CN104005401A - 一种真空预压固结排水通道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空预压固结排水通道，包括一根或一根以上的上部排水管道(1)和一根下部排水管道(2)，相邻的上部排水管道(1)之间及上部排水管道(1)与下部排水管道(2)之间相互密封连接，所述的下部排水管道上开设有用于抽水的孔洞。本发明提供的排水通道，用在真空预压固结排水施工中，能够保证排水通道不发生较大的水平弯曲变形，使排水固结能顺利、有效地进行。

Description

一种真空预压固结排水通道

所属技术领域

本发明属于真空预压固结排水技术领域，涉及一种真空预压固结排水设施。

背景技术

真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道(排水板)，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，此时淤泥质软土中的孔隙水因产生的压差而渗流，水会从排水管道中排出，由于土体的含水量下降，地基的有效应力也就随之增加，淤泥质土体会发生固结。

目前，常规的排水板是由塑料芯板和滤膜外套组成。在常规的真空预压固结排水施工过程中应用此常规排水板虽然能取得较好的固结排水效果，但经过诸多试验研究和工程实践，我们发现高含水量软土地基进行常规真空预压固结排水过程中软土的水平位移很大，很容易造成排水板的横向水平弯曲变形，如纪玉诚等通过室内模型试验发现，吹填土的大变形使排水板发生扭曲变形甚至折断。这种变形极易导致排水板透水通道堵死，进而导致固结排水的失败。排水板一旦发生扭曲变形和折断就不能再次利用，造成材料的浪费。王波等对深圳前湾地基处理工程结束后的塑料排水板排水性能进行了较全面的研究，发现工后排水板的弯折变形导致纵向通水量可降低至原来的54.4％，说明排水板的通水性能亦会在抽真空过程中降低。同时，在常规真空预压固结排水施工过程中，由于排水板的负压值随竖向排水深度迅速下降，最下层土体的固结排水效果并不是很理想。

发明内容

为了解决常规的真空预压固结排水施工过程中出现的排水板弯曲变形问题和负压值随深度迅速下降的问题，本发明提供一种真空预压固结排水通道。本发明提供的排水通道，用在真空预压固结排水施工中，能够保证排水通道不发生较大的水平弯曲变形，使排水固结能顺利、有效地进行。本发明的技术方案如下：

一种真空预压固结排水通道，包括一根以上的上部排水管道(1)和一根下部排水管道(2)，相邻的上部排水管道(1)之间及上部排水管道(1)与下部排水管道(2)之间相互密封连接，所述的下部排水管道上开设有用于抽水的孔洞。

作为优选实施方式，在下部排水管道(2)的下端固定连接有管靴(4)，所述的管靴(4)的前端是尖的；所述的各个排水管道均为铁管，在下部排水管道(2)的外部套有无纺土工织布(3)，在无纺土工织布(3)的外层包裹有铁丝网(5)，以防在施工过程中脱落。

本发明对现有的真空预压排水设施进行改进，采用铁质的大刚度圆管作为排水的通道，但它只传递负压，不进行淤泥的排水。施工时，淤泥中的水由最下部的那一根排水圆管进入整个纵向排水通道，并由此排水通道排出土体表面，能够保证排水通道不发生较大的水平弯曲变形，使排水固结能顺利、有效地进行；同时，作为排水通道的硬质材料保证了下层土体排水所需的较大负压，能加快排水速率，保证工程进度，具有简单易行的特点。铁质的纵向排水通道可以循环利用，避免不必要的浪费。

附图说明

图1是本发明的纵向排水通道的整体结构图。

图2是上部纵向排水通道单根管道的三维局部示意图。

图3是采用液压千斤顶上拔排水通道的示意图。

图中标号说明：1单根排水管道；2排水圆管；3无纺土工织布；4管靴；5外包铁丝网；6丝扣连接处加橡胶垫；7丝扣；8橡胶圈；9液压千斤顶；10液压千斤顶；11第一铁板(底板)；12第二铁板(顶板)；13砂垫层；14淤泥；15第三铁板(顶板)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行说明。

本发明对现有的真空预压排水技术进行改进，采用铁质的大刚度圆管作为排水的通道，但它只传递负压，不进行淤泥的排水。淤泥中的水由最下部的那一根排水圆管进入整个纵向排水通道，并由此排水通道排出土体表面。施工时，先进行最底部一层淤泥的排水固结(每层淤泥为2米)，待固结完成，上拔此排水通道，进行上层淤泥的排水固结，直至所有层淤泥完成排水固结为止。

