CN102733371B - 一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法,该技术包括以下内容:打设的竖向塑料排水板包括插入土体部分与平贴土面两部分,土体表面的排水系统由平贴土面段塑料排水板、密封接头、不透气的密封水管,不透气的密封主管组成,进而在完成土工膜密封后与抽真空设备相连进行密闭直抽,当针对需要采用长短板联合应用进行预处理垫层施工的真空预压地基处理项目时,短板施工完成预处理垫层施工后,在打设长板进行深层地基处理时,对长板插入土体部分的浅层土体段滤布进行表面密封处理或直接用密封水管代替,将竖向塑料排水板长板变为中间段不透气的三段式进行分段直抽。利用该技术将提高真空度传递效果,兼顾表层土体硬壳层的形成与深层土体强度的提高,实现施工的快速、高效与节能。

Description

一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法,主要适用于软土、超软土地基或污泥的排水处理,属于岩土工程领域。
背景技术
[0002]自从上世纪八十年代真空预压技术的提出与应用,经过不断的改进与发展,真空预压技术已成为软土地基处理最为有效的方法之一。在本发明之前,已产生了无砂垫层技术、直排式真空预压技术、增压真空预压技术、长短板联合真空预压技术等工法,为真空预压技术的大规模工程应用奠定了基础。
[0003] 真空预压加固软土地基的作用效果体现在土工密封膜膜下真空度的提高与竖向塑料排水板中真空度的提高两个方面。土体在膜下真空度的作用下,类似于受到堆载预压提供的一个竖向作用压力,将土体中的水沿竖向排水体及土体孔隙压出;土体在竖向塑料排水板中的真空度作用下,类似插入水井中的抽水管,将竖向塑料排水板沿程周边土体中的水通过传递真空度的方法吸入排水板并沿排水路径排出。但现有真空预压技术中插入土体的竖向塑料排水板与土体表面上铺设的滤管采用绑扎的方式连接进而组成横向排水系统,抽真空过程中膜下真空度可以很快提高到一定高度,有利用真空预压硬壳层的形成,但由于横向排水系统与竖向排水体连接的非密闭性将导致真空度向竖向塑料排水板中传递的低效,导致竖向塑料排水板中真空度低,进而造成深层土体中的水难以排出,直接造成真空预压处理深度有限、深层土体无法处理。专利CN1667203A中介绍了一种用于地基处理的轻筒、轻筒复合地基及轻筒复合地基法,文中描述了其作为复合地基处理方法进行多种施工操作加固地基的过程,其中提到了利用轻筒真空联合堆载预压复合地基法,在堆载预压复合地基的基础上增加抽真空措施,但其抽水气部分与真空预压法存在巨大差异,在现实工程中其抽水气的作用也难以实现,其加固效果得以实现的核心实际上来自其复合地基的功效。专利中描述了其通过深埋土下的轻筒抽水气,而不需对土体进行表面密封,专利中也描述了由于轻筒内的排水通道畅通无阻,通过将轻筒与水平排水支管相连,对深埋土中的轻简直接抽水气以达到真空度传递快、影响深度大等效果。但该种轻筒的构造在排水固结方面更类似于井点降水法中加粗了的井点管,其内外层的构造形式与巨大的筒径无法满足在抽真空过程中在空心轻筒中形成巨大的真空度,也就产生不了足够的“吸力”抽取水气。该方法在本质上与真空预压法中袋装沙井存在一定的区别,与真空预压法普遍采用的塑料排水板作为竖向排水体则差异更大,虽具备了竖向排水体中一定的密闭性,但工程实际中抽真空部分难以实现,实现不了真空预压排水的作用,不属于真空预压法。轻筒表层排水孔无滤膜反滤易于淤堵,且该轻筒的构造形式在深层土体中的打设密闭也存在一定难度,不适于高含水率软粘土的排水固结。
