一种真空预压软土地基处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种软土地基处理技术，尤其是涉及一种真空预压软土地基处理方法，其能够解决回软及真空排水固结效率低、施工工期长、能耗高的问题。
【背景技术】
[0002]随着我国沿海地区经济建设的快速发展及建设规模的不断扩大，建设用地也越来越紧张，因此围海造地成为解决沿海地区因城市建设和拓展造成土地紧张问题的主要途径。目前，已有大量新技术、新成果应用于围海造地工程中，其中真空预压法由于其效果显著，且更加环保而得到了广泛的应用。然而，现有的真空预压法存在以下两个问题:第一个问题是软土抽真空后存在回软的问题；第二个问题是加固的效率不是很高。关于回软问题，现有的解决办法也只有增加抽真空时间及土体上部的堆载荷载，通过增大加固土体的密实度，来达到降低加固土体的回软率的目的。关于加固效率不高问题，其主要是因加固过程中在排水板表面集结的软土挡住了土体中水的有效排出，而目前解决这一问题的方法也只是增加抽真空时间。然而，通过增加抽真空时间来解决回软问题和/或加固效率不高问题，又会引发能耗高的问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种真空排水固结效率高、施工工期短、能耗低的真空预压软土地基处理方法，且其能够有效地避免处理后的地基出现回软的现象。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种真空预压软土地基处理方法，其特征在于包括以下步骤:
①在待处理的软土地基中构建真空排水系统，然后在待处理的软土地基的表面上铺设一层覆盖垫层，再在覆盖垫层上覆盖一层薄膜；
②在待处理的软土地基中的至少三个不同处理深度层位处各设置至少三个竖直的真空压力观测孔，使每个真空压力观测孔的孔口位于待处理的软土地基的表面上；然后在每个真空压力观测孔内布置一根测压管，并使每根测压管的一端靠近其所在的真空压力观测孔的孔底，每根测压管的另一端外露于薄膜上；接着在每根测压管的另一端上连接一个真空压力表；再在待处理的软土地基的表面上靠近每个真空压力观测孔的孔口处设立地表沉降观测点，并使每个地表沉降观测点外露于薄膜上；
③开启真空排水系统，利用真空预压法通过真空排水系统对软土地基进行排水和排空气处理，在排水和排空气过程中定时观察每个真空压力表显示的真空压力值，并利用水准仪定时观察每个地表沉降观测点处的地表沉降值；然后获取每个处理深度层位处的真空压力平均值；接着根据每个处理深度层位处的真空压力平均值和观察的时间，绘制每个处理深度层位处的真空压力-时间曲线，并根据每个地表沉降观测点处的地表沉降值和观察的时间，绘制每个地表沉降观测点处的地表沉降-时间曲线；如果每个地表沉降观测点处的地表沉降-时间曲线中呈现出连续3天的地表沉降值小于15mm/d，或如果真空预压的有效工作日已超过15天，则确定需进行第一次间歇，在记录每个真空压力表显示的真空压力值和每个地表沉降观测点处的地表沉降值后关闭真空排水系统；
其中，每个处理深度层位处的真空压力平均值为该处理深度层位处设置的所有真空压力观测孔的真空压力值的平均值；
④在关闭真空排水系统后，定时观察每个真空压力表显示的真空压力值，如果所有真空压力表显示的真空压力值均趋向于零，则确定可以重新开启真空排水系统；
或在关闭真空排水系统后，利用水准仪定时观察每个地表沉降观测点处的地表沉降值，然后根据每个地表沉降观测点处的地表沉降值和观察的时间，绘制每个地表沉降观测点处的地表沉降-时间曲线，如果所有地表沉降观测点处各自的地表沉降-时间曲线呈现的地表沉降值均出现反弹且出现反弹峰值后，则确定可以重新开启真空排水系统；
⑤在确定可以重新开启真空排水系统后，开启真空排水系统，利用真空预压法通过真空排水系统继续对软土地基进行排水和排空气处理，在排水和排空气过程中定时观察每个真空压力表显示的真空压力值，如果所有真空压力表显示的真空压力值的平均值与前一次关闭真空排水系统前所有真空压力表显示的真空压力值的平均值的差值的绝对值不大于5kPa，则确定需进行再次间歇，在记录每个真空压力表显示的真空压力值后关闭真空排水系统，然后返回步骤④继续操作；如果所有真空压力表显示的真空压力值的平均值与前一次关闭真空排水系统前所有真空压力表显示的真空压力值的平均值的差值的绝对值一直大于5kPa，且持续时间超过3天未出现减小的趋势，则直接操作步骤⑥；
或在确定可以重新开启真空排水系统后，开启真空排水系统，利用真空预压法通过真空排水系统继续对软土地基进行排水和排空气处理，在排水和排空气过程中定时观察每个真空压力表显示的真空压力值，并利用水准仪定时观察每个地表沉降观测点处的地表沉降值，然后根据每个地表沉降观测点处的地表沉降值和观察的时间，绘制每个地表沉降观测点处的地表沉降-时间曲线，如果所有地表沉降观测点处的地表沉降-时间曲线呈现的沉降速率的平均值与前一次关闭真空排水系统前的沉降速率的平均值的差值不大于5mm/d，则确定需进行再次间歇，在记录每个地表沉降观测点处的地表沉降值后关闭真空排水系统；如果所有地表沉降观测点处的地表沉降-时间曲线呈现的沉降速率的平均值与前一次关闭真空排水系统前的沉降速率的平均值的差值一直大于5mm/d，且持续时间超过3天未出现减小的趋势，则直接操作步骤⑥；如果所有地表沉降观测点处各自的地表沉降-时间曲线呈现的沉降速率均趋向于零，则直接操作步骤⑥；
⑥获取每个处理深度层位处的真空压力值，在所有处理深度层位处的真空压力值达到真空预压验收指标后全面关闭真空排水系统，停止真空预压过程。
[0005]所述的步骤①的具体过程为:
①-1、真空排水系统的构建:按常规真空预压法，先在待处理的软土地基中插设多排竖向排水板，每排竖向排水板包括多个竖向排水板；然后在待处理的软土地基的表面上布设多根水平排水管，每根水平排水管与多排竖向排水板形成排水通道；再在多根水平排水管上共同连接一个用于排出软土地基中的水和空气的真空泵；
①-2、在待处理的软土地基的表面上铺设一层覆盖垫层，并使覆盖垫层覆盖住所有水平排水管；
①_3、在覆盖垫层上覆盖一层薄膜，并对薄膜的边缘进行密封处理形成膜下真空状态。
[0006]所述的步骤①-2中的所述的覆盖垫层的厚度为大于或等于所述的水平排水管的外径的2倍或以上；所述的覆盖垫层为采用砂作为材料形成的砂覆盖垫层。
[0007]所述的步骤①-3中在覆盖垫层上覆盖薄膜之前，在待处理的软土地基的表面的处理区域四周开设深度大于Im的地沟，用于作为薄膜的边缘密封的边界。
[0008]所述的步骤②中在待处理的软土地基中的三个不同处理深度层位处各设置至少三个竖直的真空压力观测孔，其中，三个不同处理深度层位分别为竖向排水板的上部所处的深度、竖向排水