CN102061691A - 采用排水桩管填充式处理地基的施工方法 - Google Patents

Abstract

采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，属于含水软土地基排水、固结施工技术领域。现有的含水软土地基的排水一次施工不能满足对地基所需的承载力要求较高的工程项目。本发明采用管壁带孔并包覆滤膜结构的排水桩管，在排水完成后，再向排水桩管内灌注填充材料，形成支撑和二次加固地基作用的套管桩，还可结合真空抽吸排水、堆载排水原理和施工方法，其优点在于使原本排水后无用的排水构件能在排水后直接作为二次加固地基作用的套管桩，大大增强了地基的承载力和稳定性，一物二用，省却了二次打桩的施工成本，缩短工期，简化施工工艺，尤为适合应用在对地基承载力要求高的工程项目中。

Description

采用排水桩管填充式处理地基的施工方法

【技术领域】

本发明涉及一种采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，属于含水软土地基排水、固结施工技术领域。

【背景技术】

高速公路、铁路、机场、电厂、堆场、港口、围垦、污水处理厂等工程中的常常遇到软土地基，其工程基础土质具有松软、含水量高、渗透率小、流量低、流泥土质、土颗粒小、粘性大、承载力低等特点，因而需要排出地基中的水份令地基固结，才能进行后续施工。现有的含水软土地基的排水施工一般采用真空排水板。实际施工过程中，将复数根带有排水槽并包覆有滤膜层的片状排水板竖向插入软土地基，再在排水板上方设置横向的真空管路，并铺放30-50公分厚沙土层完全覆盖需要排水的软土地基、排水板和横向真空管；然后在沙土层上铺放密封膜使下方的含水软土形成密封的空间；最后启动连接在真空管上的抽吸装置，令排水板外的压力大于排水板内的压力，利用沙土层的压力和真空抽吸装置形成压力差，使软土地基中的水份进入排水板并通过沙土颗粒间的缝隙以及真空管路形成的通道随被抽吸的空气排出软土地基。由于排水板只能使地基土层达到一定强度的排水固结的作用(固结强度一般能达到6-8吨/m2)，当工程项目对地基所需的承载力要求较高时(固结强度要求达到8-10吨/m2以上)，必须在软土地基排水后形成的初步固结地基土层上进行第二次施工，打设各种管桩进一步进行固结，或采用其它施工工艺进行再次加固处理，材料浪费，施工期长，施工工艺复杂，两次施工成本高。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的缺陷，提供一种利用埋入的排水桩管进行软土地基排水，在地基初步固结后利用桩管进行后续填充进一步加固地基的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法。为此，本发明采用如下技术方案：

采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于至少包括如下步骤：

第一步：地基表层清理；为后续铺设排水桩管提供施工方便。

第二步：给排水桩管安装带尖端底塞，也可以与清理地基同时进行，根据施工要求的深度和间距插入埋设排水桩管；可采用管壁带孔并包覆滤膜结构的排水桩管，这样地基中所含水分在地下自然侧压力的作用下渗透过滤膜层，积蓄在排水桩管内，便于排水，带尖端底塞便于管桩插入地基。

第三步：在排水桩管中放置抽水排水管；一般是将其下端伸入到排水桩管底部位置，便于抽出管桩内积蓄的地基含水，降低排水桩管内的水位，使土层中的水分自然渗透和蓄积到排水桩管内并连续排出地面，逐步减少土层中的水分，达到地基排水固结的作用。

第四步：连接每根抽水排水管至驳接管形成相互连通的管网，并将驳接管连接到地面上的抽水水泵；便于通过水泵、抽水排水管抽取多根排水桩管内的积水。

第五步：用抽水水泵对每根排水桩管内的积水进行连续抽水并排出地面；

第六步：检测固结强度和承载力；当地基固结强度达到预定标准时，停止水泵抽水排水。

第七步：拆除抽水排水管和驳接管；便于下一步施工，拆卸后的桩管、驳接管等还可再次利用，节约施工成本。

第八步：在每根排水桩管内灌注填充材料。较现有技术而言，无需废弃原有的排水构件，利用管桩内部中空的空间，填充砂子、砂砾、碎石、混凝土等建筑材料，形成支撑和二次加固地基作用的套管桩，避免插设桩管的二次施工，增强地基的承载力和稳定性。

对于上述技术方案的完善和补充，可以增加如下技术特征或其组合：

所述的排水桩管的管壁带孔并包覆滤膜。这样的结构便于蓄水排水。

所述的第一步、第二步之间有铺设横向排水垫层步骤。铺设砂砾、碎石、砂子等透水性较好的建材，可使地基含水在压力作用下渗透到表层的排水垫层，便于抽水排出，以进一步达到固结地基的作用。

