CN101082216B - 软土地基埋管真空排水法 - Google Patents

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Abstract

软土地基埋管真空排水法,涉及软土地基排水方法。其特征在于在空心钢导管内放入底部固定套有外密封集水杯、土工布内埋设塑料空心管至集水杯内的外包土工布塑料排水板,土工布将塑料排水板上、下及周边完全包裹,外包土工布塑料排水板埋设高度在软土地基地表面下方一段距离,只有塑料空心管伸出软土地基地面上,插板机抽出空心钢导管后,插板机再周而复始进行下一个塑料排水板埋设,铺设插打塑料排水板后,用真空泵连接各塑料空心管抽水。另一方案是以砂粒为内衬。优点在于科学利用水压差,埋管至地基抽水,施工工艺简单,工后沉降较小,排水固结时间快,费用最省。

Description

软土地基埋管真空排水法
技术领域:
[0001] 本发明涉及软土地基排水方法。
[0002] 现有技术:在软土地基上修建公路及建筑物时,对软土地基的加固处理方法有换 填土法、抛石挤淤法、打桩加固(包括桩基础、粉喷桩、浆喷桩)法、排水固结法(塑料排水 板、砂袋、砂桩、碎石桩)即塑料排水板真空联合排水法等。当软土淤泥含水量大于30%,深 度在5〜20米之间的地基,采用打塑料排水板加载固结或塑料排水板真空联合排水法的施 工方案,是设计部门最常采用的设计方案。其优点在于施工工艺简单、成本低。缺点是工期 长、工后沉降较大,即排水固结时间很慢。
[0003] 真空预压联合排水固结法施工方案是先用插板机在软土地基上按设计间距垂直 打入若干塑料排水板,具体施工则是先将插板机的空心钢导管打入软土地基淤泥层内,直 至管底接触至持力层或一定深度,并将外包有土工布的截面两边呈锯齿形的塑料排水板安 装在空心钢导管内放入管底,而后插板机再行操作将空心钢导管抽出地面,再周而复始进 行下一个插板工序,但必须保证外包土工布的塑料排水板高出软土地基地表面一小段,并 埋设在砂垫层内,再用一个大罩盖在其上,大罩四周罩边底埋入软土地基淤泥内,使大罩内 形成一个密闭空间,再用真空泵在大罩内抽水,同时进行有限加载。由于埋设在淤泥中的外 包土工布可以渗水,渗水则进入土工布与塑料排水板锯齿形截面齿形空间,在齿形空间的 纵向形成出水通道的水柱,在真空泵负压作用下,水柱则向上升流入砂垫层的大罩空间再 由真空泵排出地基以外。
[0004] 真空预压联合的排水固结过程是:地下水(孔隙水)经加载产生水压力,渗透进 入排水板体的排水通道经砂垫层排出路基。真空预压联合排水固结软土地基,显而易见的 是被动排水,它是借助填筑加载后产生的荷载的挤压,使软土中孔隙水的上面层一定深度 范围的水压力增大,当荷载产生的附加应力大于水压力时,孔隙水才能从淤泥中渗透进排 水板体内的排水通道排出砂垫层。在地表处地下水位高,经加载孔隙水较容易被排出,而在 基础以下一定深度,地基附加应力与地基自重应力比趋于平衡状态时,排水逐渐趋于停止 状态,固结相应减慢。此时,若通过加载加快固结,因软土抗剪强度低,加大荷载容易产生坍 塌。这就是塑料排水板处理软土地基的最大不足之处,工期长,易产生坍塌滑移。
[0005] 类似的砂井排水法,即用砂粒放在土工布长形袋中替代外包土工布的塑料排水板 作为内衬,渗水进入砂粒中再排出。
[0006] 发明内容:
[0007] 本发明的目的是克服上述缺陷,提供一种软土地基埋管真空排水法。
[0008] 发明方案一是:在空心钢导管内放入底部固定套有外密封集水杯的外包土工布的 塑料排水板,塑料排水板内埋设塑料空心管至集水杯内,土工布将塑料排水板上、下及周边 完全包裹,外包土工布塑料排水板埋设高度在软土地基地表面下方一段距离,只有塑料空 心管伸出土工布并伸出软土地基地面上,插板机抽出空心钢导管后,插板机再周而复始进 行下一个塑料排水板埋设,铺设插打塑料排水板后,用真空泵连接各塑料空心管抽水。
[0009] 方案二是:在空心钢导管内放入底部固定套有外密封集水杯、袋中安放有通底的
3塑料空心管、内衬砂粒的土工布长形砂袋,土工布将柱状砂粒上、下周边完全包裹,土工布 长形砂袋埋设高度在软土地基地表面下方一段距离,只有塑料空心管伸出土工布并伸出软 土基地面,插板机抽出空心钢导管后,插板机再周而复始进行下一个土工布长形砂袋埋设, 铺设插打土工布长形砂袋后,用真空泵连接各塑料空心管抽水。
[0010] 本发明的优点是:科学利用水压差,埋管至地基抽水,施工工艺简单,工后沉降较 小,排水固结时间快,费用最省。
[0011] 附图说明:图1为本发明方案一埋管抽水状态示意图。
[0012] 图2为图1的截面剖视图。
[0013] 图3为本发明方案二埋管抽水状态示意图。
[0014] 实施例:本发明是在软土地基上用插板机先打入空心钢导管,而后在空心钢导管 内放入底部固定套有外密封集水杯4的外包土工布2的塑料排水板3,塑料排水板3内埋 设塑料空心管1至集水杯4内,土工布2将塑料排水板3上、下及周边完全包裹,外包土工 布2塑料排水板3埋设高度在软土地基地表面下方一段距离,只有塑料空心管1伸出土工 布并伸出软土地基地面上,插板机抽出空心钢导管后,插板机再周而复始进行下一个塑料 排水板3埋设,铺设插打塑料排水板3后,用真空泵连接各塑料空心管1抽水。
[0015] 所谓密封集水杯4是集水杯4上盖中央仅允许外包土工布2的塑料排水板3插入 杯中,外包土工布2外沿与上盖中央孔紧密结合,不让淤泥渗入集水杯4以保证集水杯4 中只能容留渗水。内杯底略为凸起有利于抽水。
[0016] 塑料排水板3可以设置一个纵向凹型空间放置塑料空心管1,以免其受挤压。
[0017] 当把外包土工布2塑料排水板3插入软土淤层后,因为土工布2作为滤套和板体 内的齿形空腔在水压力的作用下产生压力差、板周的孔隙水就会通过滤套渗透进入板体内 的排水通道和集水杯4中,在板体内及集水杯4充满水后,板体内外水压处于平衡状态。此 时启动真空泵,通过预埋在集水杯4中的塑料管开口,经塑料空心管1将水引到真空泵,把 塑料排水板3底端集水杯4中的水抽出,这样在集水杯4标高以上的水包括淤泥层中的孔 隙水,就自然产生水压差渗透进入板内流向集水杯4,经循环重复抽到地基固结为止。该施 工工艺不需要加载预压就可以达到排水固结的目的。根据软土淤泥含水量高、孔隙比大的 性质,经分析在公路带状条型地基基础内排水固结后,土粒移动间隔距离缩小,土体产生收 缩,而地基基础两侧的饱和软土淤泥随着路基的固结则产生侧向压力。利用这一侧向压力, 上料填筑,可以避免填筑速率过快产生侧向滑移坍塌的工程事故发生,即在抽水的同时,进 行填筑施工,缩短加载预压的工期。因此,埋管真空排水固结处理软土地基的施工方法解决 了塑料排水板3施工工期长,容易坍塌的缺点。
[0018] 方案二是:先用插板机打空心钢导管,在空心钢导管内放入底部固定套有外密封 集水杯4、袋中安放有通底的塑料空心管1、内衬砂粒5的土工布2长形砂袋,土工布2将柱 状砂粒5上、下周边完全包裹,土工布2长形砂袋埋设高度在软土地基地表面下方一段距 离,只有塑料空心管1伸出软土基地面,插板机抽出空心钢导管后,插板机再周而复始进 行下一个土工布2长形砂袋埋设,铺设插打土工布2长形砂袋后,用真空泵连接各塑料空心 管1抽水。
[0019] 即以内衬砂粒5替代内衬塑料排水板,结构上土工布2长形砂袋要保证砂粒5不 流失、保证砂粒5呈柱状。

