CN101182709A - 复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法及其装置 - Google Patents

复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合电渗、真空降水、真空预压加固地基的方法,旨在提供一种地基处理的方法,特别是针对大面积的各类土体渗透系数<10-5cm/s的软土地基进行加固处理的方法。本发明方法所用装置,采用了复合管和开孔冗余膜或网状帽眼膜或带连接器的网状帽眼真空膜。本发明方法是集电渗、真空降水、真空预压三项工作程序并行实施,也可分项实施的加固地基方法,它具有处理均衡、施工简便、工程短、性价比高等优点。

Description

复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种大面积地基处理的方法及其装置,更具体地说,本发明是针对浅、深层超软土地基的处理方法及其装置。
背景技术
一)真空预压技术
真空预压是我国80年代后逐渐发展起来的主要针对软土渗透系数≥10-5cm/s的一种大面积软基加固技术,目前主要已发展为真空预压、堆载预压等技术。
但这些技术存在一些传统难以克服的缺点,以致在某种程度上限制了该它们的深入推广和应用,其主要缺点如下:
1、真空预压,所能加固的土体范围极为有限:对于渗透系数<10-5cm/s的土体,其加固基本无能为力;对于渗透系数≥10-5cm/s的土体,也只能部分加固处理有效。
2、由于传统真空预压,只能把土体中的自由水排出,而不能把结合水排出,经过处理之后的土体含水量仍在液限以上,因此被处理过的土层很难作为硬壳层,也不能被强夯、土袋等地基工程技术来进行进一步处理与地基承载力提升。
3、由于是真空膜、真空膜下沙垫层、竖直混合排水真空系统、密封沟等,与土体之间形成一个统一的整体性真空系统,而这种真空系统真空度传递效率低、真空度分布不均匀,以及真空度监测不准确等问题与不足,大大影响真空预压的效果。
4、由于传统的真空预压系统采用单一的整体性封闭膜,为了不刺破真空膜,这样也会导致一些不足:①竖向排水真空系统只能采用柔性体系,而柔性的竖直混合排水真空系统不能被重复利用;②真空膜下的沙垫层中的水平排水系统可能会被真空预压产生的不均匀沉降拉断,并可能刺破真空膜,而且这种布设也增加了水平排水系统与密封沟之间的复杂性与不可控性。
5、真空预压对被加固软土的承载力提高有限,一般难以超过80kPa,满足不了较大型承载力场地的要求。
6、由于设备等综合因素的制约,传统真空预压所需的时间很长,需3个月或更长时间,处理造价较高,而且质量不稳定。
二)真空电渗与低能量强夯相结合技术
真空电渗与低能量强夯相结合技术,是近一年多以来,在电渗降水技术基础上逐渐发展来的一种可以处理超软土的新技术。其基本思路是:利用传统电渗方法,通过将正负电极插入土中,使水由正极向负极移动,从而增大土体的渗透性,并通过真空井点管,将其排出场地;并通过在此基础上进一步低能量强夯,挤密被电渗处理过软土层的孔隙,从而构建起一个硬壳持力层。但由于电渗技术涉及土力学、电学、化学以及材料科学等许多科学,是一个相互耦合的极端非线性问题,整个原理与机理很不清楚,目前该工艺也只有在地表有1~2米厚沙性土覆盖的、且非雨季节的小范围工程项目中获得成功,总结起来其主要缺点如下:
1、由于是先进行露天式电渗降水处理、然后再进行低能量强夯,对于多雨地区,在电渗过程中,电渗效果会导致土体中产生大量分布式裂隙,在低能量强夯还没来得及挤密土体的时候,降雨已回灌土体中,大大抵消电渗效果,导致前期工作基本无效。
