CN104264656B - 真空预压向下排水加固软土地基法 - Google Patents

真空预压向下排水加固软土地基法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种真空预压向下排水加固软土地基法，先对待吹填的区域进行整平、清渣，在软土地基上铺设水平排水通道，以形成第一水平排水层；于第一水平排水层上安置抽排水装置，并采用第一密封膜对第一水平排水层进行密封处理；在第一密封膜上打设竖向排水板，之后对待吹填的区域分别先后进行围堰、及吹填作业至设计高程；待吹填作业结束后，在吹填土表面再铺设水平排水通道，以形成第二水平排水层，该第二水平排水层与抽真空装置相连接；采用第二密封膜对第二水平排水层进行密封处理；同时启动抽排水装置与抽真空装置，直至达到设计要求。本发明能够显著提高真空预压过程中竖向排水板中有效真空压力，最终使整个吹填土地基的加固效果显著提高。

Description

真空预压向下排水加固软土地基法
【技术领域】
本发明涉及一种软土地基处理方法，具体涉及一种真空预压向下排水加固软土地基法。
【背景技术】
改革开放以来我国经济快速发展，各地土木工程建设如火如荼。由于土地资源越发匮乏，大量的工程建设不得不向沿海、沿江、沿河吹填土、淤泥土及软粘土等软土地区发展。这些地区地基往往很难满足现代土木工程建设的要求，需要对天然软土地基、人工软土地基进行适当处理。为适应不同地基处理要求的需要，今年来我国发展了多种地基处理方法，如真空预压法、深层搅拌法、振冲密实法、冻结法、砼芯砂石桩法等。
真空预压法是处理吹填土、淤泥土、软粘土地基最有效的方法之一，目前广泛应用于高速公路、港口码头、围海造陆等地基加固处理工程中。然而，真空预压法加固软基的最终效果仍不令人满意，目前真空预压加固软土地基技术中，随着真空预压的进行，软基深处排水板中的有效真空压力往往会出现不足的情况，软土地基产生较大沉降时导致排水板发生较大的变形，甚至有时出现排水板弯折的现象，进而导致膜下真空荷载无法传递至深层软土，最终影响整个吹填土地基的加固效果。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种真空预压向下排水加固软土地基法，能够显著提高真空预压过程中竖向排水板中有效真空压力，最终使整个吹填土地基的加固效果显著提高。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种真空预压向下排水加固软土地基法，具体包括如下操作步骤：
(1)对待吹填的区域进行整平、清渣，接着在软土地基上铺设水平排水通道，以形成位于软土地基与吹填土之间的第一水平排水层；
(2)于所述第一水平排水层上安置抽排水装置，用以将第一水平排水层中的水抽出加固区外；
(3)采用第一密封膜对第一水平排水层进行密封处理，以形成密封系统；
(4)在第一密封膜上打设复数个间隔设置并符合设计间距、设计高程的竖向排水板，且每所述竖向排水板的首端部均伸至第一水平排水层内；
(5)之后对待吹填的区域分别先后进行围堰、及吹填作业至设计高程；
(6)待吹填作业结束后，在吹填土表面再铺设水平排水通道，以形成位于吹填土之上的第二水平排水层，该第二水平排水层与抽真空装置相连接，且每所述竖向排水板的尾端部均伸至第二水平排水层内；
(7)采用第二密封膜对第二水平排水层进行密封处理，以避免外界大气进入第二密封膜内而造成的真空度损失；
(8)同时启动抽排水装置与抽真空装置，直至达到设计要求时即可关闭。
进一步地，所述抽排水装置为井点降水装置。
进一步地，所述抽排水装置包括导水管和安置于第一水平排水层内的喷射器，所述喷射器均与导水管连接，且该导水管连通至加固区外。
进一步地，在所述第一密封膜上打设竖向排水板时对打设位置进行再次密封处理。
本发明真空预压向下排水加固软土地基法的有益效果在于：
不仅施工操作简单易行，且能够显著提高真空预压过程中竖向排水板内的有效真空压力，从而提高竖向排水板之间软软土的有效真空压力，尤其是深层软土的有效真空压力，同时本发明能够避免在软土地基产生较大沉降时导致的竖向排水板发生较大的变形、甚至有时出现排水板弯折的现象，进而使整个吹填土地基的加固效果显著提高。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明真空预压向下排水加固软土地基的剖视图。
【具体实施方式】
请参阅图1(图中lAB为初始地下水位)，本发明真空预压向下排水加固软土地基法，其具体包括如下操作步骤：
(1)对待吹填的区域进行整平、清渣，接着在软土地基1上铺设水平排水通道，以形成位于软土地基与吹填土之间的第一水平排水层21；
(2)于所述第一水平排水层21上安置抽排水装置3，用以将第一水平排水层21中的水抽出加固区外；
(3)采用第一密封膜41对第一水平排水层21进行密封处理，以形成密封系统，从而阻止后期吹填作业时吹填土进入第一水平排水层21，进而避免了第一水平排水层21因吹填土的进入而造成的淤堵；
(4)在第一密封膜41上打设复数个间隔设置并符合设计间距、设计高程的竖向排水板5，且每所述竖向排水板5的首端部51均伸至第一水平排水层21内，即竖向排水板5的首端部51与第一水平排水层21连通；
(5)之后对待吹填的区域分别先后进行围堰、及吹填作业至设计高程；
(6)待吹填作业结束后，在吹填土6表面再铺设水平排水通道，以形成位于吹填土6之上的第二水平排水层22，该第二水平排水层22与抽真空装置7相连接，且每所述竖向排水板5的尾端部52均伸至第二水平排水层22内，即竖向排水板5的尾端部52与第二排水层22连通；
(7)采用第二密封膜42对第二水平排水层22进行密封处理，以避免外界大气进入第二密封膜42内而造成第二密封膜42下真空度的损失；
(8)同时启动抽排水装置3与抽真空装置7，在抽排水装置3与抽真空装置7的共同作用下，第二水平排水层22内的孔隙水经由竖向排水板5的尾端部52进入竖向排水板内，且吹填土6土壤中的孔隙水也渗入竖向排水板5内，之后竖向排水板5内的孔隙水向下渗流，最后进入第一水平排水层21并经由抽排水装置3排至加固区外，如此能够显著提高竖向排水板5内的有效真空压力；换而言之，本发明与传统真空预压法不同的是，其同时启动抽排水装置3与抽真空装置7后，竖向排水板5内孔隙水自上而下渗流的；当加固软基效果达到设计的要求时，则可关闭抽排水装置3与抽真空装置7。
其中，竖向排水板5可采用网线、钢管等措施架起(未图示)；抽排水装置可采用土木工程中较为常用的井点降水装置；且抽排水装置3的具体结构为：其包括导水管31和安置于第一水平排水层21内的喷射器(未图示)，所述喷射器均与导水管31连接，且该导水管31连通至加固区外；因为在第一密封膜41上打设竖向排水板5时，往往会影响第一密封膜41的密封性，因此，在打设竖向排水板时需对打设位置进行再次密封处理。
本发明的原理：同时启动抽排水装置3与抽真空装置7，在真空压力的作用下，土中孔隙水(包括第二水平排水层22内的孔隙水、吹填土6土壤中的孔隙水)排出，超静孔隙水压力消散，土中有效应力增加，从而达到加固软土地基的目的，这就是真空预压法加固软土地基的机理。需要说明的是，因为软土地基主要是在竖向排水板5内有效真空压力的作用下排水固结的，所以提高真空预压的加固效果关键在于竖向排水板5内的有效真空压力。
实际上，土中孔隙水是在能量局部不平衡的作用下发生的渗流，本发明基于最小作用量原理及能量方程(伯努利方程)，设计了上述可以显著提高排水板中的有效真空压力的方法，增加竖向排水板与四周土体的能量局部不平衡程度。
综上，本发明不仅施工操作简单易行，且能够显著提高真空预压过程中竖向排水板中的有效真空压力，同时能够避免在软土地基产生较大沉降时导致的竖向排水板发生较大的变形、甚至有时出现排水板弯折的现象，进而使整个吹填土地基的加固效果显著提高。

