本發(fā)明涉及一種軟土地基處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軟土地基處理用的新型真空預(yù)壓系統(tǒng)及處理方法，尤其適用于深厚軟黏土、吹填土或淤泥質(zhì)土等的地基處理。

背景技術(shù)：

真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水管道，再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，使用真空泵或其他手段抽真空，使其膜下形成負(fù)壓，增加地基的有效應(yīng)力。運用真空預(yù)壓加固軟基要取得好的效果，第一就是要盡可能加大“預(yù)壓荷載”，即提高膜下真空度，第二就是要提高土層深部加固效果，也就是要減少排水通道傳遞真空度的阻力和損失。

在傳統(tǒng)的真空預(yù)壓系統(tǒng)中，通常采用砂墊層和濾管作為水平排水和抽真空通道，濾管上分布有間距均勻的孔洞，通過濾管將真空壓力傳遞給砂墊層，然后通過砂墊層和豎向排水通道將真空負(fù)壓傳向土層深處，在此過程中真空度沿程損失比較大，深層土體中實際真空度比較小，排水效果不好。真空預(yù)壓中常用的豎向抽真空和排水通道為排水板，排水板中間為芯板，起支撐作用并將濾層滲入的水向上排出，兩面為無紡?fù)凉た椢锇鳛檫^濾層，大大縮短了軟土的固結(jié)時間。然而，使用排水板作為真空預(yù)壓的排水和抽真空通道存在一定問題，傳統(tǒng)真空預(yù)壓系統(tǒng)中，排水板一般是直接插入在砂墊層中或者是與濾管采用綁扎方式連接，濾管的吸水和真空度傳遞效果都不好，并且由于井阻和涂抹作用真空度在深度方向逐漸衰減，對于較深厚軟基，排水板下端真空度較小，真空預(yù)壓對表層土體加固效果比較明顯，對于深層軟弱土層處理效果難以符合要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述所提到的使用捆扎方式對深層軟土層的處理效果不佳的問題，本發(fā)明專利提供了一種軟土地基處理用的新型真空預(yù)壓系統(tǒng)及處理方法，增加了在排水板下半段中的真空度，提高了排水板在地層中的排水效率，增加了真空預(yù)壓地基處理方法的有效深度，減小了真空度的沿程損失，大幅度增加了真空預(yù)壓的效率。

本發(fā)明解決檢技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種軟土地基處理用的新型真空預(yù)壓系統(tǒng)，包括抽真空系統(tǒng)、密封系統(tǒng)，所述的抽真空系統(tǒng)包括豎向抽真空裝置和橫向抽真空裝置，所述的豎向軸真空裝置包括轉(zhuǎn)換接頭、排水板和豎向抽真空管，所述的轉(zhuǎn)換接頭為上下開口的中空腔體，腔體的中部連通轉(zhuǎn)換接頭外連管，所述的轉(zhuǎn)換接頭外連管向上延伸，所述轉(zhuǎn)換接頭外連管連接豎向抽真空管，所述的側(cè)向抽真空管為豎管，且上端露出地面，所述的排水板穿過轉(zhuǎn)換接頭腔體，所述的排水板下端伸入地面，上端露出地面；

所述的橫向抽真空裝置包括主管、濾管、排水板手型接頭、四通連接器和鋼絲軟管，所述的排水板手型接頭為為上下開口的中空腔體，且腔體的中部設(shè)有排水板手型接頭外連管，所述的排水板手型接頭外連管為水平方向的管道，排水板上端連接水板手型接頭下端，排水板手型接頭外連管的一段連接濾管，濾管的一端連接四通連接器的一對對角管，四通連接器另一對對角圓管連接鋼絲軟管，鋼絲軟管的另一端連接側(cè)向抽真空管的一端，所述側(cè)向抽真空管的另一端連接轉(zhuǎn)換接頭外連管，所述的主管兩端分別連接濾管和設(shè)在封閉系統(tǒng)外用于抽水的真空泵；

