一種真空預(yù)壓路基處理裝置及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種真空預(yù)壓路基處理裝置，包括水平排水體、設(shè)置在軟基中的豎向排水體、以及真空加壓系統(tǒng)，其特征在于所述豎向排水體包括塑料排水板，在所述塑料排水板的部分區(qū)域敷設(shè)密封材料，形成密封排水板。密封材料敷設(shè)在所述塑料排水板穿過滲透系數(shù)較大夾層的部位。本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于由于使用了特制的塑料排水板，使得真空荷載可以穿過砂性土等滲透系數(shù)較大的土層，進(jìn)入下部軟土層；也可以根據(jù)需要穿過一定深度的表層進(jìn)入需要處理的土層，大大提高真空荷載的傳遞深度。該技術(shù)是真空預(yù)壓加固軟土技術(shù)發(fā)展過程中具有較大突破的新技術(shù)。該技術(shù)在道路工程軟土路基處理中的使用，將有助于以更優(yōu)的工期和造價綜合優(yōu)勢解決路基沉降及穩(wěn)定問題。
【專利說明】一種真空預(yù)壓路基處理裝置及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為公路工程及市政工程所涉及的地基處理的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于軟土路基處理的真空預(yù)壓路基處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]道路是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。我國幅員遼闊，東西距離長，南北跨度大，道路建設(shè)特別是高速公路建設(shè)中，因地質(zhì)問題，特別是地質(zhì)災(zāi)害和特殊不良地基引起的道路病害、路基失穩(wěn)等現(xiàn)象時有發(fā)生，給國家造成了巨大的損失。因此，必須采取必要的工程技術(shù)措施，甚至使用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)進(jìn)行軟土路基處理才能滿足工程的質(zhì)量要求和運營要求。
[0003]真空預(yù)壓法就是一種近幾十年來提出的新思路，利用大氣壓力荷載加固軟土。真空壓力(SOkPa)可起到約4m的超載作用，因此可節(jié)省大量超載材料。且具有加載穩(wěn)定性好，側(cè)向變形小，排水固結(jié)快的優(yōu)點。還可聯(lián)合堤身填料荷載進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓。
[0004]該工法在軟粘土中設(shè)置排水體系，包括排水墊層和豎向排水板等。然后在上面鋪設(shè)密封膜形成一不透氣層，通過對排水體系進(jìn)行長時間抽氣抽水，在地基中形成負(fù)壓，而使軟粘土地基廣生排水固結(jié)，達(dá)到提聞承載力、減小工后沉降的目的。
[0005]然而傳統(tǒng)真空預(yù)壓方法僅適用于滲透系數(shù)較低的黏性土地基，原因在于如若碰到砂性土等滲透系數(shù)較大的土層真空度損失很快，難以將荷載沿豎向排水體有效傳遞下去。這大大增加其適用范圍的局限性。為了克服上述缺點，傳統(tǒng)真空預(yù)壓法需采取連續(xù)深層攪拌樁等措施，以確保加固區(qū)的氣密性，大幅度增加造價和工期。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的在于提供一種真空預(yù)壓路基處理裝置，解決傳統(tǒng)真空預(yù)壓難以處理帶有砂性土等滲透系數(shù)較大夾層的軟土路基的問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種真空預(yù)壓路基處理裝置，包括水平排水體、設(shè)置在軟基中的豎向排水體、以及真空加壓系統(tǒng)，其特征在于所述豎向排水體包括塑料排水板，在所述塑料排水板的部分區(qū)域敷設(shè)密封材料，形成密封排水板。密封材料敷設(shè)在所述塑料排水板穿過滲透系數(shù)較大夾層的部位，如透水夾層、砂土層的區(qū)域。水平排水體包括設(shè)置在豎向排水體頂部的黏土層和排水砂墊層，排水砂墊層之上鋪設(shè)有一層密封膜，所述密封膜上下各設(shè)一層土工布，密封膜埋入兩側(cè)密封溝。
[0008]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種真空預(yù)壓路基處理方法，解決傳統(tǒng)真空預(yù)壓難以處理帶有砂性土等滲透系數(shù)較大夾層的軟土路基的問題。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種真空預(yù)壓路基預(yù)壓施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟:定制豎向排水板，所述豎向排水板包括塑料排水板，在塑料排水板的部分區(qū)域敷設(shè)密封材料，形成密封排水板；鋪設(shè)砂墊層；打設(shè)排水板，使得所述塑料排水板中敷設(shè)密封材料的區(qū)域穿過滲透系數(shù)較大夾層位置；在砂墊層內(nèi)埋設(shè)排水管；鋪設(shè)密封膜；安裝真空泵、抽氣；正常堆載。