[0004] 当针对需要采用长短板联合应用进行预处理垫层施工的真空预压地基处理项目时,现有真空预压技术利用首先插设短板的方法实现浅层土体的加固处理以形成硬壳层进而满足机械进场的承载力要求,之后再打设长板对深层土体进行加固。上述打设的长板在事先打设的短板高度范围内仍然对浅层土体进行了真空加固(真空度向浅层土体传递从而造成真空度损耗),但浅层土体事先已通过短板加固达到了处理要求,且由于后续基础承台的施工,部分高度的浅层土体还将会被挖除,这就造成了长板施工过程中的巨大浪费。如果能将长板中短板高度范围内的沿程真空度传递到深层土体而不是浪费在浅层土体,不仅将节约大量能源也将提高深层土体的处理效果。
[0005] 针对直排式真空预压法、采用密封接头与不透气密封钢丝水管连接的密闭直抽式真空预压法、土中塑料排水板浅层段采用密封钢丝水管代替的分段密闭直抽式真空预压法所开展的三组室内模型试验证明了上述论述。试验结果显示,三种方法膜下真空度均可以达到80〜85kPa,但直排式真空预压法塑料排水板底部真空度只有lOkPa,并逐渐衰减;采用密封接头与不透气密封钢丝水管连接的密闭直抽式真空预压法的塑料排水板底部真空度可以达到25kPa,衰减较慢;土中塑料排水板浅层段采用密封钢丝水管代替的分段密闭直抽式真空预压法,其塑料排水板底部真空度接近40kPa,底部真空度较高且衰减后仍可维持在25〜30kPa。
发明内容
[0006] 本发明的目的就在于克服上述缺陷,实现一种密闭直抽分段式的真空预压处理方法,达到将真空度高效传递至深层土体的目的,起到有效处理深层土体的作用。
[0007] 本发明的技术方案是:
[0008] 本方法涉及一种密闭直抽分段式真空预压方法,该方法克服了常规真空预压中膜下真空度高但竖向塑料排水板中真空度传递效率低的问题;在长短板联合应用的真空预压地基处理中,该方法克服了长板在浅层土体内的真空度损失,有利于深层土体的加固处理。
[0009] 本方法实施步骤包括以下内容:在需要处理的地基上铺设第一道土工织物;打设竖向塑料排水板(根据工程方案确定是否进行分段处理);布置横向密闭排水系统;铺设第二道土工织物;铺设土工膜密封;连接抽真空设备。
[0010] 打设的竖向塑料排水板包括插入土体段与平贴土面段两部分。土体表面的横向排水系统由平贴土面的塑料排水板、密封接头、不透气的密封水管,不透气的密封主管组成。将平贴土面的塑料排水板通过密封接头直接连接到不透气的密封水管,再将各密封水管连接到不透气的密封主管以形成横向密闭排水系统,最后在完成土工膜密封后将密封主管连接到抽真空设备进行密闭直抽。
[0011] 密封接头采用ZL200620068366.3中提到的手形接头或直接通过手形四通等与密封水管相连,不透气的密封水管与密封主管则采用耐压的钢丝水管。
[0012] 针对长短板联合应用的真空预压地基处理,对长板插入土体部分的浅层土体段滤布进行表面密封处理或直接用密封水管代替,将竖向塑料排水板长板变为中间段不透气的三段式进行分段直抽。长板局部段滤布密封处理,可采用现场速凝胶水涂抹粘贴法、工厂预制分段塑料排水板法或采用两端连有密封接头的不透气密封水管代替法。
[0013] 现场速凝胶水涂抹粘贴法是在打设塑料排水板长板过程中事先计算好长板中插入浅层土体的部分,对排水板滤布表面涂抹速凝密封胶或粘贴条形土工膜密封,之后再将密封段打入土体。工厂预制分段塑料排水板法是由工厂根据工程实际方案通过采用透水滤布与土工膜相结合的方式进行分段排水板的工厂压制。采用两端连有密封接头的不透气密封水管代替法,则是将竖向塑料排水板通过两端连有密封接头的不透气密封水管分为三段,将密封水管段布设在浅层土体,待工程处理完毕之后,将密封水管拔出以重复利用。
附图说明
[0014] 图1--本发明整体构造不意图。
[0015] 图2——本发明横向密闭排水系统示意图。
[0016] 图3a—一本发明竖向塑料排水板分段构造示意图。