Claims (2)

1.一种真空预压向下排水加固软土地基法，其特征在于：具体包括如下操作步骤：
(1)对待吹填的区域进行整平、清渣，接着在软土地基上铺设水平排水通道，以形成位于软土地基与吹填土之间的第一水平排水层；
(2)于所述第一水平排水层上安置抽排水装置，用以将第一水平排水层中的水抽出加固区外；
(3)采用第一密封膜对第一水平排水层进行密封处理，以形成密封系统；
(4)在第一密封膜上打设复数个间隔设置并符合设计间距、设计高程的竖向排水板，且每所述竖向排水板的首端部均伸至第一水平排水层内；且在所述第一密封膜上打设竖向排水板时对打设位置进行再次密封处理；
(5)之后对待吹填的区域分别先后进行围堰、及吹填作业至设计高程；
(6)待吹填作业结束后，在吹填土表面再铺设水平排水通道，以形成位于吹填土之上的第二水平排水层，该第二水平排水层与抽真空装置相连接，且每所述竖向排水板的尾端部均伸至第二水平排水层内；
(7)采用第二密封膜对第二水平排水层进行密封处理，以避免外界大气进入第二密封膜内而造成的真空度损失；
(8)同时启动抽排水装置与抽真空装置，直至达到设计要求时即可关闭；
其中，所述抽排水装置包括导水管和安置于第一水平排水层内的喷射器，所述喷射器均与导水管连接，且该导水管连通至加固区外。
2.根据权利要求1所述的真空预压向下排水加固软土地基法，其特征在于：所述抽排水装置为井点降水装置。
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