[0010]本發(fā)明采用在塑料排水板部分區(qū)域敷設(shè)密封材料的方式，可成功將真空壓力穿過滲透系數(shù)較大的土層，有效傳遞至要求的深度。本發(fā)明能夠解決傳統(tǒng)真空預(yù)壓含砂性土等滲透系數(shù)較大夾層的軟土路基難以處理的問題。也可以根據(jù)需要穿過一定深度的表層進(jìn)入需要處理的土層，大大提高真空荷載的傳遞深度。該方法是真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)發(fā)展過程中具有較大突破的新技術(shù)，其在道路工程中的使用，將有助于解決許多工程實踐問題，節(jié)約成本，縮短工期，提高工程質(zhì)量，提供更好的前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明第一實施例的橫斷面布置示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明第一實施例的平面布置示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明第二實施例的橫斷面布置示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明第二實施例的平面布置示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0016]本發(fā)明提供一種真空預(yù)壓路基處理裝置，解決傳統(tǒng)真空預(yù)壓含砂性土等滲透系數(shù)較大夾層的軟土路基難以處理的問題。也可以根據(jù)需要穿過一定深度的表層進(jìn)入需要處理的土層，大大提高真空荷載的傳遞深度。
[0017]如圖所示，一種真空預(yù)壓路基處理裝置，它主要包括豎向排水板、水平排水體、真空加壓系統(tǒng)，由豎向排水板、水平排水體、真空加壓系統(tǒng)形成的排水固結(jié)法路基處理系統(tǒng)。其中豎向排水體由密封排水板2和普通塑料排水板I組成，在所述普通塑料排水板I的部分區(qū)域敷設(shè)可以保持真空度的密封材料，形成密封排水板2，二者為一整體。豎向排水體頂部設(shè)置30cnT50cm的水平排水體，水平排水體宜采用級配良好的砂墊層。水平排水體包括設(shè)置在豎向排水體頂部的黏土層3和排水砂墊層4，排水砂墊層4之上鋪設(shè)有一層密封膜5，所述密封膜上下各設(shè)一層土工布6，上面再覆蓋回填土 7，密封膜5埋入兩側(cè)密封溝8。密封材料敷設(shè)在所述塑料排水板穿過滲透系數(shù)較大夾層的部位，如透水夾層、砂土層的區(qū)域。密封材料為自粘型聚四氟乙烯帶。
[0018]理論計算分析表明:當(dāng)密封塑料排水板超出滲透系數(shù)較大夾層的長度等于0.3m時真空荷載將有40%可傳遞到下部土層、0.5m時將有70%可傳遞到下部土層、2m時將有90%可傳遞到下部土層，故綜合考慮采用密封塑料排水板超出滲透系數(shù)較大夾層的長度上下均不小于0.5m。密封材料為自粘型聚四氟乙烯帶，采用純聚四氟乙烯分散樹脂，通過壓條、高溫拉伸而成，與聚氨酯、SBS改性浙青等材料相比具有不污染土體/水體、易敷設(shè)于塑料排水板表面、敷設(shè)牢固可靠、利于塑料排水板施工、耐各類地下水腐蝕、真空密封性良好等特點。
[0019]圖1、圖2所示的分別為一道路工程路基處理時采用真空預(yù)壓路基處理技術(shù)進(jìn)行地基處理的橫斷面布置示意圖、平面布置示意圖，利用密封塑料排水板穿過透水夾層，圖中塑料排水板為梅花形布置、兩根相鄰塑料排水板的間距UL —般為0.8^2.0m)，處理范圍為路基寬度以外各Bm (B 一般為2?5m)。圖中9為透水夾層。
[0020]圖3、圖4所示的分別為另一道路工程路基處理時采用真空預(yù)壓路基處理技術(shù)進(jìn)行地基處理的橫斷面布置示意圖、平面布置示意圖，利用密封塑料排水板穿過滲透系數(shù)較大的砂土表層，圖中塑料排水板為正方形布置、兩根相鄰塑料排水板的間距L (L 一般為0.8?2.0m)，處理范圍為路基寬度以外各Bm (B—般為2?5m)。10為砂土層。
[0021]圖1及圖3所示，圖中H為塑料排水板長(H可根據(jù)需要調(diào)整)，其中加粗部分為密封塑料排水板，其余為普通塑料排水板。塑料排水板頂設(shè)水平排水砂墊層(厚度一般為3(T50cm)，砂墊層之上兩布一膜(一層密封膜加上下各一層土工布)，密封膜埋入兩側(cè)密封溝。
[0022]本發(fā)明的真空預(yù)壓施工方法包括如下主要步驟:
定制塑料排水板，所述塑料排水板的部分區(qū)域敷設(shè)密封材料；
鋪設(shè)砂墊層；
