一种真空联合堆载预压的施工方法及系统与流程

本发明涉及软土基排水固结处理，具体为一种真空联合堆载预压的施工方法及系统。

背景技术：

1、真空联合堆载预压是真空预压和堆载预压的结合，对软土地基面的土层进行砂垫层的铺设后，通过在软土地基中设置竖向塑料排水板，水平方向设置排水通道，对封闭膜进行封闭，通过真空压力和堆载，使土体中的孔隙水产生不平衡的压力从竖向排水体排出，这样使得封闭的气泡能够进一步有效得到排除，让整个土体的渗透能力得到较为明显的改善，从而使地基发生沉降，使地基土逐渐固结，达到提高地基承载力和稳定性的目的。两种预压方法的结合能够在短期内消除绝大部分表面沉降，达到软基加固的目的。

2、现有技术中，申请号为cn201320838928.8的中国实用新型专利公开了一种软土地基真空联合堆载预压排水固结结构，包括抽真空装置、包覆在需加固地基外侧的密封层、布设于需加固地基内的竖向排水系统和布设于需加固地基地表上的水平排水系统，竖向排水系统包括多个竖向排水结构，水平排水系统包括中粗砂垫层、铺装在中粗砂垫层内的多个水平排水结构和平铺在中粗砂垫层上的细砂垫层，多个水平排水结构均布设在同一水平面上且其沿需加固地基的长度方向由前至后布设；密封层上布设有堆载物；水平排水结构包括一根主管和两排滤管，主管外端通过出膜装置和连接软管与抽真空装置相接。这种软土地基真空联合堆载预压排水固结结构具有结构简单、施工方便、投入施工成本较低、使用效果好等优点，能简便、快速完成软土地基的排水固结过程

3、但是上述专利公开的技术方案中，没有设置沉降测量结构，无法进行沉降观测，也没有对堆载施工进行合理的施工安排。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种真空联合堆载预压的施工方法及系统，旨在改善现有技术没有设置沉降测量结构，无法进行沉降观测，也没有对堆载施工进行合理的施工安排的问题。

2、为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，本发明提供一种真空联合堆载预压的施工方法，包括以下步骤：

3、s1、场地平整：将需要加固地基的表层浮泥清除并换填土，然后平整；

4、s2、铺设砂垫层：在平整后的地基上铺设并平整砂垫层；

5、s3、测量放样：根据施工方案，在铺设好的砂垫层上放出具体的桩位样，并作出明显的标志，所述桩位样用于插设塑料排水板；

6、s4、塑料排水板施工：在桩位上插入塑料排水板，将塑料排水板的上板头向路基外侧倒折埋入砂垫层中，填砂砾整平；

7、s5、布设密封墙：在需加固地基的外侧布设密封墙；

8、s6、铺设真空滤管：在砂垫层中铺设真空滤管，将真空滤管与抽真空泵连接；

9、s7、铺设密封层：抹平砂垫层砂面，在砂垫层上铺设密封层，所述密封层上设置有供真空滤管穿过的通孔；

10、s8、抽真空加载：启动抽真空泵，使得密封层下真空压力不小于80kpa；

11、s9、堆载堆载物：在密封层上分级堆载堆载物至路床设计高程；

12、s10、施工观测：在塑料排水板施工完成后、堆载物堆载前埋设完毕测斜管、测杆、沉降板和位移边桩，在抽真空期和堆载堆载物期间对测斜管、测杆、沉降板和位移边桩进行施工观测，确认沉降是否符合要求。

13、进一步的，所述步骤s1中，所述地基表层浮泥的清除高度在20cm-100cm之间：所述步骤s2中，铺设砂垫层时，选用轻型车辆或人工回填，砂垫层摊铺时要做到均匀、平整，形成双向横坡，同时注意避免泥土、杂物混入砂垫层；砂垫层压实选用静压式压路机进行，避免振碾；砂垫层采用中粗砂或机制砂，砂垫层摊铺厚度为40-60cm。

14、进一步的，所述步骤s3中，所述桩位采取正方形布置，相邻桩位之间的间距为1m，标志作出后进行复检，取保不超布、不遗漏。

15、进一步的，所述步骤s4中，在待处理段路基上将拼装调试好插板机，先选择2～5处桩位试打，检验插板机性能以及地质情况，确认能够正常在桩位处插入塑料排水板；插塑料排水板时，调整好插板机导架的垂直度，在套管中穿入塑料排水板，对中桩位，将塑料排水板端部穿过预制靴头固定架，对折塑料排水板10cm长，固定联结；启动插板机卷扬机，将套管和塑料排水板激振入地下至设计深度，反向启动卷扬机，拔出套管，当套管下口露出砂垫层以上15-25cm处时将塑料排水板剪断，然后将塑料排水板的上板头向路基外侧倒折埋入砂垫层中，填砂砾整平。