所述密封系統(tǒng)包括密封壓膜、密封壓膜溝，所述密封壓膜溝為在最外側(cè)的塑料排水板外圍的軟土地基上開挖的封閉溝，在密封壓膜溝上鋪設(shè)若干層密封壓膜，通過出膜裝置連接膜外抽真空裝置和膜內(nèi)水平排水和抽真空主管；軟土地基地表面及密封壓膜溝表面鋪設(shè)保護層一，在保護層的上部鋪設(shè)密封壓膜。

進一步的，所述的轉(zhuǎn)換接頭上設(shè)有供轉(zhuǎn)換接頭固定在排水板上的孔。

進一步的，所述轉(zhuǎn)換接頭上的轉(zhuǎn)換接頭外連管向上延伸長度不小于5厘米。

進一步的，所述的排水板手型接頭外連管兩側(cè)外漏部分長度不小于5厘米。

進一步的，所述保護層一包括相連接的一層編織布和一層無紡?fù)凉た椢铩７乐乖谡婵疹A(yù)壓過程中隨著土體變形刺破上部密封壓膜。

進一步的，所述濾管與塑料排水板手型接頭處、抽真空管與鋼絲軟管連接處、四通與濾管和鋼絲軟管連接處加鋪保護層二，所述保護層二為一層無紡?fù)凉た椢铮乐乖谡婵疹A(yù)壓過程中隨著土體變形刺破上部密封壓膜。

對軟土地基處理的方法，包括以下步驟：

1)對軟土地基平整場地，清除雜物，測量起始地面高程，先在地表面鋪設(shè)一層編織布和一層無紡?fù)凉た椢铮?/p>

2)根據(jù)現(xiàn)場地層和地下水狀況，結(jié)合設(shè)計要求的地基強度和變形要求，確定豎向的排水體塑料排水板的長度和側(cè)向抽真空管各自長度，土層的滲透系數(shù)較小或者地下水位比較低時，將轉(zhuǎn)換接頭固定在靠近塑料排水板底端處；土層滲透系數(shù)大或者地下水位比較高時，將轉(zhuǎn)換接頭的固定位置適當(dāng)提高；

3)將塑料排水板底端密封，防止淤泥堵塞排水通道；

4)將轉(zhuǎn)換接頭(1)從塑料排水板(3)一端穿入，穿到指定位置然后通過轉(zhuǎn)換接頭固定孔(14)將轉(zhuǎn)換接頭固定在塑料排水板上，將塑料排水板、轉(zhuǎn)換接頭和側(cè)向抽真空管連接構(gòu)成豎向梯級抽真空通道；

5)打設(shè)豎向排水和抽真空，塑料排水板按照正方形布置、間距1m，采用套管下放埋設(shè)梯級抽真空通道，塑料排水板露出墊層表面長0.5m左右，側(cè)向抽真空管出露墊層小于5cm，防止隨著真空預(yù)壓進行、地基土體變形戳破密封壓膜；

6)鋪設(shè)水平排水主管和濾管，在兩排梯級抽真空通道之間布設(shè)水平排水濾管，濾管排與排之間間距2m，水平排水主管間距控制在30m；

7)連接水平排水和豎向排水抽真空通道，通過塑料排水板手型接頭將水平排水濾管和塑料排水板連接，通過四通連接器和鋼絲軟管將側(cè)向抽真空管和濾管連接，構(gòu)成了一種新型的直排式抽真空系統(tǒng)；

8)在水平排水濾管與塑料排水板手型接頭處、側(cè)向抽真空管與鋼絲軟管連接處、四通與濾管和鋼絲軟管連接處加鋪一層無紡?fù)凉た椢铮乐乖谡婵疹A(yù)壓過程中隨著土體變形刺破上部密封壓膜；

9)在密封壓膜溝內(nèi)鋪設(shè)密封壓膜，通過出膜裝置連接膜外抽真空裝置和膜內(nèi)水平排水和抽真空主管；

10)試抽真空，檢查膜上及密封溝漏氣情況；

11)正式抽真空，進行場地的真空預(yù)壓作業(yè)。

為了節(jié)約成本，可根據(jù)施工現(xiàn)場周邊地表土質(zhì)狀況現(xiàn)場取土，采用0.3‐0.5m的粉土或者粉質(zhì)黏土作為工作墊層。