所述的排水垫层中设置横向排水体。可通过排水体集中排水垫层中的水，进行抽水排水。

所述的第三步、第四步之间进行给排水桩管安装带真空管接头的封闭顶塞步骤，同时使抽水排水管上端穿过封闭顶塞。为了进一步提高抽水排水效率，还可结合真空抽吸原理进行高效排水，将排水桩管上端通过封闭顶塞进行局部封闭，便于后续抽吸管桩内形成真空。

所述的安装封闭顶塞步骤之后铺设真空管网：将真空管接头与真空管连接形成真空管网，真空管网与真空泵连接。

所述的第四步之后进行密封地基步骤：在地基上铺设复数层密封膜，将密封膜周缘埋入地基，并开启真空泵。通常设置三层密封膜，保障整块地基形成与大气隔离的真空空间，促进地基含水进入排水桩管并被抽吸排出。

所述的第四步之后进行铺设密封层步骤：在封闭顶塞上铺放复数层1-2平方米面积的密封膜，屏蔽每根排水桩管与外部大气的连通，然后开启真空泵。也可单独密封每根排水桩管，使埋设管桩的局部地基形成与大气隔离的真空空间，促进地基含水进入排水桩管并被抽吸排出。

所述的第八步之后在每根排水桩管顶部铺放预制的水泥桩帽。在排水完成后，地基已经达到固结强度要求，设置具有一定重量且直径远大于排水桩管的水泥桩帽，能令排水桩管均匀的承受后续堆载的土石方的压力。

所述的第八步之后在所述的地基上铺设土工材料层。通常为土工布、土工格栅等，便于后续堆载土石方。

所述的土工材料层上分级堆载土石方。可阻止排水桩管对地基继续进行排水，可以控制或减少对地基工后的压缩和沉降量。

本发明利用管壁带孔并包覆滤膜结构的排水桩管作为排水构件，既有利于排水，又使原本排水后的排水构件能在排水后直接作为二次加固地基作用的套管桩，一物二用，省却了二次打桩的施工成本，缩短工期，简化施工工艺，尤为适合应用在对地基承载力要求高的工程项目中。

【附图说明】

图1为采用本发明实施例的施工现场结构示意图之一；

图2为采用本发明实施例的施工现场结构示意图之二；

图3为本发明采用的排水桩管的一种实施例结构示意图。

图中：1、丝条，2、网孔，3、滤膜，4、底塞，5、封闭顶盖，51、抽水排水管接头，52、真空管接头，6、硬土地基，7、软土地基，8、横向排水垫层，9、堆载土石方，10、抽水排水管，11、排水桩管，12、密封膜，13、排气阀，14、驳接管，15、抽水水泵，16、水泥桩帽。

