專利名稱：一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法，主要適用于軟土、超軟土地基或污泥的排水處理，屬于巖土工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自從上世紀(jì)八十年代真空預(yù)壓技術(shù)的提出與應(yīng)用，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)與發(fā)展，真空預(yù)壓技術(shù)已成為軟土地基處理最為有效的方法之一。在本發(fā)明之前，已產(chǎn)生了無(wú)砂墊層技術(shù)、直排式真空預(yù)壓技術(shù)、增壓真空預(yù)壓技術(shù)、長(zhǎng)短板聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)等工法，為真空預(yù)壓技術(shù)的大規(guī)模工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。真空預(yù)壓加固軟土地基的作用效果體現(xiàn)在土工密封膜膜下真空度的提高與豎向塑料排水板中真空度的提高兩個(gè)方面。土體在膜下真空度的作用下，類似于受到堆載預(yù)壓提供的一個(gè)豎向作用壓力，將土體中的水沿豎向排水體及土體孔隙壓出；土體在豎向塑料 排水板中的真空度作用下，類似插入水井中的抽水管，將豎向塑料排水板沿程周邊土體中的水通過(guò)傳遞真空度的方法吸入排水板并沿排水路徑排出。但現(xiàn)有真空預(yù)壓技術(shù)中插入土體的豎向塑料排水板與土體表面上鋪設(shè)的濾管采用綁扎的方式連接進(jìn)而組成橫向排水系統(tǒng)，抽真空過(guò)程中膜下真空度可以很快提高到一定高度，有利用真空預(yù)壓硬殼層的形成，但由于橫向排水系統(tǒng)與豎向排水體連接的非密閉性將導(dǎo)致真空度向豎向塑料排水板中傳遞的低效，導(dǎo)致豎向塑料排水板中真空度低，進(jìn)而造成深層土體中的水難以排出，直接造成真空預(yù)壓處理深度有限、深層土體無(wú)法處理。專利CN1667203A中介紹了一種用于地基處理的輕筒、輕筒復(fù)合地基及輕筒復(fù)合地基法，文中描述了其作為復(fù)合地基處理方法進(jìn)行多種施工操作加固地基的過(guò)程，其中提到了利用輕筒真空聯(lián)合堆載預(yù)壓復(fù)合地基法，在堆載預(yù)壓復(fù)合地基的基礎(chǔ)上增加抽真空措施，但其抽水氣部分與真空預(yù)壓法存在巨大差異，在現(xiàn)實(shí)工程中其抽水氣的作用也難以實(shí)現(xiàn)，其加固效果得以實(shí)現(xiàn)的核心實(shí)際上來(lái)自其復(fù)合地基的功效。專利中描述了其通過(guò)深埋土下的輕筒抽水氣，而不需對(duì)土體進(jìn)行表面密封，專利中也描述了由于輕筒內(nèi)的排水通道暢通無(wú)阻，通過(guò)將輕筒與水平排水支管相連，對(duì)深埋土中的輕簡(jiǎn)直接抽水氣以達(dá)到真空度傳遞快、影響深度大等效果。但該種輕筒的構(gòu)造在排水固結(jié)方面更類似于井點(diǎn)降水法中加粗了的井點(diǎn)管，其內(nèi)外層的構(gòu)造形式與巨大的筒徑無(wú)法滿足在抽真空過(guò)程中在空心輕筒中形成巨大的真空度，也就產(chǎn)生不了足夠的“吸力”抽取水氣。該方法在本質(zhì)上與真空預(yù)壓法中袋裝沙井存在一定的區(qū)別，與真空預(yù)壓法普遍采用的塑料排水板作為豎向排水體則差異更大，雖具備了豎向排水體中一定的密閉性，但工程實(shí)際中抽真空部分難以實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)不了真空預(yù)壓排水的作用，不屬于真空預(yù)壓法。輕筒表層排水孔無(wú)濾膜反濾易于淤堵，且該輕筒的構(gòu)造形式在深層土體中的打設(shè)密閉也存在一定難度，不適于高含水率軟粘土的排水固結(jié)。