本發(fā)明的有益效果：

1.水平排水和豎向排水抽真空通道的連接，通過排水板手型接頭將水平排水濾管和排水板連接，通過四通連接器和鋼絲軟管將側(cè)向抽真空管和濾管連接，構(gòu)成了一種新型的直排式抽真空系統(tǒng)。通過豎向梯級抽真空和排水系統(tǒng)，增加了在排水板下半段中的真空度，提高了排水板在地層中的排水效率，增加了真空預(yù)壓地基處理方法的有效深度。采用直排式真空預(yù)壓方法，傳遞真空度和水平排水由濾管代替，減小了真空度的沿程損失，大幅度增加了真空預(yù)壓的效率。新型真空預(yù)壓系統(tǒng)的應(yīng)用，施工簡便、造價低、工期短，適用于大范圍使用。

附圖說明

圖1新型真空預(yù)壓系統(tǒng)平面布置示意圖；

圖2新型真空預(yù)壓系統(tǒng)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3轉(zhuǎn)換接頭平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4排水板手型接頭平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5四通連接器結(jié)構(gòu)示意圖；

1、轉(zhuǎn)換接頭，2、豎向抽真空管，3、排水板，4、四通連接器，5、排水板手型接頭，6、濾管，7、主管，8、鋼絲軟管，9、真空泵，10、密封壓膜溝，11、密封壓膜，12、轉(zhuǎn)換接頭外連管，13、轉(zhuǎn)換接頭固定孔，14、軟土地基，51、排水板手型接頭固定孔，52、排水板手型接頭外連管。

具體實施方式

實施例一：

本發(fā)明為一種軟土地基處理用的新型真空預(yù)壓系統(tǒng)，結(jié)合附圖和具體應(yīng)用實例對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明。

一種軟土地基處理用的新型真空預(yù)壓系統(tǒng)，包括抽真空系統(tǒng)、密封系統(tǒng)，所述的抽真空系統(tǒng)包括豎向抽真空裝置和橫向抽真空裝置，所述的豎向軸真空裝置包括轉(zhuǎn)換接頭1、排水板3和豎向抽真空管2，所述的轉(zhuǎn)換接頭1為上下開口的中空腔體，腔體的中部連通轉(zhuǎn)換接頭外連管12，所述的轉(zhuǎn)換接頭外連管12向上延伸，所述轉(zhuǎn)換接頭1上的轉(zhuǎn)換接頭外連管12向上延伸部分長度不小于5厘米，轉(zhuǎn)換接頭外連管12連接側(cè)向抽真空管2，所述的側(cè)向抽真空管2為豎管，且上端露出地面，所述的排水板3穿過轉(zhuǎn)換接頭1腔體，所述的轉(zhuǎn)換接頭1上設(shè)有供轉(zhuǎn)換接頭1固定在排水板3上的轉(zhuǎn)換接頭固定孔11，所述的排水板3下端伸入地面，上端露出地面；

所述的橫向抽真空裝置包括主管7、濾管6、排水板3手型接頭5、四通連接器4和鋼絲軟管8，所述的排水板3手型接頭5為上下開口的中空腔體，且腔體的中部設(shè)有排水板3手型接頭外連管52，所述的排水板3手型接頭外連管52兩側(cè)外漏部分長度不小于5厘米，所述的排水板3手型接頭外連管52為水平方向的管道，排水板3上端連接水板手型接頭5下端，排水板3手型接頭外連管52的一段連接濾管6，濾管6的一端連接四通連接器4的一對對角管，四通連接器4另一對對角圓管連接鋼絲軟管8，鋼絲軟管8的另一端連接側(cè)向抽真空管2的一端，所述的主管7兩端分別連接濾管6和設(shè)在封閉系統(tǒng)外用于抽水的真空泵9。