【具体实施方式】

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。

如图1、2所示，对于硬土地基6上的软土地基7的排水固结，本发明结合如下实施例进行具体说明：

实施例一，采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，包括如下步骤：

第一步，地基表层清理并铺设横向排水垫层8(砂砾、碎石、砂子等透水性较好的建材)；

第二步，采用管壁带孔并包覆滤膜的排水桩管，安装排水桩管的底塞4，根据工程要求的深度和间距插入埋设排水桩管11；

第三步，在每根排水桩管中插入放置空心的塑料抽水排水管10(最好插到排水桩管的底部位置)；

第四步，连接每根塑料抽水排水管至驳接管14形成相互连通的管网，并将驳接管连接到地面上的抽水水泵15；

第五步，用抽水水泵进行连续抽水和排水，将每根排水桩管内的积水排出地面，使土层中的水位逐步得到降低和减少水量，出现一定程度的压缩和沉降。

第六步，检测固结强度和承载力，地基土层经排水固结后是否达到一定的固结强度和承载力要求，如果达到即可停止抽水排水；

第七步，拆卸塑料抽水排水管10、驳接管14以及管路等辅助材料；

第八步，在每根排水桩管内灌注砂砾、砂子、碎石、混凝土等建筑材料，使地基土层进一步得到支撑和加固的作用；

第九步，在每根排水桩管顶部铺放预制的水泥桩帽16。

第十步，铺设土工布、土工格栅等土工材料；

第十一步，分级堆载土石方9。

实施例二，采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，包括如下步骤：

第一步，地基表层清理；

第二步，采用管壁带孔并包覆滤膜的排水桩管，安装排水桩管的底塞4，根据工程要求的深度和间距插入埋设排水桩管11；

第三步，在每根排水桩管中插入放置空心的塑料抽水排水管10(最好插到排水桩管的底部位置)；

第四步，连接每根塑料抽水排水管至驳接管14形成相互连通的管网，并将驳接管连接到地面上的抽水水泵15；

第五步，用抽水水泵进行连续抽水和排水，将每根排水桩管内的积水排出地面，使土层中的水位逐步得到降低和减少水量，出现一定程度的压缩和沉降。

第六步，检测固结强度和承载力，地基土层经排水固结后是否达到一定的固结强度和承载力要求，如果达到即可停止抽水排水；

第七步，拆卸塑料抽水排水管10、驳接管14以及管路等辅助材料；

第八步，在每根排水桩管内灌注砂砾、砂子、碎石、混凝土等建筑材料，使地基土层进一步得到支撑和加固的作用，在每根排水桩管顶部铺放预制的水泥桩帽16；

第九步，铺设土工布、土工格栅等土工材料；

第十步，分级堆载土石方。

实施例三，采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，包括如下步骤：

第一步，地基表层清理，铺设横向排水垫层8(砂砾、碎石、砂子等透水性较好的排水材料)，并在横向排水垫层中铺设塑料排水滤管；

第二步，采用管壁带孔并包覆滤膜的排水桩管，安装排水桩管底塞4，根据工程要求的深度和间距插入埋设排水桩管11；

第三步，在每根排水桩管中插入空心的抽水排水管10(最好插到排水桩管的底部位置)，安装排水桩管专用封闭顶塞5，抽水排水管口接头51和真空管口接头52组合成整体的专用封闭顶塞，顶塞的安装方式采用套装式连接，真空管接头连接横向排水垫层中铺设的塑料排水滤管并形成真空管网，与地面上的真空泵相连接，还可设置排气阀13，适时与大气连通，保证真空抽吸能够继续进行；

第四步，抽水排水管穿过顶塞接头并连接每根抽水排水管至驳接管14形成相连通的管网，并连接到地面上的抽水水泵15；

在整块施工区域的地基上覆盖三层密封膜12和土工布进行覆盖，整块密封膜的四边在整块施工区域的周边埋设到2米以下的土层中，用于屏蔽整块施工区域的地基土层与外部大气的连通；

第五步，同时开启真空泵和抽水水泵，抽水水泵抽水和排水每根排水桩管内的积水，并将水排出地面，真空泵抽吸真空管路对铺设的横向排水垫层(砂砾、碎石、砂子等透水性较好的排水材料)，或在横向排水垫层中铺设的排水桩管产生真空和吸力，铺设的横向排水垫层和横向排水桩管传递到每根插入地基的排水桩管内并产生真空和吸力，增强土层的排水和渗透速率，快速降低土层中的水位和水量，经排水和降低水位后使地基土层达到一定的固结强度和承载力；

第六步，检测固结强度和承载力，地基土层经排水固结后是否达到一定的固结强度和承载力要求，如果达到即可停止抽水排水；

第七步，拆卸排水桩管专用封闭顶塞5和抽水管路10、真空管路、驳接管14以及管路等辅助材料；

第八步，在每根排水桩管内灌注砂砾、砂子、碎石、混凝土等建筑材料，使地基土层进一步得到支撑和加固的作用；

第九步，铺设土工布、土工格栅等土工材料；

第十步，分级堆载土石方，对地基土层进行真空抽吸排水固结工艺的基础上，同时采用堆载预压、震动碾压、强夯等施工方法联合进行排水和降水，使地基得到快速固结，缩短工期。

实施例四，采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，包括如下步骤：

第一步，地基表层清理；

第二步，采用管壁带孔并包覆滤膜的排水桩管，安装排水桩管底塞4，根据工程要求的深度和间距插入埋设排水桩管11；

第三步，在每根排水桩管中插入空心的抽水排水管10(最好插到排水桩管的底部位置)，安装排水桩管专用封闭顶塞5，抽水排水管口接头51和真空管口接头52组合成整体的专用封闭顶塞，顶塞的安装方式采用套装式连接，真空管接头连接横向排水垫层中铺设的实壁真空管并形成真空管网，与地面上的真空泵相连接；

