专利名称：粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法
技术领域：
本发明属于软土地基加固技术，涉及一种不铺设中粗砂垫层、滤管加密以及滤管排水板无需绑扎的粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法。
背景技术：
对于高含水量、高压缩性的淤泥质土，较为经济有效的加固处理方法为固结排水法，即通过打设竖向排水通道和增加预压荷载，进行人工加速淤泥中饱和水的排出。比较常用的方法有“真空预压法”、“堆载预压法”及“真空-堆载联合预压法”。软土地基土体大部分是淤泥质粘土，成流塑状态，具有很高的含水量和很低的强度，压缩性高、渗透性差，采用传统软基处理方法很难达到造地要求。一般采用真空预压法加固地基。“真空预压法”在我国成功应用已20多年，经过近些年的工程实践及方法研究，在降低真空预压造价、提高真空预压效率等方面进行了多方面的探索。随着技术的不断进步，也发明了“直排式真空预压·方法”。真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再使用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。真空预压法加固软基的基本原理是借助不透气膜通过射流泵和埋设在垫层中的管道，将土体中的空气抽出，形成真空，产生负压并通过砂井或排水板将软基中的地下水垂直排出地表，其作用为使地基压密。真空荷载作用下的土体固结过程也即是在总应力不变的情况下，孔隙水压力降低、有效应力增长的过程。真空预压的另一作用，由于土体中含有大量的封闭气泡，在正压应力作用下该气泡只能微量溶解于孔隙水中而不能被排除，因而使土的渗透性降低，固结过程减慢，但在真空吸力下，封闭气泡易被吸出，从而使土的渗透性提高，固结速度加快。真空预压法具有加固费用低、加固工期短、无环境污染等特点。“六五”国家攻关的真空预压法在现场获得成功后，在沿海港口得到了广泛地应用，并已成为软土地基加固中最常用的方法。对于目前滨海软土地区主要的地基加固工艺一是传统普通真空预压、二是直排式真空预压。每种方案都有各自的特点和适用情况。普通真空预压一般是铺设40cm中粗砂垫层，然后进行打设塑料排水板的施工，要求场地平整，能行驶小型器具，满足打板机具的施工要求。对于工艺要求比较简单，工期适中，但砂垫层价格比较昂贵，导致工程造价较高。直排式真空预压一般要求下部有80cm以上粉细砂，然后再进行打设排水板的的施工。场地要求一般，满足打板机具施工的要求。需要绑扎滤管和排水板，对工艺要求比较复杂，需逐步加压抽气达到设计真空压力要求，工期较长。对于一般小于5-6m不太厚的吹填土层，而且晾晒时间超过一年以上时，地表无积水，基本可以上人的区域，可吹填粉细砂的区域，可采用直排式真空预压。常规真空预压法真空压力的传递过程是真空装置一主管一支管(滤管)一中粗砂垫层一排水板一加固土体。真空压力在传递过程中受砂垫层和真空滤管、滤膜的阻尼作用，功率损失很大。直排式真空预压法有两种工艺，第一种工艺真空压力的传递路径是真空装置一主管一支管一联接软管一排水板一加固土体，除去了水平排水砂垫层和真空虑管、滤膜，直接用软管将排水板与真空管相联接，虽然减少了功率损失，但工艺更加复杂，工期较长；第二种工艺真空压力的传递路径为真空装置一主管一支管一排水板一加固土体，同第一种工艺相比塑料排水板上端与滤管直接相连，真空度由真空滤管直接传递到排水板，软土地基渗流到塑料排水板中的水和气也直接通过真空滤管排出，但排水板与滤管需要绑扎，工艺也较复杂。随着吹填造陆工程的发展，传统的真空预压方案逐渐显现出工期较长，工艺复杂，工程造价较高等缺陷。因此急于需要寻找一种工期较短，工程造价较低，工艺比较简单的真 空预压技术方案。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法，该方法具有施工速度快，施工质量高，节约资金的优势。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法，在吹填泥面或填土顶面上修建临时挡埝，吹填粉细砂，然后进行真空预压，临时挡埝内的区域为加固区域，该方法包括有以下步骤①整平场地，在所述吹填泥面或填土顶面上铺设一层编织布、两层竹芭及一层土工布，竹芭和土工布铺设范围宽出吹填挡埝范围外I. 