所述密封系統(tǒng)包括密封壓膜11、密封壓膜溝10，所述密封壓膜溝10為在最外側(cè)的塑料排水板外圍的軟土地基上開挖的封閉溝，在密封壓膜溝10上鋪設(shè)若干層密封壓膜，通過出膜裝置連接膜外抽真空裝置和膜內(nèi)水平排水和抽真空主管；軟土地基地表面及密封壓膜溝10表面鋪設(shè)保護層一，在保護層一的上部鋪設(shè)密封壓膜11。

所述保護層一包括相連接的一層編織布和一層無紡?fù)凉た椢铩７乐乖谡婵疹A(yù)壓過程中隨著土體變形刺破上部密封壓膜。

所述濾管與塑料排水板手型接頭處、抽真空管與鋼絲軟管連接處、四通與濾管和鋼絲軟管連接處加鋪保護層二。，所述保護層二為一層無紡?fù)凉た椢铩?，防止在真空預(yù)壓過程中隨著土體變形刺破上部密封壓膜。

實施例二：

一軟土地基處理工程，表層素填土厚度4.0-5.5m之間，下臥軟土層為淤泥層、粉質(zhì)黏土層厚度15m左右，地下水水位在1.5m左右，將新型真空預(yù)壓系統(tǒng)應(yīng)用于此場區(qū)真空預(yù)壓的地基處理，具體施工工藝如下：

根據(jù)現(xiàn)場地層和地下水狀況，結(jié)合設(shè)計要求的地基強度和變形要求，確定排水板3的長度和側(cè)向抽真空管2各自的長度。平整場地，清除雜物，測量起始地面高程，先在地表面鋪設(shè)一層編織布和一層無紡?fù)凉た椢铩２捎弥迸攀剿脚潘统檎婵胀ǖ?，可以取消傳統(tǒng)真空預(yù)壓系統(tǒng)中的砂墊層，為了節(jié)約成本，可根據(jù)施工現(xiàn)場周邊地表土質(zhì)狀況現(xiàn)場取土，采用0.3-0.5m的粉土或者粉質(zhì)黏土作為工作墊層。采用套管下放埋設(shè)放置豎向抽真空裝置的通道。

首先，將排水板3穿過轉(zhuǎn)換接頭1，通過轉(zhuǎn)換接頭固定孔13將排水板3固定在排水板3上，將側(cè)向抽真空管22與轉(zhuǎn)換接頭外連管12連接牢固，形成豎向抽真空裝置，隨后，將該裝置利用機械插入軟基預(yù)定位置，排水板3露出墊層表面長0.5m左右，側(cè)向抽真空管2出露墊層小于5cm，防止隨著真空預(yù)壓進行導(dǎo)致地基土體變形戳破密封壓膜11。豎向抽真空裝置相互間隔0.7-1.1m，呈正方形布置，如此反復(fù)，布置完成預(yù)處理場地。在放置豎向抽真空裝置時，將排水板3底端密封，防止淤泥堵塞排水通道。土層的滲透系數(shù)較小或者地下水位比較低時，可以將轉(zhuǎn)換接頭1固定在靠近排水板3底端處，土層滲透系數(shù)大或者地下水位比較高時，可以將轉(zhuǎn)換接頭1的固定位置適當(dāng)提高。本實例中，需處理土層20m、地下水水位1.5m左右，排水板3長度確定為21m，轉(zhuǎn)換接頭1固定在離排水板3底端8m處。

每兩排豎向抽真空裝置之間設(shè)有一排橫向抽真空裝置，在每一排橫向抽真空裝置的端部為濾管6，其中一個端部的濾管6一端連接與濾管6水平方向垂直的主管7，連接主管7的濾管6的另一端連接四通連接器4，四通連接器4的相應(yīng)對角管連接另一個濾管6，通過四通連接器4和濾管6更替連接形成長排，每個四通的另一個對角管連接兩個鋼絲軟管8，每個鋼絲軟管8的另一端分別旁邊側(cè)向抽真空管2上端，排水板手型接頭55連接露出地面的排水板3，每排濾管6設(shè)置間距距1.4-2.2m，如此反復(fù)，完成水平抽真空系統(tǒng)安裝。

