软弱地基改性快速分离夯实法_2

文档序号:8469402阅读:来源:国知局
方法,而且无需动力,其管井的排水方法由推力转变为吸力,节约了大量的电力资源;真空发生管除吸水作用外,可在该发生管的任意位置布置吸水滤孔,在水位下降至该滤孔以下时,其作用转变为真空发生,使管井成为真空管井,因此对地层结构不同的区域可根据需要确定抽真空区域,为解决一定深度范围内夹层土的均匀处理创造了条件,而且施工方便。以常规的大面积管井降水强夯为例,以15mX15m的布井方式降水,一万平方需布井约45~50 口井,传统管井降水每口井设置0.75Kff~l.5KW的潜水泵一台,则所需用电功率为35~70KW ;而本方法采用管代泵后,相同的管井数量则仅需2台15KW的真空泵即能达到效果,每24小时可节约电力120KW以上;且无需购置潜水泵,无维修成本。
[0013]4、施工场地安全文明本方法采取以管代泵后,数十口井通过集水总管连接水气分离平衡筒,其排水由原来的井内潜水泵排出改为由平衡筒内置潜水泵排出,平衡筒内置的潜水泵通过水管直接排泄至总沟,场地内无须设置沟道网络;摒弃井内置的潜水泵,由管替代,无须动力,数十口井仅需一台真空泵,因此不但可以省略数十口管井内置潜水泵的电缆线和配电箱,施工现场更加安全文明。
[0014]5、一次布置降水网络可实施多遍动力加固。
[0015]本方法根据需加固区域的土质条件布置水汽分离管井网格,正常运转后,在地下水位下降至所需深度,孔隙水压力消散至90%以上时(一般仅需I?2天时间),即可进入下一遍动力加固施工,对渗透系数小的土质,还可实施边加固边施工的工艺,对孔隙水压力的消散和地下水位的下降速度更快,基本可以达到连续动力加固的目的,解决了软弱地基动力加固过程中孔隙水压力消散不易掌握时间的困难。
[0016]6、深层降水,效率高,加固效果明显
综合管井水力释重、真空井点抽真空的降水优点、水汽分离平衡控制可调可控的三大原理,快速消散软弱地基经动力加固后产生的超静孔隙压力。其降水深度及超静孔隙水压力消散层厚达5?7m,保证了该层厚满足动力加固,为提高强夯对软弱地基的夯击能创造了条件,经此法加固处理后的承载力达到120KPa?150KPa,不但达到深层加固密实的效果,同时为减小工后沉降,提高软弱地基的承载力奠定了坚实的基础。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的水汽分离降水系统的结构示意图。
[0018]图2为图1中水汽分离平衡筒的结构示意图。
[0019]图3为图1中管井与控制端的结构示意图。
[0020]其中:
真空泵I
水汽分离平衡筒2、筒体2.1、抽真空吸气口 2.2、真空表2.3、水汽分离调节阀2.4、潜水泵2.5、排水口 2.6、吸水口 2.7
抽真空管3 集水总管4 管井5
控制端6、控制端安装管6.1、盖板6.2、连接管6.3、真空发生管6.4、真空压力调节阀
6.5、压力表6.6 集水支管7。
【具体实施方式】
[0021]参见图1~图3,本发明涉及的一种软弱地基改性快速分离夯实法,该方法包括以下工艺步骤:
步骤一、水汽分离降水系统布置
在软弱地基上布置水汽分离降水系统,水汽分离降水系统包括真空泵1、水汽分离平衡筒2、抽真空管3、集水总管4、网络布置的管井5、每个管井5顶部的控制端6以及连接控制端6与集水总管4的集水支管7。
[0022]其中:真空泵I可以选用常规的真空泵,真空泵I最好选用W型往复式真空泵。
[0023]水汽分离平衡筒2包括筒体2.1、抽真空吸气口 2.2、真空表2.3、水汽分离调节阀
2.4、潜水泵2.5、排水口 2.6以及吸水口 2.7,所述抽真空吸气口 2.2、真空表2.3以及水汽分离调节阀2.4均设置在筒体2.1的顶部,所述吸水口 2.7设置在筒体I中下部位置的筒壁上,所述潜水泵2.5设置于筒体I内底部,潜水泵2.5的输出端连接排水口 2.6,排水口2.6的水输送出施工区域。真空吸气口 2.2通过抽真空管3连接真空泵I。吸水口 2.7连接集水总管4。