16、进一步的，所述步骤s5中，所述密封墙进入淤泥不小于1米，所述密封墙的浆液采用泥浆，并掺入5％的膨润土；所述步骤s6中，所述真空滤管包括主滤管及与主滤管相连的多个支管，所述主滤管采用φ100pvc管，所述支管采用φ50带筛孔的pvc管，所述支管间距2m布置，且在管外包裹一层土工无纺布；所述主滤管的出膜口伸出密封层后通过连接软管与抽真空泵连接。

17、进一步的，所述步骤s7中，所述真空滤管安装完成后，将塑料排水板漏出部位埋入砂垫层的砂面以下；所述密封层包括两层土工布层和多层密封膜层，所述砂垫层的砂面抹平、平整后，先铺设一层土工布，再铺设多层密封膜，最后加盖一层土工布，各层密封膜之间搭接平整，所述密封层周边与密封墙搭接密实。

18、进一步的，所述步骤s9中，所述堆载物使用素填土或砂，分级加载时，最大竖向变形量不超过边缘水平位移不大于5mm/d；孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的所述堆载物的堆载边缘超出地基处理部位底边缘并超出塑料排水板插板地带；在路基沉降期内，不能在预压路堤上修筑任何工程，但要加填由于沉降引起的补偿堆载物。

19、进一步的，所述步骤s10中，沿着地基的长度方向，监控断面间距为米；所述沉降板采用钢板，所述测杆采用钢管，所述测杆垂直焊接在沉降板上，所述测杆的外侧套设有套管；随着堆载物的增高，所述测杆与套管也相应接高，每节长度不超过50cm；接高后的测杆顶面略高于套管的上口，所述套管的上口加盖封住管口、盖顶高出堆载物碾压面50cm；埋设沉降板时，板底应平整，其下铺设60cm×60cm×20cm砂垫层；所述测杆垂直偏差率不大于1.5％；所述测斜管采用钢质管，且其弯曲性能应适应被测土体的位移情况，所述测斜管内具有纵向的十字导槽，且该十字导槽应润滑顺直，所述测斜管的管端接口密合，所述测斜管埋设于路堤边坡坡趾处，埋设测斜管时，应采用钻机导孔，导孔的垂直偏差率不大于1.5％，所述测斜管底部应穿透软土层进入下卧非软土层中至少100cm，所述测斜管的十字导槽对准路基的纵横方向；所述测斜管的上端高出地面50cm。

20、按照本发明的第二方面，本发明提供一种真空联合堆载预压系统，包括需要加固的地基和抽真空泵，还包括：

21、铺设在地基上的砂垫层；

22、铺设砂垫层上的密封层；

23、布设在地基外侧的密封墙，所述密封层周边与密封墙搭接密实；

24、布设于地基内的竖向排水系统，所述竖向排水系统包括多个竖向排水结构；

25、布设于砂垫层的水平排水系统，所述所述水平排水系统包括平铺在砂垫层内的多个水平排水结构，所述水平排水结构位于所述密封层内,多个所述的水平排水结构均布设在同一水平面上且其沿地基的长度方向依次进行布设；所述水平排水结构穿过密封层与所述抽真空泵连接；

26、布设于密封层上的用于向地基施加竖向荷载的堆载物；

27、测斜管、测杆、沉降板和位移边桩。

28、进一步的，所述沉降板和测杆埋设在堆载物中，所述沉降板采用钢板，所述测杆采用钢管，所述测杆垂直焊接在沉降板上，所述测杆的外侧套设有套管；所述测杆顶面略高于套管的上口，所述套管的上口加盖封住管口、盖顶高出堆载物碾压面50cm；所述测斜管采用钢质管，且其弯曲性能应适应被测土体的位移情况，所述测斜管内具有纵向的十字导槽，且该十字导槽应润滑顺直，所述测斜管的管端接口密合，所述测斜管埋设于路堤边坡坡趾处，所述测斜管底部穿透软土层进入下卧非软土层中至少100cm，所述测斜管的十字导槽对准路基的纵横方向，所述测斜管的上端高出地面50cm；所述测斜管的两侧均埋设有位移边桩。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、1、本发明设置有测斜管、测杆和位移边桩等沉降测量结构，可在地基排水沉降固结期间进行沉降观测，有助于保证施工质量。同时，本发明在堆载施工时，使用分级堆载施工法，可以对每级堆载施工后，进行沉降观测，取保施工合格，如此优化了堆载施工方案。

31、2、本发明通过真空压力和堆载，通过增加两侧密封层留置长度，至密封墙顶部，使土体中的孔隙水产生不平衡的压力从塑料排水板排出，从而使地基发生沉降，使地基土逐渐固结，加强密封一体化，再在密封墙顶部设置围堰加强密封，达到了提高地基承载力和稳定性的目的。

32、3、在分层沉降埋设完成后，通过测量和计算，可得到地表下不同土层的沉降值。围堰随堆载的增加而同步提高，保持堆载均匀，避免堆载发生侧移现象，减少了不均匀沉降的发生，同时可避免出现因密封膜撕裂而导致真空预压效果减弱的现象。