當(dāng)針對(duì)需要采用長(zhǎng)短板聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行預(yù)處理墊層施工的真空預(yù)壓地基處理項(xiàng)目時(shí)，現(xiàn)有真空預(yù)壓技術(shù)利用首先插設(shè)短板的方法實(shí)現(xiàn)淺層土體的加固處理以形成硬殼層進(jìn)而滿足機(jī)械進(jìn)場(chǎng)的承載力要求，之后再打設(shè)長(zhǎng)板對(duì)深層土體進(jìn)行加固。上述打設(shè)的長(zhǎng)板在事先打設(shè)的短板高度范圍內(nèi)仍然對(duì)淺層土體進(jìn)行了真空加固(真空度向淺層土體傳遞從而造成真空度損耗)，但淺層土體事先已通過(guò)短板加固達(dá)到了處理要求，且由于后續(xù)基礎(chǔ)承臺(tái)的施工，部分高度的淺層土體還將會(huì)被挖除，這就造成了長(zhǎng)板施工過(guò)程中的巨大浪費(fèi)。如果能將長(zhǎng)板中短板高度范圍內(nèi)的沿程真空度傳遞到深層土體而不是浪費(fèi)在淺層土體，不僅將節(jié)約大量能源也將提高深層土體的處理效果。針對(duì)直排式真空預(yù)壓法、采用密封接頭與不透氣密封鋼絲水管連接的密閉直抽式真空預(yù)壓法、土中塑料排水板淺層段采用密封鋼絲水管代替的分段密閉直抽式真空預(yù)壓法所開展的三組室內(nèi)模型試驗(yàn)證明了上述論述。試驗(yàn)結(jié)果顯示，三種方法膜下真空度均可以達(dá)到80 85kPa，但直排式真空預(yù)壓法塑料排水板底部真空度只有IOkPa,并逐漸衰減；采用密封接頭與不透氣密封鋼絲水管連接的密閉直抽式真空預(yù)壓法的塑料排水板底部真空度可以達(dá)到25kPa，衰減較慢；土中塑料排水板淺層段采用密封鋼絲水管代替的分段密閉直抽式真空預(yù)壓法，其塑料排水板底部真空度接近40kPa，底部真空度較高且衰減后仍可維持在25 30kPa。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，實(shí)現(xiàn)一種密閉直抽分段式的真空預(yù)壓處理方法，達(dá)到將真空度高效傳遞至深層土體的目的，起到有效處理深層土體的作用。本發(fā)明的技術(shù)方案是本方法涉及一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓方法，該方法克服了常規(guī)真空預(yù)壓中膜下真空度高但豎向塑料排水板中真空度傳遞效率低的問題；在長(zhǎng)短板聯(lián)合應(yīng)用的真空預(yù)壓地基處理中，該方法克服了長(zhǎng)板在淺層土體內(nèi)的真空度損失，有利于深層土體的加固處理。本方法實(shí)施步驟包括以下內(nèi)容在需要處理的地基上鋪設(shè)第一道土工織物；打設(shè)豎向塑料排水板(根據(jù)工程方案確定是否進(jìn)行分段處理)；布置橫向密閉排水系統(tǒng)；鋪設(shè)第二道土工織物；鋪設(shè)土工膜密封；連接抽真空設(shè)備。打設(shè)的豎向塑料排水板包括插入土體段與平貼土面段兩部分。土體表面的橫向排水系統(tǒng)由平貼土面的塑料排水板、密封接頭、不透氣的密封水管，不透氣的密封主管組成。將平貼土面的塑料排水板通過(guò)密封接頭直接連接到不透氣的密封水管，再將各密封水管連接到不透氣的密封主管以形成橫向密閉排水系統(tǒng)，最后在完成土工膜密封后將密封主管連接到抽真空設(shè)備進(jìn)行密閉直抽。密封接頭采用ZL200620068366. 3中提到的手形接頭或直接通過(guò)手形四通等與密封水管相連，不透氣的密封水管與密封主管則采用耐壓的鋼絲水管。