[0017] 图3b—一本发明长板浅层土体密封段速凝胶水涂抹粘贴法示意图。
[0018] 图3c—一本发明长板浅层土体密封段不透气密封水管代替法示意图。
[0019] 图中:1、抽真空设备,2、土工膜密封系统,3、不透气密封钢丝水管,4、塑料排水板短板,5、塑料排水板长板(a.长板平贴土面段,b.长板浅层土体密封段,c.长板深层土体段),6、密封接头,7、三通接头,8、不透气密封钢丝主管。
具体实施方式
[0020] 如图1、图2、图3所示,本发明施工过程描述如下:先在需要处理的土体表面铺设第一层土工织物,之后打设塑料排水板,打设塑料排水板时根据具体施工方案确定是否进行长短板的联合作用。
[0021]当采用长短板联合作用时,先行打设塑料排水板短板4,并将排水板通过密封接头6与不透气的密封钢丝水管3连接,再将不透气的密封钢丝水管3通过三通接头7与不透气密封钢丝主管8相连。之后布置土工膜密封系统2 (包括第二层土工织物与土工膜),最后将横向密闭排水系统与抽真空设备I相连进行开泵抽气。
[0022] 待浅层土体经过处理达到一定强度后,移除密闭系统与排水系统,打设塑料排水板长板5 (采用现场速凝胶水涂抹粘贴法、工厂预制分段塑料排水板法或采用两端连有密封接头的不透气密封水管代替法对长板插入浅层土体密封段5b进行密封处理),将长板密封段5b插入浅层土体、长板深层土体段5c插入深层土体,将长板平贴土面段5a通过密封接头6与不透气的密封钢丝水管3连接,再将不透气的密封钢丝水管3通过三通接头7与不透气密封钢丝主管8相连。之后布置土工膜密封系统2,最后将横向密闭排水系统与抽真空设备I相连进行开泵抽气。待处理完毕后,移除密闭系统与排水系统,当采用两端连有密封接头的不透气密封水管代替法对长板浅层土体密封段进行密封处理时,处理完后拔出不透气密封钢丝水管以重复利用。
[0023] 本发明的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。

Claims (3)

1.一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法,其特征在于:真空预压法施工中,将插入土体的竖向塑料排水板,通过密封接头直接连接到不透气的密封水管,再将各密封水管连接到不透气的密封主管以形成密闭的真空排水系统,进而通过覆盖土工织物与土工膜完成真空系统密封后将密封主管与抽真空设备相连进行密闭直抽;所述真空预压地基处理包括采用长短板联合应用进行预处理垫层施工,短板施工完成预处理垫层施工后,在打设长板进行深层地基处理时,将长板的浅层土体段滤布表面进行密封处理或直接用不透气的密封水管代替,将竖向塑料排水板长板变为中间段不透气的三段式进行分段直抽,防止真空度在浅层土体段的重复消耗,增大真空度的深层传递效率;采用手形接头与手形四通的密封接头与密封水管相连,不透气的密封水管与密封主管采用耐压的钢丝水管。
2.根据权利要求1所述的一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法,其特征在于针对长短板联合应用的真空预压地基处理中的长板浅层土体段滤布密封处理,采用现场速凝胶水涂抹粘贴法、工厂预制分段塑料排水板法或采用两端连有密封接头的不透气密封水管代替法。
3.根据权利要求1所述的一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法,其特征在于塑料排水板滤布孔径根据实际土体颗粒分布情况的不同在40 μπι-320 μπι范围内进行选择,避免因滤布孔径过小而造成的淤堵问题。
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