Claims (3)

  1. 软土地基埋管真空排水法,包括用插板机将空心钢导管打入软土地基,其特征在于其后的步骤是在空心钢导管内放入底部固定套有外密封集水杯(4)的外包土工布(2)的塑料排水板(3),塑料排水板(3)内埋设塑料空心管(1)至集水杯(4)内,土工布(2)将塑料排水板(3)上、下及周边完全包裹,外包土工布(2)塑料排水板(3)埋设高度在软土地基地表面下方一段距离,只有塑料空心管(1)伸出土工布并伸出软土地基地面上,插板机抽出空心钢导管后,插板机再周而复始进行下一个塑料排水板(3)埋设,铺设插打塑料排水板(3)后,用真空泵连接各塑料空心管(1)抽水。
  2. 2.根据权利要求1所述的软土地基埋管真空排水法,其特征在于塑料排水板(3)设置 一个纵向凹型空间放置塑料空心管(1),以免其受挤压。
  3. 3.软土地基埋管真空排水法,包括用插板机将空心钢导管打入软土地基,其特征在于 其后的步骤是在空心钢导管内放入底部固定套有外密封集水杯(4)、袋中安放有通底的塑 料空心管(1)、内衬砂粒(5)的土工布(2)长形砂袋,土工布(2)将柱状砂粒(5)上、下周边 完全包裹,土工布(2)长形砂袋埋设高度在软土地基地表面下方一段距离,只有塑料空心 管(1)伸出土工布(2)并伸出软土基地面,插板机抽出空心钢导管后,插板机再周而复始进 行下一个土工布(2)长形砂袋埋设,铺设插打土工布(2)长形砂袋后,用真空泵连接各塑料 空心管⑴抽水。
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