CN105113484B - 用于检测真空预压过程中加固效果的出膜结构及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于检测真空预压过程中加固效果的出膜结构及检测方法。所述检测方法是：首先准备直径不小于90mm、长度不小于1300mm的出膜管，在排水砂垫层铺设好，将出膜管埋入到待加固软土层内，然后依次铺设开有出膜孔的下层土工布和真空膜，在出膜孔的边缘预留向上翻起的卷边，并将卷边通过PVC胶和弹性扎绳于出膜管密封固定，然后进行真空预压，在真空预压一段时间后，将原位检测装置的检测探杆通过出膜管的上管口插入待加固软土层内进行原位检测，检测完成之后，对出膜管的管口进行二次密封。本发明既能满足了膜下真空度稳定，连续加载预压的要求，又能满足了真空预压或真空联合堆载预压过程中检测软土加固效果的要求。

Description

用于检测真空预压过程中加固效果的出膜结构及检测方法

技术领域

本发明涉及真空预压或真空联合堆载预压加固软土地基处理技术领域，具体地说是一种用于检测真空预压过程中加固效果的出膜结构及检测方法。

背景技术

目前，我国沿海地区和内陆平原或山区都广泛的分布着各种软土地层。软土地层的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差，由于其强度低，地基承载力和稳定性往往不能满足工程需要，在软土地基上的场地、道路或其他类似填筑工程，往往采用预压法进行地基处理，其中真空预压和真空联合堆载预压均是加固软土地基常用的预压方法。

真空预压法是需要在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，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，增加地基的有效应力；真空联合堆载预压是将真空预压与堆载结合起来，在真空预压的结构设置好之后，再在真空膜上堆载土石方或其它堆载物进行预压。真空预压和真空联合堆载预压加固软土地基之后，都需要对其加固效果进行检测，现有的检测方法一般是在真空停泵后以破坏真空膜进行原位测试或钻孔取样，施工结束破膜而进行的加固效果检测一般能满足工程竣工验收要求，但是在研究真空预压或真空联合堆载预压过程中的加固效果时，这种破膜检测的方法严重影响了真空系统的密封性，也破坏了真空预压或真空联合堆载预压加载的连续性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于检测真空预压过程中加固效果的出膜结构及其检测方法，该检测方法既能够保证真空系统的密封性和加载的连续性，又能时时检测到预压效果，指导真空预压或真空联合堆载预压加固的后续施工。

本发明提供的技术方案：所述一种用于检测真空预压过程中加固效果的出膜结构，包括长度不小于1300mm、直径不小于90mm的出膜管，对应开设保护真空膜的下层土工布和真空膜上出膜孔，在真空膜应出膜孔的位置设有向上翻起的卷边，所述出膜管下端从出膜孔穿过排水砂垫层，埋入待加固软土层内，真空膜对应出膜孔的卷边与出膜管外壁密封粘接，并通过弹性扎绳将卷边与出膜管捆扎在一起；在出膜管内装填有密封层。

本发明较优的技术方案：所述出膜管埋入待加固软土层的长度不少于 500mm，出膜管露出排水砂垫层的高度为450-600mm，并在出膜管高出真空膜的部分外套设有保护管套，避免堆载过程中将出膜管损坏。

本发明较优的技术方案：所述出膜管采用PVC管、铁管或钢管中的一种，厚度为0.5mm～5.0mm，其管长为1500mm～2000mm，管径90mm～150mm；所述出膜孔的孔径与出膜管的外径相等，卷边由真空膜在出膜孔的位置向上翻卷形成的，卷边与真空膜为一个整体，而且卷边预留有褶皱，使卷边形成的圆环直径大于出膜管的外径，避免不均匀沉降导致真空膜在此产生过大的应力而破裂。

本发明较优的技术方案：所述的真空膜采用具有一定抗拉、抗撕裂且密封性好、易于裁剪的塑料薄膜。

本发明较优的技术方案：所述的弹性扎绳为橡皮绳或采用与橡皮绳同强度的真空膜加工而成的绳子，其长度可为500mm～1500mm。

本发明较优的技术方案：所述密封层是由450-600mm的淤泥或粘土球层和高出淤泥或粘土球层150-250mm的水封层组成。

本发明提供的另一种技术方案：所述一种用于检测真空预压过程中加固效果的检测方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)选择直径不小于90mm的PVC管、铁管或钢管中的一种管材按照长度不小于1300mm裁取后作为出膜管；

(2)根据设计要求在保护真空膜的下层土工布和真空膜上对应开设有一个或多个出膜孔，并在出膜孔的边缘预留向上翻起的卷边；所述出膜孔的直径与出膜管的外径相等；

(3)在排水砂垫层铺设好后，将出膜管穿过排水砂垫层埋入到待加固软土层内，且埋入深度不少于500mm，出膜管露出排水砂垫层的高度为450-600mm，然后依次铺设保护真空膜的下层土工布和真空膜，在铺设下层土工布和真空膜时将出膜孔对应穿过出膜管露出排水砂垫层的部分；或者在排水砂垫层表面铺设好下层土工布和真空膜之后，将出膜管从真空膜和下层土工布上开设的出膜孔的位置穿过排水砂垫层埋入到待加固软土层内，且埋入深度不少于500mm，出膜管露出排水砂垫层的高度为450-600mm；