2、由于工艺流程中要进行电渗降水处理、然后再进行低能量强夯的几次反复,这样施工难度大,也更复杂。
3、成孔施工采用高压水冲孔,存在缺陷,二次成孔会导致现场冲孔水回灌,影响已有的场地电渗效果。
4、采用简单井点管外包反渗层作为阴阳极,兼之土体通电深度很难超过6米,因此实际成孔深度极为有限,导致地基处理深度有限,实际效果难超5米。
5、施工工艺机械化作业程度不高,对技术员依赖较大,无法适应大规模软土处理。
6、低能量的点夯,会导致整个加固场地在平面分布和深度分布上受荷不均匀,导致不均匀地基。
7、由于低能量强夯是快速加载的动力荷载,因此土体中孔隙压力消散效果作用受到限制,影响了地基处理效果。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足,提供一种针对大面积的各类土体渗透系数<10-5cm/s的软土地基进行加固处理,且处理均衡、施工简便、工期短、性价比高的复合电渗、真空降水、真空预压加固地基的方法及其装置。
为了解决上述技术问题,本发明是通过下述技术方案予以实现的。
一种复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法所用的装置,主要包括:电渗装置、真空降水装置、真空预压装置,本发明用复合管统一替换电渗装置中的阴阳电极与刚性排水管,以及真空预压装置中的集成负压传递与排水的塑料排水板,用开孔冗余膜或网状帽眼膜或带连接器的网状帽眼真空膜替换真空预压装置中的整体式真空膜,用膜上电渗通电线路替换膜下电渗通电线路。
本发明方法所用装置中的复合管是指集排水、负压传递与电极为一体的复合电极排水管,其管体上布有很多小孔,外裹渗滤膜,既作电极,又作排水通道和真空预压传递通道,其长度尺寸有A、B、C三类,分别埋深1~3米、5~7米、7~12米,且B类0~3米区间保持绝缘,C类0~7米区间保持绝缘,当深度小于6米时布设B类复合管组,当深度为5~7米时布设A、B两类复合管组,当深度为7~12米时布设A、B、C三类复合管组。
本发明所用装置中的带连接器的网状帽眼真空膜是由帽筒、网状真空膜和连接器构成,帽筒安放在网状真空膜的网眼上,形成网状帽眼真空膜,连接器放在帽筒内,它与帽筒膜内外管道连接并密封,网眼的间距根据工程需要设定。
本发明所用装置中的网状帽眼膜是由弹性帽筒和网状膜构成,弹性帽筒装在网状膜的网眼上,网眼的间距根据工程需要设定。
本发明所用装置中的开孔冗余膜是在复合管的位置预留一定面积的冗余,使此冗余部分裹住复合管上部外壁,箍以弹性筛圈,将膜与复合管外壁密封,再将膜位于复合管口上的位置开孔,使复合管伸出膜外。
电渗、真空降水与真空预压复合作用是,通过电渗作用及伴随的电解作用和电场作用增大土体渗透系数,增大土体孔隙与土体排水效率,通过电渗过程中的电场作用实现土体中水的定向汇集,通过真空作用使土体中电渗水排出,通过真空膜下土体真空负压向内部传递,增加土体有效应力,且实时进行的土体预压,挤密土体孔隙,从而有效固结土体。
一种复合电渗、真空降水、真空预压加固地基的方法,包括电渗、真空降水、真空预压三项工作程序,用电渗、真空降水和真空预压复合作用替换单一的电渗作用或真空降水作用或真空预压作用,电渗、真空降水和真空预压三项工作程序并行实施或分项实施,本发明方法按如下步骤操作:
1)施工前的准备工作
①布设复合管:按膜的网眼位置布设复合管,当采用开孔冗余膜时按工程设计布设复合管,依据工程要求深度<6米时布设B类复合管组,5~7米时布设A、B两类复合管组,7~12米时布设A、B、C三类复合管组。
②布设膜下水平排水渗透层:布设沙垫层或高渗透性的塑料盲沟,采用沙挚层时,场地上成排布设软透水管或塑料排水板,外围可布设软集水管,根据需要布设1~3米深的塑料排水板。