針對(duì)長(zhǎng)短板聯(lián)合應(yīng)用的真空預(yù)壓地基處理，對(duì)長(zhǎng)板插入土體部分的淺層土體段濾布進(jìn)行表面密封處理或直接用密封水管代替，將豎向塑料排水板長(zhǎng)板變?yōu)橹虚g段不透氣的三段式進(jìn)行分段直抽。長(zhǎng)板局部段濾布密封處理，可采用現(xiàn)場(chǎng)速凝膠水涂抹粘貼法、工廠預(yù)制分段塑料排水板法或采用兩端連有密封接頭的不透氣密封水管代替法?，F(xiàn)場(chǎng)速凝膠水涂抹粘貼法是在打設(shè)塑料排水板長(zhǎng)板過(guò)程中事先計(jì)算好長(zhǎng)板中插入淺層土體的部分，對(duì)排水板濾布表面涂抹速凝密封膠或粘貼條形土工膜密封，之后再將密封段打入土體。工廠預(yù)制分段塑料排水板法是由工廠根據(jù)工程實(shí)際方案通過(guò)采用透水濾布與土工膜相結(jié)合的方式進(jìn)行分段排水板的工廠壓制。采用兩端連有密封接頭的不透氣密封水管代替法，則是將豎向塑料排水板通過(guò)兩端連有密封接頭的不透氣密封水管分為三段，將密封水管段布設(shè)在淺層土體，待工程處理完畢之后，將密封水管拔出以重復(fù)利用。


圖I——本發(fā)明整體構(gòu)造示意圖。圖2——本發(fā)明橫向密閉排水系統(tǒng)示意圖。圖3a—本發(fā)明豎向塑料排水板分段構(gòu)造示意圖。圖3b——本發(fā)明長(zhǎng)板淺層土體密封段速凝膠水涂抹粘貼法示意圖。圖3c——本發(fā)明長(zhǎng)板淺層土體密封段不透氣密封水管代替法示意圖。圖中1、抽真空設(shè)備，2、土工膜密封系統(tǒng)，3、不透氣密封鋼絲水管，4、塑料排水板 短板，5、塑料排水板長(zhǎng)板(a.長(zhǎng)板平貼土面段，b.長(zhǎng)板淺層土體密封段，c.長(zhǎng)板深層土體段)，6、密封接頭，7、三通接頭，8、不透氣密封鋼絲主管。
具體實(shí)施例方式如圖I、圖2、圖3所示，本發(fā)明施工過(guò)程描述如下先在需要處理的土體表面鋪設(shè)第一層土工織物，之后打設(shè)塑料排水板，打設(shè)塑料排水板時(shí)根據(jù)具體施工方案確定是否進(jìn)行長(zhǎng)短板的聯(lián)合作用。當(dāng)采用長(zhǎng)短板聯(lián)合作用時(shí)，先行打設(shè)塑料排水板短板4，并將排水板通過(guò)密封接頭6與不透氣的密封鋼絲水管3連接，再將不透氣的密封鋼絲水管3通過(guò)三通接頭7與不透氣密封鋼絲主管8相連。之后布置土工膜密封系統(tǒng)2 (包括第二層土工織物與土工膜)，最后將橫向密閉排水系統(tǒng)與抽真空設(shè)備I相連進(jìn)行開泵抽氣。待淺層土體經(jīng)過(guò)處理達(dá)到一定強(qiáng)度后，移除密閉系統(tǒng)與排水系統(tǒng)，打設(shè)塑料排水板長(zhǎng)板5 (采用現(xiàn)場(chǎng)速凝膠水涂抹粘貼法、工廠預(yù)制分段塑料排水板法或采用兩端連有密封接頭的不透氣密封水管代替法對(duì)長(zhǎng)板插入淺層土體密封段5b進(jìn)行密封處理)，將長(zhǎng)板密封段5b插入淺層土體、長(zhǎng)板深層土體段5c插入深層土體，將長(zhǎng)板平貼土面段5a通過(guò)密封接頭6與不透氣的密封鋼絲水管3連接，再將不透氣的密封鋼絲水管3通過(guò)三通接頭7與不透氣密封鋼絲主管8相連。之后布置土工膜密封系統(tǒng)2，最后將橫向密閉排水系統(tǒng)與抽真空設(shè)備I相連進(jìn)行開泵抽氣。待處理完畢后，移除密閉系統(tǒng)與排水系統(tǒng)，當(dāng)采用兩端連有密封接頭的不透氣密封水管代替法對(duì)長(zhǎng)板淺層土體密封段進(jìn)行密封處理時(shí)，處理完后拔出不透氣密封鋼絲水管以重復(fù)利用。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅僅局限于本實(shí)施方式的描述。
權(quán)利要求
