一种真空预压联合堆载系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种真空预压联合堆载系统，涉及软地基处理【技术领域】，旨在提供一种施工成本低、工期短、施工难度小的真空预压联合堆载系统。所述系统，包括打设于地面以下的排水板（2）、临时便道上铺设的土工布（3）、土工布上铺的工作垫层（4）、工作垫层上的密封膜结构层（5）、密封膜结构层上的砂垫层（6）、最上面的填石路基本体（7）和预压加固区两侧的泥浆密封墙（1），所述排水板（2）布局为梅花形；所述密封膜结构层（5）为土工布夹密封膜结构。本实用新型堆载预压系统结构简单，造价低，在排水板布设方面采用了梅花形设计，这样设计的效果是排水效果更好。密封膜结构层为两层土工布夹两层密封膜，能够进行有效密封。
【专利说明】一种真空预压联合堆载系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及软地基处理【技术领域】，特别是一种真空预压联合堆载系统。
【背景技术】
[0002]真空预压技术是用专门的设备，通过抽真空在地基中产生负压，使土体孔隙中的水分排出；从有效应力原理可知:孔隙水排出，孔隙水压力减小后，有效应力就相应增加，在压力差作用下，土体中的水分被排出，抽气过程中，土体得到固结，土体强度得到提高。这种通过抽真空而达到预压效果的方法称为真空预压。
[0003]真空预压法的工程造价主要取决于真空泵的动力消耗，另外需要设地下排水体提供排水通道。真空联合堆载预压法的排水系统与真空预压完全相同，但加载系统由真空预压部分和堆载预压部分共两部分组成。采用真空联合堆载预压的方法可以达到超载预压的目的，而不会产生填土超载预压的弊端。[0004]传统的堆载预压主要存在以下缺点:(1)若堆载过快，现场监控不到位，易失稳，在高栏港周边工地已有类似经验教训。(2)停载预压阶段，侧向位移仍在发展，但位移速率逐渐衰减，侧向位移一时间关系接近双曲线，可以用双曲线法预测最终位移，施工期位移量约占总位移量的60%-80%，填土越高，预压期位移量越大。(3)距离坡脚越远，侧向位移越小，距坡脚4.5m处的侧向位移比距坡脚1.5m处的小40%，反压可以有效限制位移的发展。
[4]侧向位移与沉降、累计侧向位移速率与累计沉降速率基本成线性关系，因此可根据侧向位移速率稳定标准确定沉降速率稳定标准。但是填土速率过快时，会导致侧向位移与沉降的比值和侧向位移速率与沉降速率的比值增大。
实用新型内容
[0005]为了克服上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题是:提供一种施工成本低、工期短、施工难度小的真空预压联合堆载系统。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是:包括打设于地面以下的排水板、临时便道上铺设的土工布、土工布上铺的工作垫层、工作垫层上的密封膜结构层、密封膜结构层上的砂垫层、最上面的填石路基本体和预压加固区两侧的泥浆密封墙。所述排水板布局为梅花形；所述密封膜结构层为土工布夹密封膜结构。
[0007]所述排水板间距为1-1.5m。
[0008]所述密封膜结构层为两层土工布夹两层密封膜。
[0009]所述砂垫层上铺设有土工格栅。
[0010]所述土工格栅幅宽≤5m,两侧回折≤lm。
[0011 ] 所述泥浆密封墙为双排。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013](I)本实用新型堆载预压系统结构简单，造价低，在排水板布设方面采用了梅花形设计，这样设计的效果是使排水板与土层孔隙相接和，排水效果更好。密封膜结构层为两层土工布夹两层密封膜，能够进行有效密封。
[0014](2)这样的系统结构在真空预压时地基不会发生剪切变形，只有压缩变形，不会引起地基失稳，因而施工前期时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，在堆载过程中，由于表层地基承载力增加，造成堆载过程中可迅速全部堆载完成，加固速度快、工期短。