③布设带连接器的网状帽眼真空膜,以下简称真空膜:整场地铺设真空膜,将连接器的下部与复合管的顶部连接,将连接器上部伸出帽筒外,帽筒与连接器的外壁密封相连,挖密封沟,将真空膜的周边压在密封沟下。
或布设网状帽眼膜:整场地铺设网状帽眼膜,将帽筒外套在复合管上,使复合管伸出帽筒外,帽筒与复合管的外壁密封相连,挖密封沟,并将膜的周边压在密封沟下。
或布设开孔冗余膜,全场铺膜时,在每一复合管的位置预留一定面积的冗余,使此冗余部分裹住复合管上部外壁,箍以弹性箍圈,将膜与复合管外壁密封,再将膜位于复合管口上的位置开孔,使复合管伸出膜外。
④用真空预压管将真空预压帽眼与真空泵相连,并保证密封不漏气。
或在开孔冗余膜上临时开孔,用与真空泵相连的真空预压管伸入临时开孔,以弹性箍圈箍住膜与真空预压管外壁,保证密封不漏气。
⑤若工程需要则在被加固场区边界设置竖向密封墙;根据现场需要,密封墙或防渗或防漏气或防漏电;密封墙深度、厚度根据工程需要设定;密封墙施工方法包括而不局限于注浆围幕、搅拌桩等,若工程不需要则不设此步骤。
⑥布设膜上水平排水系统:在带连接器的网状帽眼真空膜上并排布设水平排水管,将水平排水管与伸出帽筒外的连接器密封相连,布设集水管,与水平排水管相连。
或在网状帽眼膜上并排布设水平排水管,将水平排水管与复合管密封相连,布设集水管,与水平排水管相连。
或在开孔冗余膜上并排布设水平排水管,将水平排水管与复合管密封相连,布设集水管,与水平排水管相连。
⑦连接膜上电渗通电线路,将B类或A、B两类或A、B、C三类复合管组的阴、阳极分别接外接电源。
2)先对A类复合管组进行真空抽水,没有A类复合管组时,本步不执行。
3)依次对B、C两类复合管组进行真空抽水,没有C类复合管组时,只针对B类复合管组。
4)依次对B、C两类复合管组进行电渗,同时进行真空抽水,没有C类复合管组时,只针对B类复合管组。
5)在步骤2)工作的同时实施膜下抽真空,进行正向真空预压,并维持其真空度≥80kPa水平。
6)B、C两类复合管组并行或分项进行电渗,当复合管排水效果不明显时,暂停真空抽水而继续进行电渗,或同时暂停电渗与真空抽水。
7)在2)~6)步骤中,可以穿插进行A类复合管组的电渗与真空排水。
8)在2)~7)交叉进行中,当出水量明显减少、且固结度达到85%时,一般估计20天~40天施工工期,复合电渗、真空降水和真空预压加固工作结束。
9)经过以上处理步骤的场地,再进行2~3轮低能量强夯,施工技术控制原则为:①先点夯后满夯,②先低能量强夯后较高能量强夯,逐渐从500kN·m加能到2000kN·m,③点夯的间距一般4~7m,呈梅花形布设,每点夯击数要尽量控制在3击以下,以最后二击贯入量小于100mm时结束第一遍低能量强夯,最后用低能量夯击将地基表面夯实。
10)经过上一轮继续处理之后,如果还需要进一步提高场地承载力,在平整之后的场地上铺设数层土工袋,上下层土袋之间的接缝相互错开,每个土袋四角与相邻土袋用扎线紧紧绑扎,每层土工袋铺设平整后,用振动机等设备压实。
11)经过第9)步骤处理之后的场地,可以采用进一步的地基处理措施,具体方法,包括而不局限于疏混泥土桩、疏水泥土桩等的变形性疏桩,以及包括而不局限于振冲碎石桩、振冲沙桩、振冲低水泥含量的淤泥土桩等的振冲挤密桩等。
与现有技术比较,本发明有以下优点:
1、充分融合了真空预压技术与电渗技术的优点,通过采用新型膜,在保证膜下整体封闭性的同时,又可满足膜上与膜下之间的排水、导电和传递负压的需要。
2、通过电渗作用,实质上是放大了被加固软土的渗透系数,使渗透系数很小的淤泥能实现快速、高效排水,为真空预压以及低能量强夯创造了条件,扩大了软土加固的范围。
