应用于深层高真空击密的真空传递板系统及其施工方法与流程

本发明涉及地基处理，尤其涉及应用于深层高真空击密的真空传递板系统及其施工方法。

背景技术：

1、目前市场上软地基处理工法中，性价比最高的方法，就是采用“排水固结法”原理进行软地基处理。排水固结法，就压力施加种类而言，又分为a、真空负压，以真空预压为代表工法；b、正压荷载，以堆载预压为代表工法；c、真空负压与荷载正压联合施压，以高真空击密法为代表工法。其中：

2、真空预压法属于负压真空静力排水固结法，主要用于处理深厚淤泥层。其不足之处在于：1、仅仅采用真空负压进行排水固结，综合压力仅能达到80kpa，不能做到正压与负压结合，淤泥层物理力学指标提高幅度不大，经检测，地基承载力在60-65kpa之间，不能满足一些建筑物使用要求；2、真空预压属于静力真空，地表静压，不能像动力正压一样形成硬壳层地表，导致地表地基承载力一般比较低，为80kpa左右。一般道路路基、建筑物地坪地基设计指标要求地基承载力达120kpa，这样就有一定差距。

3、堆载预压属于正压排水固结法，其缺点和不足之处在于：1、时间长，工期久，一般堆载需6个月以上。2、因为堆载需要耗费大量土方，资源耗费过大，不环保不经济。3、单纯采用正压荷载，地层加固效果有限。

4、堆载联合真空预压工法，采用正压与真空负压联合施加固结动力，效果更好，地层物理力学性质指标更能得到提升，更能满足建筑物使用要求。同时，其缺点在于：1、施工质量问题极难控制，膜上堆载极易对真空膜产生破坏，使真空密封被破坏，真空度下降，引发严重的施工质量问题。2、堆载资源过大，不环保不经济。3、不能在地表形成硬壳层，地表承载力难以有效提高。

5、高真空击密法属于静力与动力结合的排水固结法，能将真空负压和击密正压有效结合起来，处理强度更大。“高真空击密法”软地基处理工法，是采用高真空井点降水加振动碾压或强夯方法来降低被处理土体的含水量，以提高土体密实度。高真空井点降水即采用：在需处理软地基上插置数排真空管，在井点设备基础上，加置一真空泵和一自动动态平衡筒，平衡筒分别与真空泵、井点设备总集水管和排水泵相连，真空抽水至一定含水量；振动碾压或强夯即采用；在需处理土体达到一定含水量的同时，采用击振设备击密待处理的土体，达一定密实度。“高真空击密法”通过人为在土层中制造“压差”，利用“压差”来快速消散超孔隙水压力，使软土中的水快速排出。高真空排水，使击密效果大大提高，从而使被处理土体形成一定厚度的超固结“硬壳层”。由于“硬壳层”的存在，使得表层荷载有效扩散，减少了因荷载不均匀产生的不均匀沉降。

6、然而，常规“高真空击密法”地基处理适用范围包括：1、高水位粉土、粉砂、粉煤灰等软弱地基；2、高水位填土、砾质土、渣土等软弱地基；3、其它渗透性大于10-4cm/s软弱土层。对于深厚淤泥软弱层，常规高真空击密法处理效果不佳，具体原因如下：1、常规高真空降水，采取的真空系统是真空管，为硬质铁管，下端钻孔，包裹滤网，这种结构处理粉土、粉砂、粉煤灰等渗透系数比较大的软弱地基有效，但是对于处理渗透性小于10-4cm/s的淤泥等软弱土层，淤泥内水分难以排出；2、常规高真空管由于是硬质铁管、施工设备限制，目前最大处理深度为7-8米，而沿海淤泥层一般15-25米厚度以上，常规高真空处理深度难以达到；3、待处理的淤泥层表面过于软弱，高真空击密设备容易陷入、倾覆，施工困难。

7、动力排水固结法，就是强夯与排水板结合实现动力排水固结。其优点在于试图采用动力排水固结原理来处理深厚淤泥层，但一直因为效果不佳，没有被充分推广应用，其不能被推广应用的主要原因在于：1、仅仅单方面采用表面施加动力荷载，强夯动力排水，对淤泥等深层软弱层效果不佳，淤泥处理后，物理力学指标约40-50kpa左右，远远达不到建筑物使用要求。2、常规排水板通体采用滤膜包裹，通体透水，深层淤泥水分被强夯动力挤排到地表填土层时，由滤膜排出，渗透到地表填土层，使地表形成遇水变得软弱泥泞，使得地表承载力不升反降。地基处理后，地表地基承载力远远达不到设计的使用要求。