第四步，抽水排水管穿过顶塞接头并连接每根抽水排水管至驳接管14形成相连通的管网，并连接到地面上的抽水水泵15；

在每一个在封闭顶塞上铺放复数层1-2平方米面积的密封膜12，屏蔽每根排水桩管与外部大气的连通；

第五步，同时开启真空泵和抽水水泵，抽水水泵抽水和排水每根排水桩管内的积水，并将水排出地面，真空泵抽吸真空管路对铺设的横向排水垫层(砂砾、碎石、砂子等透水性较好的排水材料)，或在横向排水垫层中铺设的排水桩管产生真空和吸力，铺设的横向排水垫层和横向排水桩管传递到每根插入地基的排水桩管内并产生真空和吸力，增强土层的排水和渗透速率，快速降低土层中的水位和水量，经排水和降低水位后使地基土层达到一定的固结强度和承载力；

第六步，检测固结强度和承载力，地基土层经排水固结后是否达到一定的固结强度和承载力要求，如果达到即可停止抽水排水；

第七步，拆卸排水桩管专用封闭顶塞5和抽水管路10、真空管路、驳接管14以及管路等辅助材料；

第八步，在每根排水桩管内灌注砂砾、砂子、碎石、混凝土等建筑材料，使地基土层进一步得到支撑和加固的作用，在每根排水桩管顶部铺放预制的水泥桩帽16；

第九步，铺设土工布、土工格栅等土工材料；

第十步，分级堆载土石方，对地基土层进行真空抽吸排水固结工艺的基础上，同时采用堆载预压、震动碾压、强夯等施工方法联合进行排水和降水，使地基得到快速固结，缩短工期。

如图3所示，本发明可采用这样结构的排水桩管，包括丝条1交叉编织形成带有网孔2的网状管。丝条可利用塑料、钢丝喷塑、喷漆等材料制成，横截面可呈方形、矩形、圆形等形状。丝条交叉处通过化学胶粘接或热熔粘接固定，网状管外包覆有无纺布制成的滤膜3，网状管两端分别设有带有尖端并与网状管密封连接的尖端底盖4和带有抽水排水管接头51、真空管接头52的封闭顶盖5。端盖可根据实际需要进行两端相同或不同等多种方式组合设置，以防止泥土进入桩管内。无纺布与网状管之间也可以局部或整体胶粘连接固定，防止无纺布滤膜移位或滤膜搭界处脱开。

以上附图1-3及实施例已经体现出本发明的突出的实质性特点和显著的进步，根据实际的使用需要，对排水桩管进行材质、规格以及形状等方面的修改以及对施工方法的步骤进行增删、重新排序，均在本发明的范畴内，不限于本说明书的列举的内容，在此不多赘述。

Claims (10)

1.采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于至少包括如下步骤：

第一步：地基表层清理；

第二步：给排水桩管(11)安装带尖端底塞(4)，根据施工要求的深度和间距插入埋设排水桩管(11)；

第三步：在排水桩管中放置抽水排水管(10)；

第四步：连接每根抽水排水管(10)至驳接管(14)形成相互连通的管网，并将驳接管连接到地面上的抽水水泵(15)；

第五步：用抽水水泵对每根排水桩管内的积水进行连续抽水并排出地面；

第六步：检测固结强度和承载力；

第七步：拆除抽水排水管(10)和驳接管(14)；

第八步：在每根排水桩管内灌注填充材料。

2.根据权利要求1所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的排水桩管的管壁带孔并包覆滤膜。

3.根据权利要求1所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的第一步、第二步之间有铺设横向排水垫层(8)步骤，所述的排水垫层中设置横向排水体。

4.根据权利要求1或2或3所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的第三步、第四步之间进行给排水桩管安装带真空管接头(52)的封闭顶塞(5)步骤，同时使抽水排水管上端穿过封闭顶塞。

5.根据权利要求4所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的安装封闭顶塞步骤之后铺设真空管网：将真空管接头与真空管连接形成真空管网，真空管网与真空泵连接。

6.根据权利要求5所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的第四步之后进行密封地基步骤：在地基上铺设复数层密封膜(12)，将密封膜周缘埋入地基，并开启真空泵。

7.根据权利要求5所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的第四步之后进行铺设密封层步骤：在封闭顶塞上铺放复数层1-2平方米面积的密封膜(12)，屏蔽每根排水桩管与外部大气的连通，然后开启真空泵。

8.根据权利要求4所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的第八步之后在每根排水桩管顶部铺放预制的水泥桩帽(16)。

9.根据权利要求1或2或3所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的第八步之后在所述的地基上铺设土工材料层。

10.根据权利要求9所述的采用排水桩管填充式处理地基的施工方法，其特征在于所述的土工材料层上分级堆载土石方(9)。

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