3、电场作用下极性水分子的定向汇流,比传统土体中真空负压传递所产生水体排出效果更加直接、明显与有效,增大排水效果。
4、电渗作用容易导致土体产生开裂、增大土体孔隙,但全密封膜可有效避免雨水回灌,实现全天候施工。
5、由于采用分深度分隔进行电渗作用,可实现更高深度的电渗作用。
6、由于电渗过程中,实时实施了真空预压与排水作用,相当于实时对被电渗的土体实施了加载,实时实现了土体挤密,同时也维护了良好的电场结构,为持续的电渗作用创造了条件。
7、复合管是基本独立的真空系统,因此在整个竖向排水真空系统路径内的真空度衰减很慢,维持了稳定的高真空度;与此同时,复合管与周围土体自然形成稳定的较高负压差,大大提高了整个土体中的真空度,从而增大了土体中水的渗流效率,从而加快了土体的固结。
8、由于复合管与膜上水平排水系统是密封连接的,因此土体中的渗流水进入到竖向排水真空系统后,能被直接排出,大大加快了土体中渗水的抽水效率,反过来又可以促进土体中的真空预压作用。
9、复合管的主要原材料可以被重复利用,减少一次性耗散成本的支出。
10、由于电渗阴阳电极之间的通电线路,采用穿过网状帽眼膜带或连接器的网状帽眼真空膜的膜上电渗通电线路,保证其不与真空膜下水平渗透层相接触,彻底消除了电渗过程中因通电线路所产生的严重漏电现象。
11、复合管兼作的阴阳极管,穿出了膜外,既保证了通电、排水、真空负压传递等的畅通,又不影响膜的密封性能,同时电渗阴阳极之间的通电线路布设在膜外,大大减少施工过程中设备产生的破坏,并也大大了降低施工难度。
12、本加固方法使被处理场地的超固结深度和效果比传统真空预压、电渗技术要更深、更彻底和更稳定,为进一步的低能量强夯、土工袋基础层布设、以及疏性变形桩、疏挤扩桩创造了条件,最终,经处理之后的软土地基可以达到,甚至超过200kPa的地基承载能力。
13、开孔冗余膜的使用更是进一步的简化了施工和极大的降低了成本。
14、从整体上看,本工艺的实施可以大大缩短传统真空预压的工期,减少工艺复杂性,减少施工过程中的系统自损破坏,提高施工中原材料的重复利用率,提高工程施工过程中的可控性,并能更有效的控制质量,从而降低成本。
附图说明
图1是本发明使用B类复合管组的场地布置俯视示意图。
图2是本发明使用A、B两类复合管组的场地布置俯视示意图。
图3是本发明使用A、B、C三类复合管组的场地布置俯视示意图。
图4是本发明使用B类复合管组的场地布置纵向剖面示意图。
图5是本发明使用A、B两类复合管组的场地布置纵向剖面示意图。
图6是本发明使用A、B、C三类复合管组的场地布置纵向剖面示意图。
图7是本发明场地布置横向剖面示意图。
图8是本发明用网状帽眼膜示意图。
图9是本发明用开孔冗余膜俯视示意图。
图10足本发明用开孔冗余膜单个冗余及开孔示意图。
图中:复合管1、膜下渗透层2、网状帽眼膜3、连接器4、沟槽5、水平排水管6、连接阴阳极的线路7、真空泵8、集水管9、帽筒底部10、帽筒顶部11、网眼12、A类复合管组13、B类复合管组14、C类复合管组15、帽眼16、电渗电源17、真空预压帽眼18、真空预压管19、排水泵20、开孔冗余膜21、开孔冗余膜上的孔22、弹性箍圈23。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
对大面积地基加固处理时,操作步骤如下:
1、场地平整,相关设备、材料进场。