打設(shè)排水板，使得所述塑料排水板中敷設(shè)密封材料的區(qū)域穿過滲透系數(shù)較大的土層位置；
在砂墊層內(nèi)埋設(shè)排水管；
砂墊層上面鋪設(shè)密封膜；
安裝真空泵、抽氣；
正常堆載。
[0023]砂墊層上面鋪設(shè)密封膜，密封膜采用兩層厚度不小于0.14mm的聚乙烯膜，膜下設(shè)250 g/m2針刺無紡?fù)凉げ急Ｗo(hù)，周邊開挖密封溝，將密封膜埋入溝內(nèi)密封，經(jīng)抽真空，膜下真空度穩(wěn)定后，密封膜表面鋪設(shè)250g/m2針刺無紡?fù)凉げ迹佋O(shè)2(T30cm填土保護(hù)，防止老化。
[0024]其具體工序如下:
施工準(zhǔn)備一補(bǔ)充勘探，查明透水層位置、深度、厚度等一清理場地/同時定制制作排水板一鋪設(shè)砂礫墊層一打設(shè)排水板一鋪設(shè)余下的砂墊層一安裝排水管和濾水管一鋪設(shè)土工布，密封膜一開挖密封溝一真空泵安裝，抽真空一鋪設(shè)土工布一鋪設(shè)顆粒較細(xì)且不含硬塊、樹根等雜質(zhì)的填土一正常堆載(根據(jù)需要確定是否堆載)一卸真空。
[0025]相比堆載預(yù)壓法，該工法利用大氣壓力作為超載加固軟土，不需要額外超載預(yù)壓材料，減少二次搬運工作。加固過程中剪切變形小，分級加載間歇期短，加載速度相對較快，且引起地基失穩(wěn)可能性小。也減少了兩側(cè)反壓措施。地基側(cè)向擠出較小，沉降相對純堆載預(yù)壓小，相應(yīng)路基填方少。加固固結(jié)過程快。
[0026]相比傳統(tǒng)真空預(yù)壓法，在碰到砂性土等滲透系數(shù)較大的夾層時不需采取連續(xù)深層攪拌樁封堵等措施，大大節(jié)省工期造價。
[0027]同時，該方法可以大大增加真空荷載的傳遞深度，拓展了真空預(yù)壓法的適用范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種真空預(yù)壓路基處理裝置，包括水平排水體、設(shè)置在軟基中的豎向排水體、以及真空加壓系統(tǒng)，其特征在于所述豎向排水體包括塑料排水板，在所述塑料排水板的部分區(qū)域敷設(shè)密封材料，形成密封排水板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空預(yù)壓路基處理裝置，其特征在于:密封材料敷設(shè)在所述塑料排水板穿過滲透系數(shù)較大夾層的部位，其長度上下各超出滲透系數(shù)較大夾層不小于0.5m ;密封材料為自粘型聚四氟乙烯帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種真空預(yù)壓路基處理裝置，其特征在于:水平排水體水平包括設(shè)置在豎向排水體頂部的排水砂墊層，排水砂墊層之上鋪設(shè)有密封膜，所述密封膜上下各設(shè)一層土工布，密封膜埋入兩側(cè)密封溝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種真空預(yù)壓路基處理裝置，其特征在于:豎向排水板平面布置采用正方形或梅花形，間距宜0.8?2.0m，處理范圍宜為路基寬度各外延2?5m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種真空預(yù)壓路基處理裝置，其特征在于:水平排水體中埋設(shè)有真空濾管，將豎向排水板與水平排水體中埋設(shè)的真空濾管綁扎連接，二者接觸面積不小于20cm2。
6.一種真空預(yù)壓路基處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 定制豎向排水板，所述豎向排水板包括塑料排水板，在塑料排水板的部分區(qū)域敷設(shè)密封材料，形成密封排水板； 鋪設(shè)砂墊層； 打設(shè)排水板，使得所述塑料排水板中敷設(shè)密封材料的區(qū)域穿過滲透系數(shù)較大夾層位置； 在砂墊層內(nèi)埋設(shè)排水管； 鋪設(shè)密封膜； 安裝真空泵、抽氣； 正常堆載。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種真空預(yù)壓路基處理方法，其特征在于:砂墊層上面鋪設(shè)密封膜，密封膜采用兩層厚度不小于0.14mm的聚乙烯膜，膜下設(shè)250 g/m2針刺無紡?fù)凉げ急Ｗo(hù)，周邊開挖密封溝，將密封膜埋入溝內(nèi)密封，經(jīng)抽真空，膜下真空度穩(wěn)定后，密封膜表面鋪設(shè)250g/m2針刺無紡?fù)凉げ?，并鋪設(shè)2(T30cm填土保護(hù)，防止老化。
【文檔編號】E01C3/04GK104264559SQ201410492788
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】溫學(xué)鈞, 白彥峰, 張玲 申請人:上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司