0m，形成工作垫层，修建临时挡埝；②吹填粉细砂，粉细砂通过吹沙船运输至现场，吹砂船的吹砂泵通过吹砂管吹填至步骤①的施工区域，吹填厚度为60-80cm以上粉细砂，形成粉细砂层；③在所述吹填泥面或填土顶面上打设多块塑料排水板至粉细砂层，每二块塑料排水板间距O. 7-0. 9m,布设为多组正方形状的塑料排水板块,每块塑料排水板的板头外露于所述吹填泥面或填土顶面150-200_，每块塑料排水板的顶部弯成U型，插入粉细砂层中；④铺设滤管，在粉细砂顶面下15-20cm处埋设多根滤管，每二根滤管的间距为80-120cm，形成网格状；在加固区域四周开挖压膜沟，压膜沟回填有素粘土，素粘土上部起隆坡，在粉细砂层上铺设密封膜；⑤抽真空，与滤管连接的真空主管通过出膜器及吸水胶管连接真空泵连接，首先试抽气检查，然后正式抽气；真空泵抽真空时间为在3天内均匀速率逐渐开启，在3-10天真空泵的真空度达85kPa时，抽真空满载稳定3天后开始计时，作为有效计时开始的时间，抽真空有效时间约为90-120天，在抽真空时密封膜上设有覆水层。本发明的效果是本方法与其他真空预压工艺相比有以下特点I、吹填完粉细砂后直接打排水板，省去了砂垫层，既缩短了工期又节省了资金，2、排水板和滤管不做连接处理，根据粉细沙的透水透气性能，适当缩短滤管间距，将纵横滤管加密布置。无需绑扎排水板和滤管，工艺更加简单，缩短了工期。3、可根据设计需要缩短传递路径，提高对深层软土作用效果，降低了真空预压能量传递损失，能效提高，加固效果更佳。
本真空预压方法缩短工期，工艺简单，通过实践能够广泛应用于滨海地区软土地基加固工程。由于省去了砂垫层，排水板与滤管不连接无需绑扎，所以本工艺造价同常规真空预压相比节省了了铺设砂垫层这一部分费用，与直排式真空预压相比节省了绑扎排水板和滤管这一部分的费用，而且施工速度较快，施工容易控制，常规真空预压方式需要铺设中粗砂垫层工期较长，直排式真空预压工期需要绑扎排水板与滤管，绑扎工艺比较复杂，工期较长，本工艺无需铺设中粗砂垫层以及绑扎排水板和滤管，故工期较短。三种方法综合比较，本工艺不但造价较低，节省了大量资金，而且工期也相对较短。
图I为本工艺的真空预压平面示意图；图2本工艺的真空预压断面示意图。
图中1、塑料排水板 2、滤管 3、真空泵 4、加固区域5、压膜沟 6、覆水层
7、密封膜8、粉细砂层9、工作垫层10、三通11、四通
具体实施例方式下面结合附图对本发明的粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法作详细说明。本发明的粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法的传递路径是真空装置一主管一滤管一粉细砂一排水板一加固土体。除去了排水板和滤管的连接装置并且无需绑扎，直接将纵横滤管加密布置在粉细砂层内。本发明的粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法，在吹填泥面或填土顶面上修建临时挡埝，吹填粉细砂，然后进行真空预压，临时挡埝内的区域为加固区域，该方法包括有以下步骤①整平场地，在所述吹填泥面或填土顶面上铺设一层编织布、两层竹芭及一层土工布，竹芭和土工布铺设范围宽出吹填挡埝范围外I. 0m，形成工作垫层9，修建临时挡埝；②吹填粉细砂，粉细砂通过吹沙船运输至现场，吹砂船的吹砂泵通过吹砂管吹填至步骤①的施工区域，吹填厚度为60-80cm以上粉细砂，形成粉细砂层8 ；③在所述吹填泥面或填土顶面上打设多块塑料排水板I至粉细砂层，每二块塑料排水板I间距O. 7-0. 9m,布设为多组正方形状的塑料排水板块，每块塑料排水板I的板头外露于所述吹填泥面或填土顶面150-200_，每块塑料排水板I的顶部弯成U型，插入粉细砂层8中；④铺设滤管，在粉细砂顶面下15-20cm处埋设多根滤管2，每二根滤管2的间距为80-120cm，形成网格状；在加固区域4四周开挖压膜沟5，压膜沟5回填有素粘土，素粘土上部起隆坡，在粉细砂层8上铺设密封膜7 ；⑤抽真空，与滤管2连接的真空主管通过出膜器及吸水胶管连接真空泵3，首先试抽气检查，然后正式抽气；真空泵3抽真空时间为在3天内均匀速率逐渐开启，在3-10天真空泵3的真空度达85kPa时，抽真空满载稳定3天后开始计时，作为有效计时开始的时间，抽真空有效时间约为90-120天，在抽真空时密封膜7上设有覆水层6。