2、布设复合管:①按膜的网眼位置布设复合管1,当采用开孔冗余膜21时按工程设计布设复合管;②依据电渗深度<6米深时布设B类复合管组14,如图1、图4所示,5~7米深时布设A、B类复合管组13、14,如图2、图5所示,7~12米深时布设A、B、C三类复合管组13、14、15,如图3、图6所示,A、B两类,或A、B、C三类复合管组相隔布设;③复合管由分布有小孔的管体和外裹渗滤膜组成;④根据真空膜网眼位置采用专门成孔设备对场地成孔,当采用开孔冗余膜时按工程设计分布的复合管位置对场地成孔,然后再插入复合管1;⑤根据场地的软硬程度,施工设备进场前,先铺设土工织物类的垫层,⑥根据需要场地布设相关监测设备。
3、铺设20~50cm的沙或高渗透性的塑料盲沟等高渗透性垫层,即膜下水平排水渗透层2;采用沙垫层时,区域中间可以水平排列布设软透水管道或塑料排水板20,外围可以布设软集水管道;根据需要可以布设1~3米深的塑料排水板20,如图7所示,塑料排水板20顶部与垫层2连接。。
4、铺膜:①膜在现场拼成一个大于处理面积的整块膜3,如图8所示,②将膜放在场区架子上,从一头开始逐渐使复合管插入膜的帽眼中;③铺膜过程中随铺随时固定膜,防止起风将铺好的膜卷走或撕裂;④将连接器4的下部与复合电极排水管1的顶部密封连接;⑤将连接器4伸出帽筒10、11;⑥将帽筒与连接器封紧密相连;如果采用网状帽眼膜,则④~⑥调整为:将帽筒与复合管密封连接;如果采用开孔冗余膜,如图9、图10所示,则①~⑥调整为:全场铺膜时,在每一复合管的位置预留一定面积的冗余,使此冗余面积裹住复合管上部外壁,箍以弹性箍圈,将膜与复合管外壁密封,再将膜位于复合管口上的位置开孔,使复合管伸出膜外,⑦检查搭接缝、帽筒的密封性,并及时修补;⑧禁止施工人员着硬底鞋在膜上作业或行走,以防将膜刮破;⑨基本完成铺膜后,启动并维系膜少量的真空状态,以保证铺设好的膜能被稳定吸在地面上。
5、挖密封沟,并将膜的周边压在密封沟下,用真空预压管19将膜的真空预压帽眼18连接外围真空泵8,当采用开孔冗余膜时,在开孔冗余膜上临时开孔,用与真空泵相连的真空预压管伸入临时开孔,以弹性箍圈箍住膜与真空预压管外壁,保证密封不漏气,并可依据工程需要在被加固场区边界设置竖向密封墙,若工程不需要则竖向密封墙不设置。
6、在膜上并排平铺水平排水管6,如采用带连接器的网状帽眼真空膜,水平排水管6与连接器4连接,如采用网状帽眼膜,则水排水管6与伸出帽筒的复合管1相连接。
7、连接膜上电渗通电线路,将B或A、B两类或A、B、C三类复合管组的阴、阳极分别接电渗电源17,如图1、图2、图3所示。
8、先对A类复合管组13进行真空抽水,没有A类复合管组,本步不执行。
9、依次对B、C两类复合管组进行真空抽水,没有C类复合管组时,只针对B类复合管组。
10、依次对B、C两类复合管组进行电渗,同时进行真空抽水,没有C类复合管组时,只针对B类复合管组。
11、在步骤8工作的同时实施膜下抽真空,进行正向真空预压,并维持其真空度≥80kPa水平。
12、B、C两类复合管组并行或分项进行电渗,当复合管排水效果不明显时,暂停真空抽水而继续进行电渗,或同时暂停电渗与真空抽水。
13、在8~12步骤中,可以穿插进行A类复合管组的电渗与真空排水。
14、在8~13交叉进行中,当出水量明显减少、且固结度达到85%时,一般估计20天~40天施工工期,复合电渗、真空降水和真空预压加固工作结束。
15、收回可被重复利用材料,清理场地,振动碾压、平整场地。
16、经过以上处理步骤的场地,其地基承载力初步可以达到80~120kPa承载力,采取2~3轮低能量强夯,可以进一步将地基承载力提高到120kPa~150kPa;施工技术控制原则为:①先点夯后满夯;②先低能量强夯后较高能量强夯,逐渐从500kN·m加能到2000kN·m;③点夯的间距一般4~7m,呈梅花形布设,每点夯击数要尽量控制在3击以下,以最后二击贯入量小于100mm时结束第一遍低能量强夯,最后用低能量夯击将地基表面夯实。
17、振动碾压、平整场地。