8、综上，目前常用的几种地基处理方法，均存在各自的不足之处，难以满足多种建筑使用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种应用于深层高真空击密的真空传递板系统及其施工方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、应用于深层高真空击密的真空传递板系统，应用于深厚淤泥层，深厚淤泥层上部填有表层填土，所述系统包括若干垂直插入深厚淤泥层的真空传递板，真空传递板沿其竖向由真空传递段和排水滤膜段两部分组成，所述真空传递段位于表层填土且其底端延伸进深厚淤泥层内，所述排水滤膜段位于深厚淤泥层内；

4、所述真空传递板包括由pvc材质制成的带状主板体体；所述带状主板体上位于所述真空传递段部分其内部沿其竖向均设有若干束孔，所述束孔延伸至所述排水滤膜段，带状主板体上位于排水滤膜段部分对应每个束孔位置的前后两面均开设有通孔，带状主板体上位于开设有所述通孔的前后两面分别覆有一层滤膜；

5、所述系统还包括真空泵组、高压注浆泵组以及主管、支管，所述支管连接真空传递板，所述主管连接支管，主管还连接真空泵组和/或高压注浆泵组，形成矩阵布置的真空管网，真空管网间隔处均布有若干击密设备。

6、进一步的，每个所述真空传递板上若干束孔沿着真空传递板长度方向均匀排布有一排。

7、进一步的，所述真空传递板的长度为9-11cm，宽度为0.4-0.8cm。

8、进一步的，所述通孔的直径为0.3cm-0.4cm，相邻通孔孔中心间距0.5-0.6cm。

9、进一步的，若干所述真空传递板按排设置，每排真空传递板排内间距为0.8-1.5m，每两排真空传递板间距为1.5-3.0m；

10、且所述真空传递板的施工深度达25m以上。

11、进一步的，所述主管连接真空泵组。

12、进一步的，所述主管连接真空泵组，且真空管网间隔处均布有若干击密设备。

13、进一步的，所述主管连接高压注浆泵组。

14、一种如所述的应用于深层高真空击密的真空传递板系统的施工方法，包括以下步骤：

15、步骤一：现场布置好真空传递板系统，系统连接真空泵组；

16、步骤二：启动真空泵组，利用真空预压法，对深厚淤泥层进行真空排水固结，直至场地预压沉降最后五天平均值小于3mm/d；

17、步骤三：现场布置好击密设备，真空预压法转为高真空击密法继续加固，在高真空运行的同时，利用击密设备施加动力正压，继续对深厚淤泥层加强排水固结，直至场地地表承载力达到120kpa，施工沉降最后五天平均值小于2mm/d；

18、步骤四：将系统连接真空泵组更换为系统连接高压注浆泵组，往真空传递板内泵入固化泥浆进行排水通道封堵；

19、步骤五：竣工检测。

20、进一步的，所述步骤三中，高真空运行前，揭除真空膜。

21、进一步的，所述步骤三中，高真空运行前，在真空膜上以堆载预压的形式堆载一层填土，填土不破坏真空膜，填土厚度大于0.8米。

22、进一步的，所述固化泥浆的配比为25-45％淤泥：0-20％膨润土：25-45％水：10-20％水泥：0-10％淤泥固化剂，注浆封堵压力为1.5mpa。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、(1)本发明中，采用给出的真空传递板，处理深度可达25m以上，能够应用于深厚淤泥层。

25、(2)采用真空传递板，设置为pvc束孔框架，分为真空传递段和排水滤膜段，排水滤膜段外面设置一层滤膜，既可以满足真空预压运行，又能在后续利用该真空传递滤板进行高真空击密，同时将高真空击密法与强夯等击密设备结合，强夯正压动力固结与真空负压排水固结相互作用，有效的对淤泥层进行加固；不仅能有效排出深厚淤泥层水分，使得高真空击密法能有效的对淤泥层进行排水固结处理，淤泥层物理力学指标能达到72kpa以上，对淤泥层的加固效果再提高50％以上；而且地基处理后场地，地表地基承载力能达到120kpa以上，再提高55％以上，能大大提高地基承载力指标，更好的满足建筑使用要求。

26、(3)在施工结束后，利用高压注浆泵组往真空传递板板体内注入泥浆固化封堵，有效堵死排水通道，降低地基工后沉降，减少建筑物使用过程中因场地工后沉降带来的质量事故。