挖密封壓膜溝10，鋪設(shè)三層密封壓膜11，完成封閉系統(tǒng)。在濾管6與排水板手型接頭5處、側(cè)向抽真空管2與鋼絲軟管8連接處、四通連接器4與濾管6和鋼絲軟管8連接處加鋪一層無紡?fù)凉た椢?，防止在真空預(yù)壓過程中隨著土體變形刺破上部密封壓膜11。

通過出膜裝置將膜內(nèi)的抽真空裝置中的主管7和膜外的真空泵9，完成真空預(yù)壓系統(tǒng)，在試抽真空前需要檢查封閉系統(tǒng)的漏氣情況。

一種軟土地基處理方法，其特征是，包括以下步驟：

1)對軟土地基平整場地，清除雜物，測量起始地面高程，先在地表面鋪設(shè)一層編織布和一層無紡?fù)凉た椢铮?/p>

2)根據(jù)現(xiàn)場地層和地下水狀況，結(jié)合設(shè)計要求的地基強度和變形要求，確定豎向的排水體塑料排水板的長度和側(cè)向抽真空管各自長度，土層的滲透系數(shù)較小或者地下水位比較低時，可以將轉(zhuǎn)換接頭固定在靠近塑料排水板底端處；土層滲透系數(shù)大或者地下水位比較高時，可以將轉(zhuǎn)換接頭的固定位置適當(dāng)提高。本實例中，需處理土層20m、地下水水位1.5m左右，塑料排水板長度確定為21m，轉(zhuǎn)換接頭固定在離塑料排水板底端8m處。

采用直排式水平排水和抽真空通道，可以取消傳統(tǒng)真空預(yù)壓系統(tǒng)中的砂墊層，為了節(jié)約成本，可根據(jù)施工現(xiàn)場周邊地表土質(zhì)狀況現(xiàn)場取土，采用0.3‐0.5m的粉土或者粉質(zhì)黏土作為工作墊層。

3)將塑料排水板底端密封，防止淤泥堵塞排水通道；

4)將轉(zhuǎn)換接頭(1)從塑料排水板(3)一端穿入，穿到指定位置然后通過轉(zhuǎn)換接頭固定孔(14)將轉(zhuǎn)換接頭固定在塑料排水板上。將塑料排水板、轉(zhuǎn)換接頭和側(cè)向抽真空管連接構(gòu)成豎向梯級抽真空通道。

5)打設(shè)豎向排水和抽真空，塑料排水板按照正方形布置、間距1m，采用套管下放埋設(shè)梯級抽真空通道，塑料排水板露出墊層表面長0.5m左右，側(cè)向抽真空管出露墊層小于5cm，防止隨著真空預(yù)壓進行，地基土體變形戳破密封壓膜；

6)鋪設(shè)水平排水主管和濾管，在兩排梯級抽真空通道之間布設(shè)水平排水濾管，濾管排與排之間間距2m，水平排水主管間距控制在30m；

7)連接水平排水和豎向排水抽真空通道，通過塑料排水板手型接頭將水平排水濾管和塑料排水板連接，通過四通連接器和鋼絲軟管將側(cè)向抽真空管和濾管連接，構(gòu)成了一種新型的直排式抽真空系統(tǒng)；

8)在水平排水濾管與塑料排水板手型接頭處、側(cè)向抽真空管與鋼絲軟管連接處、四通與濾管和鋼絲軟管連接處加鋪一層無紡?fù)凉た椢?，防止在真空預(yù)壓過程中隨著土體變形刺破上部密封壓膜；

9)在密封壓膜溝內(nèi)鋪設(shè)密封壓膜，通過出膜裝置連接膜外抽真空裝置和膜內(nèi)水平排水和抽真空主管；

10)試抽真空，檢查膜上及密封溝漏氣情況；

11)正式抽真空，進行場地的真空預(yù)壓作業(yè)。