18、经过上一轮继续处理之后,如果还需要进一步提高场地承载力到150kPa~200kPa,可以在平整之后的场地上铺设数层土袋,上下层土袋之间的接缝相互错开,每个土袋四角与相邻土袋用扎线紧紧绑扎;每层土袋铺设平整后,用振动机等设备压实。
19、振动碾压、平整场地。
20、经过前16步处理之后的场地,可以采用进一步的地基处理措施来进一步提高地基承载力,具体措施,包括而不局限于疏混泥土桩、疏水泥土桩等的变形性疏桩,以及包括而不局限于振冲碎石桩、振冲沙桩、振冲低水泥含量的淤泥土桩等的振冲挤密桩等。
21、振动碾压、平整场地。
其中:场地承载力要求达到80kPa~120kPa,实施1~14步;场地承载力要求达到120kPa~150kPa,实施1~16步;场地承载力要求达到150kPa~200kPa,实施1~18步;场地承载力要求达到>200kPa,实施1~21步。
实施例一:参见附图3、附图6、附图7和附图8所示,
在广东某试验工地,要求处理深度12m
1、大致平整场地,清除锐利物,在平整面上按网眼的分布进行复合管位置施工放样,如图8所示,网眼的间距设定为0.5米。
2、在试验区进行小镙钻详探,深度钻至地表下不小于12米处,因试验区面积较小,采用30m×30m的方格网布孔进行小镙钻详探,并作好记录。探清试验区各类土层的埋置深度、厚度,以便及时了解试验区的土性、土层含水量、渗透系数和赋予状态,绘制钻探剖面图。
3、准备机械设备和材料:包含带连接器的网状帽眼真空膜、真空泵、电渗电源、复合管、水平排水管、集水管等。
4、布设复合管:布设A、B、C三类复合管组,深度分别为3米、7米、12米,如图3、图6。按膜的网眼位置采用专门成孔设备对场地成孔,然后再插入复合管,并布设相关监测设备。
5、布设真空膜下渗透层,铺设50cm的沙垫层,即膜下水平排水渗透层,并在试验区布设3m深的塑料排水板,塑料排水板顶部与垫层连接,如图7。
6、铺设带连接器的网状帽眼真空膜:将真空膜在现场拼成一个大于处理面积的整块,然后放在场区架子上,从一头开始逐渐使复合管插入膜的帽眼中,铺膜过程中随铺随时固定膜,防止起风将铺好的膜卷走或撕裂,将连接器的下部与复合管的项部密封连接,将连接器套入帽筒中,将帽筒与连接器外表面密封紧密相连,检查搭接缝、帽筒的密封性,并及时修补,禁止施工人员着硬底鞋在膜上作业或行走,以防将膜刮破,基本完成铺膜后,启动并维系膜少量的真空状态,以保证铺设好的膜能被稳定吸在地面上。
7、挖密封沟,并将膜的周边压在密封沟下,用真空预压管将真空预压帽眼与真空泵相连,并保证密封不漏气,并可依据场地土体的密封性,在密封沟下布设防渗、防漏气的墙体。
8、布设膜上水平排水系统:在带连接器的网状帽眼真空膜上并排布设水平排水管,将水平排水管与伸出帽筒外的连接器密封相连,布设集水管,与水平排水管相连。
9、连接膜上电渗通电线路,将A、B、C三类复合管组的阴、阳极分别接外接电源。
10、先对A类复合管组进行真空抽水。
11、然后依次对B、C两类复合管组进行真空抽水。
12、然后依次对B、C两类复合管组进行电渗,同时进行真空抽水。
13、在步骤10工作的同时实施膜下抽真空,进行正向真空预压,并维持其真空度≥80kPa水平。
14、B、C两类复合管组并行或分项进行电渗,当复合管排水效果不明显时,暂停真空抽水而继续进行电渗,或同时暂停电渗与真空抽水。
15、在10~14步骤中,穿插进行A类复合管组的电渗与真空排水。
16、10~15步骤交叉进行约40天,出水量明显减少、且经检测固结度达到85%,复合电渗、真空降水和真空预压加固工作结束,地基承载力初步达到120kPa承载力。
17、收回可被重复利用材料,清理场地,振动碾压、平整场地,经检测,地基承载力初步达到120kPa。