1.一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法，其特征在于真空預(yù)壓法施工中，將插入土體的豎向塑料排水板，通過(guò)密封接頭直接連接到不透氣的密封水管，再將各密封水管連接到不透氣的密封主管以形成密閉的真空排水系統(tǒng)，進(jìn)而通過(guò)覆蓋土工織物與土工膜完成真空系統(tǒng)密封后將密封主管與抽真空設(shè)備相連進(jìn)行密閉直抽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法，其中所述真空預(yù)壓地基處理包括采用長(zhǎng)短板聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行預(yù)處理墊層施工，短板施工完成預(yù)處理墊層施工后，在打設(shè)長(zhǎng)板進(jìn)行深層地基處理時(shí)，將長(zhǎng)板的淺層土體段濾布表面進(jìn)行密封處理或直接用不透氣的密封水管代替，將豎向塑料排水板長(zhǎng)板變?yōu)橹虚g段不透氣的三段式進(jìn)行分段直抽，防止真空度在淺層土體段的重復(fù)消耗，增大真空度的深層傳遞效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法，其特征在于采用手形接頭或手形四通的密封接頭與密封水管相連，不透氣的密封水管與密封主管采用耐壓的鋼絲水管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法，其特征在于針 對(duì)長(zhǎng)短板聯(lián)合應(yīng)用的真空預(yù)壓地基處理中的長(zhǎng)板淺層土體段濾布密封處理，采用現(xiàn)場(chǎng)速凝膠水涂抹粘貼法、工廠預(yù)制分段塑料排水板法或采用兩端連有密封接頭的不透氣密封水管代替法。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法，其特征在于塑料排水板濾布孔徑根據(jù)實(shí)際土體顆粒分布情況的不同在40 μ m-320 μ m范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，避免因?yàn)V布孔徑過(guò)小而造成的淤堵問題。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密閉直抽分段式真空預(yù)壓地基處理方法，該技術(shù)包括以下內(nèi)容打設(shè)的豎向塑料排水板包括插入土體部分與平貼土面兩部分，土體表面的排水系統(tǒng)由平貼土面段塑料排水板、密封接頭、不透氣的密封水管，不透氣的密封主管組成，進(jìn)而在完成土工膜密封后與抽真空設(shè)備相連進(jìn)行密閉直抽，當(dāng)針對(duì)需要采用長(zhǎng)短板聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行預(yù)處理墊層施工的真空預(yù)壓地基處理項(xiàng)目時(shí)，短板施工完成預(yù)處理墊層施工后，在打設(shè)長(zhǎng)板進(jìn)行深層地基處理時(shí)，對(duì)長(zhǎng)板插入土體部分的淺層土體段濾布進(jìn)行表面密封處理或直接用密封水管代替，將豎向塑料排水板長(zhǎng)板變?yōu)橹虚g段不透氣的三段式進(jìn)行分段直抽。利用該技術(shù)將提高真空度傳遞效果，兼顧表層土體硬殼層的形成與深層土體強(qiáng)度的提高，實(shí)現(xiàn)施工的快速、高效與節(jié)能。
文檔編號(hào)E02D3/10GK102733371SQ20121024747
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者丁光亞, 劉飛禹, 孫林柱, 張樂, 王軍, 王鵬, 胡秀青, 蔡袁強(qiáng), 金亞偉 申請(qǐng)人:王軍