[0015](3)施工简便，不需要使用大量的施工机械，施工干扰小，不易发生施工事故。施工机具和设备简单、施工方便、作业效率高，适于大规模地基加固。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]以下结合附图来具体说明本实用新型所述的一种真空预压联合堆载系统。
[0017]图1是真空预压联合堆载系统断面示意图。
[0018]图中:1、泥浆密封墙，2、排水板，3、土工布，4、工作垫层，5、密封膜结构层，6、砂垫层，7、路基本体。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，一种真空预压联合堆载系统包括打设于地面以下的排水板2、临时便道上铺设的土工布3、土工布上铺的工作垫层4、工作垫层上的密封膜结构层5、密封膜结构层上的砂垫层6、最上面的填石路基本体7和预压加固区两侧的泥浆密封墙I。所述排水板布局为梅花形；所述密封膜结构层为经编土工布夹密封膜结构。
[0020]所述排水板2间距为1-1.5m。
[0021]所述工作垫层4厚度80-100cm，防止工作垫层渗入淤泥中。
[0022]所述密封膜结构层5为两层经编土工布夹两层密封膜。
[0023]所述砂垫层6厚度50-70cm，上铺设有土工格栅。
[0024]所述土工格栅幅宽≥5m，两侧回折≥lm。
[0025]所述泥浆密封墙I为双排，宽度为0.85-lm。
[0026]真空预压联合堆载的施工步骤如下:
[0027](1)铺设工作垫层:线路临时便道施工完后，进行工作垫层铺设，工作垫层采用中粗砂，厚度80cm，防止工作垫层渗入淤泥中，底铺400g/m2经编土工布，起隔离和加筋稳固作用。
[0028](2)打设塑料排水板:塑料排水板采用静压插板机进行施工。铺设完工作垫层场地承载力仍无法满足静压插板机行走，采用小型挖掘机配合铺设2cm钢板进行打设，满足高效率和减少成本投入。塑料排水板施工顺序为:定位一将塑料排水板通过菱形套管穿出—安装桩靴一对准桩位一插入塑料排水板，长度不够时:接头处理一插入下一截塑料排水板一拔套管剪断塑料排水板。
[0029](3)泥浆密封墙施工:泥浆密封墙采用水泥搅拌机进行施工，密封墙为双排，有效宽度0.85m，在地面采用搅拌机进行膨润土拌和，泥浆指标符合规范要求，采用高压注浆泵随水泥搅拌机喷嘴喷入土体，采用四喷四搅工艺，拌和深度至设计图纸中的要求值。
[0030](4)各种监测设备安装 :
[0031]①分层沉降观测标安装:分层沉降标采用卡簧式分层沉降标。由沉降导管及磁环组成。沉降导管为优质PVC管，磁环由沉降测量专用稀土高能磁外包塑料组成，采用钻孔跟管埋设，钻孔深度应大于底部测量磁环埋设深度0.Sm。按每个分区布置2-3组分层沉降标，观测同时应观测管口标高。每组从软土顶面至排水板底每隔2m设置一个分层沉降环，预计每个沉降标钻孔孔深为20m。
[0032]②孔隙水压力监测:孔隙水压力测试系统由孔隙水压力计和量测仪器两部分组成。采用钻机埋设法，埋设关键是封孔，封孔目的是隔断水压计上下水源，埋设时孔隙水压力计紧密贴合测点土层，采用干燥膨胀土或高液限粘土封孔密闭，使测点土层孔隙水与上部土层孔隙水完全隔绝。埋设时，采用一孔单只孔压计埋设方法。按每个分区布置2-3组设置一个孔隙水压力监测点，每组从软土顶面至排水板底每隔3-4m设计一个孔隙水压力计，预计每个水压力计钻孔孔深为20m。
[0033]③地下水平位移观测
[0034]土体水平位移测量是在观测点埋设测斜管，由测斜仪测量，测斜管埋置于真空预压边界内侧，按每个分区布置2个设置埋置一个测斜管，埋设后并连续观测，保证正式观测前数值稳定。观测同时应观测管口标高。钻孔切斜度应小于1°。钻孔应钻入软土下硬层不少于3m。
[0035](5)场地平整:塑料排水板施工完后，由于地下水在土体自重作用下，自流出地表，地面发生沉降，地基承载力随之减小，遂人工整平场地。埋设塑料排水板板头，并清理砂垫层表层尖锐杂物。