[0024]管井5根据场地吹填物的含砂量指标确定,一般当吹填物含砂量小于40%时,管井布置网络为1X 10m,当含砂量大于40%以上时,则管井布置网络为15X 15m ;在外围水源丰富地区,可设置外围管井和内层管井相结合的方法,外围管井井距10m,布置在需加固区域周边,内层管井设置在中间,根据土质条件及地下水位情况,设置数排,井距15m。管井采用PVC波纹滤管,设置管井滤孔则根据土质条件,将滤孔设置在渗透系数小的土层,对渗透系数较好的砂性土、粉质土尽量不设置滤孔。同时须注意的是由于采取控制端连接真空泵的工艺,因此滤孔的设置须距管井上口 2?3m以下方可设置滤孔;管井采用高强度PVC波纹滤管,也可采用铁管或砂滤水管等。根据吹填物土质条件,在无法进入设备和人员的场地,则管井采取加筋的方法,即在管壁垂直绑4?6根筋,筋的材料用泡沫塑料或其他柔软的材料,然后在加筋后的井壁用80?100目的尼龙网包裹2层。
[0025]控制端6包括控制端安装管6.1,控制端安装管6.1的顶部设置盖板6.2,盖板6.2上设置上下贯通布置的连接管6.3与真空发生管6.4,连接管6.3上设置有真空压力调节阀
6.5,盖板6.2上还设置有压力表6.6。控制端安装管6.1采用铁管制作(也可用塑料或PVC管制作),控制端安装管6.1从上端插入管井5,盖板6.2为圆形盖板,盖板6.2的直径大于管井内径,盖板6.2搁置于管井顶部。控制端安装管6.1与管井密封连接,密封连接处使用缠绕膜缠绕密封。每个控制端6的连接管6.3通过集水支管7与集水总管4连接。真空压力调节阀可以监测该处管井的真空压力,并在管井运行过程中,当土质不同而造成某一管井运行不正常的情况下,可通过该真空压力调节阀关闭,以保证其他管井的正常运行。真空压力调节阀通过连接管连接真空发生管,真空发生管采用尼龙管或PVC管,其置入管井内的长度直接关系到地下水位的下降值,在地下水位丰富时,作为吸水管,因该管通过控制端连接集水总管,集水总管连接水汽分离平衡筒的吸水口 ;在地下水位下降至一定位置,或所需深度的条件下,则由于真空泵持续运行,该管在无水可抽的条件下,产生真空负压,对需加固的土质进行负压固结。在控制端盖板上还设置有压力表,其作用是对该管井实现可调可控。
[0026]管井上安装完控制端后,控制端连接集水支管,集水支管连接集水总管,集水总管再连接水汽分离平衡筒,水汽分离平衡筒再连接真空泵,一般一台真空泵通过上述连接可连接10?20 口管井。
[0027]水汽分离降水系统布置完成后需要进行试验,启动真空泵,进行抽水试验,水汽分离平衡筒通过真空表显示真空泵运行的真空度,实际使用过程中,如发现真空压力小于40KPa,无法提高真空度时,需检查各管井的密封质量以及土体漏气现象,在密封良好的情况下,则是连接管井多的原因,可减少连接管井的数量,满足真空度达到60KPa以上;根据控制端的压力表显示的真空度,可确定该管井的运行质量,及时进行调试,以确保集成管井的运行正常。
[0028]步骤二、水土分离降水
经试运行正常出水后,约4~7天管井内地下水位即能降至地表以下4?7m,此时土体内自由水急剧下降,经真空泵间隙抽真空后,土体内部分结合水被吸出土体而成自由水被排出,如管井水位下降缓慢,说明地下水丰富,可增设管井或增加真空泵。一般经真空间隙排水4天后,4?7m层厚的土体内含水量达到强夯所需最佳含水量(在淤泥质土降水时,由于淤泥质土的持水性强,渗透系数小,透水性差等特点,在经4?7天降水后无法达到所需含水量的条件下),即可进行第一遍强夯,强夯的夯击能、夯击遍数及夯点布置根据设计要求及地质情况确定。
[0029]步骤三、水汽分离施工
土体经动力加固冲击、振动压实时,土体产生超静孔隙压力,其压力值随动力所施加的能量(夯击能)成正比增加;土体内结合水在夯击作用下形成超静孔隙水,两者混合成超静孔隙水压力,通过该步骤排出土体内压力水超静孔隙水)和压力气(超静孔隙压力)。
[0030]孔隙水压力的消散时间根据不同的土质,其消散时间也不同,大量的施工实践证明,渗透系数越大的土质其消散时间越短,其中尤以中粗砂消散时间最快,一般仅需48小时,其夯后的超静孔隙水压力即完全消散,可进入下一遍动力加固。如淤泥质粉质粘土、粉质黏土等渗透系数小,孔隙比小的土质,则可在强夯施工过程中,采取边夯边抽真空的方法,使夯后土体内孔隙水压力通过真空发生管快速排出至水汽分离平衡筒内,经水汽分离平衡筒后由水汽分离平衡筒内置的潜水泵排出至指定地点,从而进一步提高降水效果。
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