土中，浆液沿着真空空隙通道分布到土中，达到提高软基强度的目的。然而，在实际中，真空预压系统产生的真空空隙通道不足，特别是在软土渗透系数较低的情况下空隙通道难以形成，这就给灌浆带来困难，使得软土的加固效果降低。因此，找到一种增加空隙通道，提高灌浆效率的方法有一定的现实意义。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种软土地基加固装置，该软土地基加固装置能弥补现有技术的不足，把真空预压中气压劈裂管道和灌浆管道合二为一，充分利用灌浆与加压系统为深部土体充入高压空气，增加真空空隙通道，提高灌浆效率，进而能够有效提高软土地基强度，故而在实际应用中比单纯真空灌浆技术只需增加少许费用，就能取得好得多的土体强度加固效果，其中的灌浆管道系统还能重复利用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种软土地基加固装置，包括真空预压系统和灌浆与加压系统。
需加固的软土地基上铺设有土工布和砂垫层。
真空预压系统包括真空泵、与真空泵相连接的水平滤管、与水平滤管相连接的竖向塑料排水板、以及埋设在软土地基中的真空压力表。
灌浆与加压系统包括一根总管、通过三通阀设置在总管末端的灌浆设备和空气压缩机、与总管另一端相连接的若干根水平支管、若干根分别与对应水平支管相连接的竖向管，每根竖向管的中下部均设置有若干个开孔。
水平滤管与竖向塑料排水板相连接的一端，以及水平支管与竖向管相连接的一端均设置在砂垫层中。
每根竖向管中的开孔均呈梅花状。
每个开孔的直径均为3-5mm。
待加固的软土地基的周边设置有竖向的粘土密封墙。
竖向塑料排水板相互平行铺设在软土地基中，竖向管均匀设置在相邻两块竖向塑料排水板的对称中心线上。
本发明具有如下有益效果：
本发明有机结合了气压劈裂真空预压技术和灌浆技术，利用真空系统的真空泵抽取软土地基中的水和气，形成真空空隙通道，再利用灌浆管道向土中吹入高压气体来增加真空空隙通道的数量，特别是渗透系数低的深部土层的真空空隙通道数量，减少真空度的衰减。再在适当的时间，开始向真空空隙通道里灌浆来进一步提高软土地基强度。并且灌浆通道和充气通道合二为一，在实际应用中比单纯真空灌浆技术只需增加少许费用，然而土体强度却能提高很多，其中的灌浆管道系统还可以重复利用。
附图说明
图1是本发明一种软土地基加固装置的结构示意图。
其中有：1.真空泵；2.压膜沟；3.水平滤管；4.砂垫层；5.竖向塑料排水板；6.竖向管；7.水平支管；8.总管；9.三通阀；10.灌浆设备；11.空气压缩机。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种软土地基加固装置，包括真空预压系统和灌浆与加压系统。
需加固的软土地基上优选铺设有土工布和砂垫层4，待加固的软土地基的周边优选设置有竖向的粘土密封墙。
真空预压系统包括真空泵1、与真空泵1相连接的水平滤管3、与水平滤管3相连接的竖向塑料排水板5、以及埋设在软土地基中的真空压力表。
灌浆与加压系统包括一根总管8、灌浆设备10、空气压缩机11、若干根水平支管7和若干根竖向管6。
上述灌浆设备10和空气压缩机11通过三通阀9设置在总管8的末端，总管8另一端连接有若干根水平支管7，每根水平支管7的另一端均连接一根竖向管6。
每根竖向管6的中下部均设置有若干个开孔，且开孔均优选呈梅花状布置，每个开孔的直径均优选为3-5mm。
进一步，水平滤管与竖向塑料排水板相连接的一端，以及水平支管与竖向管相连接的一端均设置在砂垫层中。
进一步，竖向塑料排水板相互平行铺设在软土地基中，竖向管均匀设置在相邻两块竖向塑料排水板的对称中心线上。
一种软土地基的真空预压、气压劈裂及灌浆相联合的加固方法，包括以下步骤。
第一步，安装软土地基加固装置。
在需加固的软土地基上进行软土地基加固装置的安装，安装方法，优选包括以下步骤：
步骤1），按真空预压法，在需加固的软土地基上，铺土工布和砂垫层4，打设竖向塑料排水板5，铺设水平滤管3。
步骤2），铺设灌浆与加压系统：在距周边竖向塑料排水板5等距离的中心位置植入竖向管6，该竖向管6能兼具灌浆及导气的作用。然后，铺设水平支管7并与总管8相连，总管8末端用三通阀9连上灌浆设备10和空气压缩机11。
步骤3），埋设真空压力表，挖压膜沟2，在待加固的软土地基的周边设置竖向的粘土密封墙，并在软土地基表面铺设密封材料，该密封材料优选为真空膜，安装真空泵。
第二步，放置地表沉降观测设备，该地表沉降观测设备优选为沉降观测板。
第三步，系统密闭性检查：通过对竖向管的密闭性试验，检查灌浆与加压系统的密闭性；通过试抽真空，检查真空预压系统的密闭性。
第四步，抽真空并绘制真空压力-时间变化曲线和地表沉降-时间曲线：当第三步完成，检查的系统密闭性符合要求后，开始抽真空，抽排软土地基中的水和气，24小时一次进行观测软土地基中各地层深度的真空压力和地表沉降，绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线和地表沉降-时间变化曲线；
第五步，气压劈裂：当第四步中各地层深度的真空压力稳定一周后，打开三通阀中与空气压缩机相连接的阀门，通过竖向管将高压气体输入到中下层的软土地基中；
第六步，再次抽真空：将三通阀全部关闭，继续抽真空；继续24小时一次进行观测软土地基中各地层深度的真空压力和地表沉降，并绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线和地表沉降-时间变化曲线；
第七步，灌浆：当第六步中绘制的地表沉降-时间变化曲线出现明显拐点，且真空压力-时间变化曲线相对稳定时，打开三通阀中与灌浆设备相连接的阀门，进行灌浆，并继续绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线，当下部地层的真空压力接近零时，停止灌浆，并等待浆液凝结；首次灌浆，采用渗入方式，绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线，当下部地层的真空压力接近零时，停止灌浆，并等待浆液凝结。
第八步，根据需要，重复第四步至第七步；
第九步，施工结束。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。