本发明的粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法具体操作在吹填土泥面上铺设工作垫层9 :一层编织布，两层竹芭以及一层长丝土工布；在此基础上再吹填一层厚度为60-80cm的粉细砂层8，然后打设塑料排水板I至底标高_14m，二塑料排水板I间距O. 7-0. 9m,正方型布置，塑料排水板I顶部弯成U型，插入粉细砂层8中，直接铺设滤管2，滤管2与塑料排水板I无需绑扎，开挖压膜沟5，铺设三层密封膜7，最后连接抽真空装置，与滤管2连接的真空主管通过出膜器及吸水胶管连接真空泵3，进行抽真空施工，密封膜7上设有覆水层6。滤管2布置成网格状，紧密分布在塑料排水板I之间。I.施工前如场地内有积水，应将场地内积水排净，并平整场地，各区内高差不宜大于15cm，应将场地内的垃圾清理干净，包括竹竿、木杆以及其他影响吹填质量的各种垃圾。2.铺设工作垫层9，包括一层编织布、两层竹芭以及一层土工布，竹芭和土工布铺设范围应宽出吹填挡埝范围外I. 0m。3.吹填一层粉细砂层8，然后打设塑料排水板I，塑料排水板I 顶部弯成U型，插入粉细砂层8中。4.根据设计要求铺设滤管2，安装射流泵。铺设滤管2，确保滤管2埋在粉细砂下15cm以上；铺设滤管2时可以根据现场实际情况，滤管2通过三通10、四通11连通，三通10、四通11的形状做适当调整，但应确保滤管2排水通畅。5.挖密封沟5和铺密封膜7，密封膜7上有覆水层6。6.安放地表沉降盘。7.连接抽真空设备，试抽气检查，正式抽气。真空泵3天内按匀速率逐渐开启，约3天真空度达85kPa时，满载稳定3天后开始计时，抽真空有效时间为90-120天，符合设计要求。8.卸载以后应整平场地；对压膜沟5进行换填，换填深度至密封膜7。
权利要求
1. 一种粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法，在吹填泥面顶面上修建临时挡埝，临时挡埝内的区域为加固区域，吹填粉细砂，然后进行真空预压，该方法包括有以下步骤 ①整平场地，在所述吹填泥面顶面上铺设一层编织布、两层竹芭及一层土工布，竹芭和土工布铺设范围宽出吹填挡埝范围外l.om，形成工作垫层(9)，修建临时挡埝； ②吹填粉细砂，粉细砂通过吹沙船运输至现场，吹砂船的吹砂泵通过吹砂管吹填至步骤①的施工区域，吹填厚度为60-80cm以上粉细砂，形成粉细砂层(8)； ③在所述吹填泥面或填土顶面上打设多块塑料排水板(I)至粉细砂层，每二块塑料排水板(I)间距O. 7-0. 9m，布设为多组正方形状的塑料排水板块，每块塑料排水板(I)的板头外露于所述吹填泥面或填土顶面150-200_，每块塑料排水板(I)的顶部弯成U型，插入粉细砂层(8)中； ④铺设滤管，在粉细砂顶面下15-20cm处埋设多根滤管(2)，每二根滤管(2)的间距为80-120cm，形成网格状；在加固区域(4)四周开挖压膜沟(5)，压膜沟(5)回填有素粘土，素粘土上部高出地面约80cm，在粉细砂层(8)上铺设密封膜(7)； ⑤抽真空，与滤管(2)连接的真空主管通过出膜装置及吸水胶管连接真空泵(3)，首先试抽气检查，然后正式抽气；真空泵(3)抽真空时间为在3天内均匀速率逐渐开启，在3-10天真空泵(3)的真空度达85kPa时，抽真空满载稳定3天后开始计时，作为有效计时开始的时间，抽真空有效时间约为90-120天，在抽真空时密封膜(7)上设有覆水层(6)。
全文摘要
本发明提供一种粉细砂垫层滤管加密的真空预压方法，该方法无需铺设中粗砂垫层，无需绑扎滤管与排水板，滤管与排水管无连接，只铺设粉细砂垫层，纵横滤管加密布置。本预压方法充分结合了普通真空预压与直排式真空预压的优点，并在此基础上加以改进，缩短了工期，节约了资金，缩短了传递路径，降低了真空预压能量传递损失，能效提高，加固效果更佳，施工质量更高。
文档编号E02D3/10GK102912787SQ201210458660
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者侯建飞, 朱福明, 张长忠, 刘翔, 张保杰, 杨之良 申请人:天津港建设公司