[0036]①滤管埋设:真空传递管采用PVC塑料管，主管道直径7.5cm,支管道直径5cm，壁厚σ > 1.2_。在支管道管壁上每隔4-6cm钻一直径Φ 6_8mm的小孔制成花管,滤管外采用无纺土工布作为反滤布套，要求土工布的渗透系数大于5X10-3cm/s，单位面积质量140g/m2，滤管套入土工布之前应内外清洗干净，避免泥砂混入管内，土工布应无破损，包扎严实。根据场地情况埋设排水滤管，Φ 75PVC主管道纵向间距20-30m，Φ 50支管道横向间距5_6m。埋入中粗砂垫层约30cm，滤管之间采用三通或四通骨架胶管套接，并用铁丝绑扎牢固，铁丝接头应朝下，铺设过程中应高度重视，以保护封闭膜，表面用中粗砂找平，滤管出膜处采用PVC管和接头连接，PVC管伸出膜面30cm。
[0037]②真空采气装置安装:采气装置埋设于具代表性的两滤管之间，一般在横向两滤管中间，埋设深度30cm，按每800-1000平方米布置一点，真空细管的采气端由高压气管插入20CM硬质PVC滤管中固定，并用土工膜包裹，另一端从密封膜经泥浆沟中引出，为防止高压气管内污染，在真空表安装前将气管绑系。
[0038](6)铺设密封膜结构层:完成一个区滤管的铺设，进行土工布铺设，土工布采用现场小型缝纫机织缝，密封膜在厂家按照图纸进行定做，运至现场人工进行摊铺。开挖密封沟，人工进行踩膜并回填，踩膜深度为Im左右，回填深度低于密封沟顶50cm。同时进行各种监测管及真空出膜口与密封膜进行有效密封。安装膜面沉降板，按每IOOm布置一个。膜面沉降板埋设时应在底座下垫一些软材料，沉降板下砂垫层应平整密实，底座上应设置砂袋压重。
[0039](7)安装射流泵及电力系统:电力系统采用网电或自发电形式，从变压器或发电机上按照400m左右设置一级配电箱200m左右设置二级配电箱，每台真空泵边设置三级配电箱。安装真空泵射流器、射流箱和离心泵和真空表，开始预压抽气。
[0040](8)抽取真空:真空预压施工抽真空保持80kPa负压20天左右后开始填土加载。[0041 ] ( 9 )填土堆载:人工铺设土工布，施工拦砂土坝，机械进行摊铺砂垫层，砂垫层厚度50cm。铺设D N 260 K N单向土工格栅,进行碎石土填筑,粒径不大于20cm。每循环进尺50m。施工过程中应密切观测记录真空度，若发现真空膜和管路破损不能维持负压，则应人工翻挖将真空膜、监测管和抽真空管路破损处补好或更换才能继续施工。施工完第一层填土，然后分层填土至设计路肩标高。当沉降大于30cm时则及时补充填土，并保持填土标高维持在设计的路肩标高，填土过程中继续抽真空保持负压。
[0042](10)真空卸载:真空预压路基沉降收敛评判标准为:维持SOkPa负压作业180天左右，按照连续10-15天，观测频次不少于6次，连续两次观测最大沉降量差不大于2mm，日平均沉降量不大于1_/山方可停止抽真空，拆除真空泵、电缆和配电箱。
[0043]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【权利要求】
1.一种真空预压联合堆载系统，包括打设于地面以下的排水板(2)、临时便道上铺设的土工布(3)、土工布上铺的工作垫层(4)、工作垫层上的密封膜结构层(5)、密封膜结构层上的砂垫层(6)、最上面的填石路基本体(7)和预压加固区两侧的泥浆密封墙(1)，其特征在于:所述排水板(2)布局为梅花形。
2.根据权利要求1所述的真空预压联合堆载系统，其特征在于:所述密封膜结构层(5)为土工布夹密封膜结构。
3.根据权利要求1所 述的真空预压联合堆载系统，其特征在于:所述排水板(2)间距为1-1.5m。
4.根据权利要求1所述的真空预压联合堆载系统，其特征在于:所述密封膜结构层(5)为两层土工布夹两层密封膜。
5.根据权利要求1所述的真空预压联合堆载系统，其特征在于:所述砂垫层(6)上铺设有土工格栅。
6.根据权利要求5所述的真空预压联合堆载系统，其特征在于:所述土工格栅幅宽≥ 5m，两侧回折≥lm。
7.根据权利要求1所述的真空预压联合堆载系统，其特征在于:所述泥浆密封墙(I)为双排。
【文档编号】E02D3/10GK203755293SQ201420053362
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】刘自明, 徐冬青, 杨金有, 徐高山, 庞前凤, 刘强军, 林属洋, 徐小燕, 苑宏伟, 刘海龙, 吕瑞峰, 张蒙, 龙浪波, 陈孝义, 罗钦文 申请人:中铁二十二局集团第一工程有限公司, 中铁二十二局集团有限公司