参见图1、图2。本发明采用的真空预压固结纵向排水通道，由多根排水管道1和一根排水圆管2组成，排水管道1内径为8.5cm，外径为9cm，厚度为2.5mm。排水管道1上没有孔洞，在淤泥质土中不能进行抽水，只能传递负压。每两根排水管道1用丝扣7连接，丝扣7处都需加橡胶圈。最下部为排水圆管2，其内径为8cm，外径为8.5cm；最下部的排水圆管2与上部的排水管道1亦采用丝扣7连接。排水圆管2的制作流程为：取厚度为2.5mm内径为8cm外径为8.5cm的铁质圆管，其上打孔，孔洞直径为3mm。外套无纺土工织布3，土工织布3的外层用铁丝网5包裹严实，以防在施工过程中脱落。取单根排水管道1截取上部20cm，将此圆管插入到20cm的排水管道内10cm，进行焊接，此时形成了上部有丝扣下部可进行抽水的特殊圆管。

每根排水管道1长度为2m，每两根排水管道1之间的连接为丝扣连接7，每根上部为外丝扣，下部为内丝扣，并保证任意两根排水管道可以连接，在连接处每根排水管道1上部需加设一橡胶套圈6，此橡胶套圈6的作用是保证连接的可靠性，并保证连接处不漏气、在上拔过程中丝扣连接不出现松弛。参见图3，施工方法如下：

(1)在现场淤泥层上铺设垫层，方便工人施工，再上铺薄膜，薄膜根据排水通道的间距要求进行开洞的同时，在场外制作本技术方案要用到的排水通道，该排水通道上部不透水大刚度圆形管道1和下部铁质排水圆管2组成。

(2)上部不透水大刚度圆形管道1起到传递负压和抵抗水平剪力的作用，它是分段的，每段为2米，各段连接为丝扣连接。

(3)将上部第一段不透水大刚度圆形管道1和下部铁质排水圆管2连接好后安装管靴4，管靴与下部排水管道(2)紧密牢固连接，竖向插入薄膜开洞处至方便连接下一根管道的高度，确保排水通道竖直，然后连接管道1。管靴有两个作用：1，它是尖的，在下插排水通道的时候比较容易插入淤泥中；2它与下部排水管道(2)是密闭牢固连接的，在抽真空和上拔过程中保证淤泥不会从管的底面吸入排水通道。

(4)每根管道1连接处要加一个橡胶垫6，这样可以防止管道连接处的漏气。

(5)再继续插管，直到达到设计要求深度。

(6)之后连接管道与滤水管，使用真空泵加负压进行排水。

采取这样的方案既可以保证排水板内保持较大的负压(由于上部不透水圆管1刚度较大，管道内的负压值并没有像常规排水板那样在排水的过程中随深度而衰减，所以这样就解决了常规真空预压排水法在施工过程中出现的负压随排水深度的增加迅速下降的问题)，又可以保证在排水过程中淤泥产生的水平位移不会使排水通道产生较大的水平弯曲变形。

在施工的过程中，先进行下部2米淤泥土的排水，到一定的时间后固结已经基本完成。这时，真空泵停止抽真空，卸下纵向排水管道与滤水管的连接，向上拔管2米，松开丝扣卸掉拔出的那根排水管道1，再次连接排水管道与滤水管并进行下一阶段上一土层的排水固结，再到一定的天数重复以上步骤，从而完成软土地基的排水固结工作。

为了解决上拔排水通道时有可能引起的淤泥上涌的问题，在薄膜开洞处的上部放上半径为50cm厚度为1cm的铁板15，将两组液压千斤顶9，10放在铁板15上，两个液压千斤顶9，10分布在排水通道的两侧。然后，取上拔过程使用的铁板11，12，此铁板厚度为1cm，其特殊之处在于内嵌橡胶圈8，用千斤顶顶住此铁板，在千斤顶上顶过程中，该铁板会形成一定的夹角，此时橡胶圈8发挥作用，橡胶圈8会与排水管道形成摩擦力，利用此摩擦力来实现排水管道的上拔。注意左右两组千斤顶需协调上顶，以防排水通道倾斜，然后通过千斤顶来完成排水通道的上拔施工工艺。

以上说明以2米为例，实际应用中可以做成1米一段，或每段长度在实际工程中按需选择。

Claims (3)

1.一种真空预压固结排水通道，包括一根或一根以上的上部排水管道(1)和一根下部排水管道(2)，相邻的上部排水管道(1)之间及上部排水管道(1)与下部排水管道(2)之间相互密封连接，所述的下部排水管道上开设有用于抽水的孔洞。

2.根据权利要求1所述的真空预压固结排水施工方法，其特征在于，在下部排水管道(2)的下端固定连接有管靴(4)，所述的管靴(4)的前端是尖的。

3.根据权利要求1所述的排水通道，其特征在于，所述的各个排水管道均为铁管，在下部排水管道(2)的外部套有无纺土工织布(3)，在无纺土工织布(3)的外层包裹有铁丝网(5)，以防在施工过程中脱落。