18、经过以上处理步骤之后,采取2~3轮低能量强夯,施工技术控制原则为:①先点夯后满夯;②先低能量强夯后较高能量强夯,逐渐从500kN·m加能到2000kN·m;③点夯的间距4.5m,呈梅花形布设,每点夯击数控制在3击以下,以最后二击贯入量小于100mm时结束第一遍低能量强夯,最后用低能量夯击将地基表面夯实。
19、振动碾压、平整场地,然后经检测,地基承载力提高到150kPa。
20、经过上一轮继续处理之后,在平整之后的场地上铺设数层土工袋,上下层土袋之间的接缝相互错开,每个土袋四角与相邻土袋用扎线紧紧绑扎;每层土工袋铺设平整后,用振动机等设备压实。
21、振动碾压、平整场地,检测,场地承载力提高到200kPa。
22、经过前18步处理之后的场地,采用进一步的地基处理措施,具体方法,包括而不局限于疏混泥土桩、疏水泥土桩等的变形性疏桩,以及包括而不局限于振冲碎石桩、振冲沙桩、振冲低水泥含量的淤泥土桩等的振冲挤密桩等。
23、振动碾压、平整场地,检测后,场地承载力>200kPa。

Claims (6)

1.一种复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法所用的装置,主要包括:电渗装置、真空降水装置、真空预压装置,其特征在于:用复合管统一替换电渗装置中的阴阳电极与刚性排水管,以及真空预压装置中的集成负压传递与排水的塑料排水板,用开孔冗余膜或网状帽眼膜或带连接器的网状帽眼真空膜替换真空预压装置中的整体式真空膜,用膜上电渗通电线路替换膜下电渗通电线路。
2.根据权利要求1所述的复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法所用的装置,其特征在于:复合管是集排水、负压传递与电极为一体的复合电极排水管,其管体上布有很多小孔,外裹渗滤膜,既作电极,又作排水通道和真空预压传递通道,其长度尺寸有A、B、C三类,分别埋深1~3米、5~7米、7~12米,且B类0~3米区间保持绝缘,C类0~7米区间保持绝缘,当深度小于6米时布设B类复合管组,当深度为5~7米时布设A、B两类复合管组,当深度为7~12米时布设A、B、C三类复合管组。
3.根据权利要求1所述的复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法所用的装置,其特征在于:带连接器的网状帽眼真空膜是由帽筒、网状真空膜和连接器构成,帽筒安放在网状真空膜的网眼上,形成网状帽眼真空膜,连接器放在帽筒内,它与帽筒膜内外管道连接并密封,网眼的间距根据工程需要设定。
4.根据权利要求1所述的复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法所用的装置,其特征在于:网状帽眼膜是由弹性帽筒和网状膜构成,弹性帽筒装在网状膜的网眼上,网眼的间距根据工程需要设定。
5.根据权利要求1所述的复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法所用的装置,其特征在于:开孔冗余膜是在复合管的位置预留一定面积的冗余,使此冗余部分裹住复合管上部外壁,箍以弹性箍圈,将膜与复合管外壁密封,再将膜位于复合管口上的位置开孔,使复合管伸出膜外。
6.一种复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法,包括电渗、真空降水和真空预压三项工作程序,其特征在于:用电渗、真空降水和真空预压复合作用替换单一的电渗作用或真空降水作用或真空预压作用,电渗、真空降水和真空预压三项工作程序并行实施或分项实施,本发明方法按如下步骤操作:
1)施工前的准备工作
①布设复合管:按膜的网眼位置布设复合管,当采用开孔冗余膜时按工程设计布设复合管,依据工程要求深度<6米时布设B类复合管组,5~7米时布设A、B两类复合管组,7~12米时布设A、B、C三类复合管组,
②布设真空膜下水平排水渗透层:布设沙挚层或高渗透性的塑料盲沟,采用沙垫层时,场地上成排布设软透水管或塑料排水板,外围可布设软集水管,根据需要布设1~3米深的塑料排水板,
③布设带连接器的网状帽眼真空膜,以下简称真空膜:整场地铺设真空膜,将连接器的下部与复合管的顶部连接,将连接器上部伸出帽筒外,帽筒与复合管外壁密封相连,挖密封沟,将真空膜的周边压在密封沟下,
或布设网状帽眼膜:整场地铺设网状帽眼膜,将帽筒外套在复合管上,使复合管伸出帽筒外,帽筒与复合管的外壁密封相连,挖密封沟,并将膜的周边压在密封沟下,
或布设开孔冗余膜,全场铺膜时,在每一复合管的位置预留一定面积的冗余,使此冗余部分裹住复合管上部外壁,箍以弹性箍圈,将膜与复合管外壁密封,再将膜位于复合管口上的位置开孔,使复合管伸出膜外,
④用真空预压管将真空预压帽眼与真空泵相连,并保证密封不漏气,
或在开孔冗余膜上临时开孔,用与真空泵相连的真空预压管伸入临时开孔,以弹性箍圈箍住膜与真空预压管外壁,保证密封不漏气,
⑤若工程需要则在被加固场区边界设置竖向密封墙,工程不需要则不设此步骤,
⑥布设膜上水平排水系统:在带连接器的网状帽眼真空膜上并排布设水平排水管,将水平排水管与伸出帽筒外的连接器密封相连,布设集水管,与水平排水管相连,
或在网状帽眼膜上并排布设水平排水管,将水平排水管与复合管密封相连,布设集水管,与水平排水管相连,
或在开孔冗余膜上并排布设水平排水管,将水平排水管与复合管密封相连,布设集水管,与水平排水管相连,
⑦连接膜上电渗通电线路,将B类或A、B两类或A、B、C三类复合管组的阴、阳极分别接外接电源,
2)先对A类复合管组进行真空抽水,没有A类复合管组时,本步不执行,
3)依次对B、C两类复合管组进行真空抽水,没有C类复合管组时,只针对B类复合管组,
4)依次对B、C两类复合管组进行电渗,同时进行真空抽水,没有C类复合管组时,只针对B类复合管组,
5)在步骤2)工作的同时实施膜下抽真空,进行正向真空预压,并维持其真空度≥80kPa水产,
6)B、C两类复合管组并行或分项进行电渗,当复合管排水效果不明显时,暂停真空抽水而继续进行电渗,或同时暂停电渗与真空抽水,
7)在2)~6)步骤中,穿插进行A类复合管组的电渗与真空排水,
8)在2)~7)交叉进行中,当出水量明显减少、且固结度达到85%时,一般估计20天~40天施工工期,复合电渗、真空降水和真空预压加固工作结束,
9)经过以上处理步骤的场地,再进行2~3轮低能量强夯,施工技术控制原则为:①先点夯后满夯,②先低能量强夯后较高能量强夯,逐渐从500kN·m加能到2000kN·m,③点夯的间距一般4~7m,呈梅花形布设,每点夯击数要尽量控制在3击以下,以最后二击贯入量小于100mm时结束第一遍低能量强夯,最后用低能量夯击将地基表面夯实,
10)经过上一轮继续处理之后,如果还需要进一步提高场地承载力,在平整之后的场地上铺设数层土工袋,上下层土袋之间的接缝相互错开,每个土袋四角与相邻土袋用扎线紧紧绑扎,每层土工袋铺设平整后,用振动机等设备压实,
11)经过第9)步骤处理之后的场地,可以采用进一步的地基处理措施,具体方法,包括而不局限于疏混泥土桩、疏水泥土桩等的变形性疏桩,以及包括而不局限于振冲碎石桩、振冲沙桩、振冲低水泥含量的淤泥土桩等的振冲挤密桩等。
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