(4)在出膜管穿膜处将真空膜的卷边通过PVC胶粘在出膜管外壁上，并用弹性扎绳将卷边扎在出膜管上，然后通过真空装置进行抽气，使排水砂垫层与竖向排水通道内逐步形成负压，并使土体内部与排水通道、排水砂垫层之间形成压差，从而实现真空预压或真空联合堆载预压；在进行真空联合堆载预压时，如果出膜管的高度低于堆载土石方或其他加载体堆高，根据堆载土石方或其他加载体堆高增加出膜管的长度，确保出膜管的上管口高于堆载土石方或其他加载体堆高；

(5)在真空预压或真空联合堆载预压一段时间后，将原位检测装置的检测探杆通过出膜管的上管口穿过出膜管插入待加固淤泥或淤泥质粘性土层内直接进行原位检测；

(6)在原位检测完成后，向出膜管内再次灌入淤泥或粘土球，然后加入高于淤泥或粘土球层的水进行密封；在进行真空联合堆载预压时，直接将出膜管埋入后续堆载的土石方或其他加载体中。

本发明进一步的技术方案；在步骤(5)中的原位检测的方法可选用十字板试验、静力触探试验或钻孔标贯取土试验中的一种，也可以根据软基处理设计要求来确定其它原位检测方法。

本发明较优的技术方案：在进行真空联合堆载预压时，在真空膜的上表面铺设有保护真空膜的上层土工布，在出膜管高出真空膜的部分外设有保护套管。

本发明较优的技术方案：所述真空预压的出膜管的管长为 1500mm～2000mm，管径90mm～150mm；所述卷边是由真空膜在出膜孔的位置向上翻卷形成的，且卷边预留有褶皱，避免不均匀沉降导致真空膜在此产生过大的应力而破裂。

本发明的工作原理：在抽真空前，根据设计在过程检测点处埋设出膜管，出膜管露出排水垫层约500mm，管内灌注约500mm的淤泥或粘土球及水进行密封，铺保护真空膜土工布和铺真空膜，土工布和真空膜分别开孔使出膜管穿出，采用弹性扎绳将真空膜扎在出膜管上，检测时检测用钻杆直接穿过出膜管进入加固软土层进行检测或取样。

本发明的有益效果：

(1)本发明的预留过程检测点可以任意设置，不受位置限制；

(2)本发明所述的出膜结构简单，可以就地取材，没有复杂的材料及加工要求，出膜管可以根据堆载高度任意接长；

(3)本发明提供的检测方法安全可靠，管与膜采用弹性扎绳绑扎，密封性好，操作简便，出膜管可随软土一起沉降，不会出现因不均匀沉降导致管与膜拉裂脱落漏气的现象，过程检测中不再对膜产生破坏保证膜内真空度的稳定，保障了过程检测中预压荷载的连续性和稳定性。

经过多项工程实践验证，本发明能够有效避免在过程检测对真空膜产生破坏而导致真空度损失的现象，满足工程设计和科研的要求。既能够保证真空系统的密封性和加载的连续性，又能时时检测到预压效果，指导真空预压或真空联合堆载预压加固的后续施工(如加载时间、加载速率、加荷量和卸载时间等)。

附图说明

图1是本发明 的结构示意图；

图2是真空预压的检测示意图；

图3是真空预压联合堆载预压的检测示意图。

图中：1—出膜管，2—真空膜，2-1—出膜孔，3—弹性扎绳，4—淤泥或粘土球层，5—排水砂垫层，6—待加固软土层，7—卷边，8—水封层，9—保护管套，10—下层土工布，11—排水板，12—检测探杆，13—堆载，14—上层土工布。

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说明书。如图1所示的一种用于检测真空预压过程中加固效果的出膜结构包括长度不小于1300mm、直径不小于90mm的出膜管1，对应开设在保护真空膜的下层土工布10和真空膜2上的出膜孔2-1，所述出膜管1采用PVC管、铁管或钢管中的一种，厚度为 0.5mm～5.0mm，其最佳管长为1500mm～2000mm，最佳管径90mm～150mm；所述出膜孔2-1的孔径与出膜管1的外径相等，所述的真空膜2采用具有一定抗拉、抗撕裂且密封性好、易于裁剪的塑料薄膜。在真空膜2对应出膜孔2-1的位置设有向上翻起的卷边7，所述出膜管1下端从出膜孔2-1穿过排水砂垫层5，埋入待加固软土层6内，待加固软土层6一般为淤泥或淤泥质粘性土，出膜管 1埋入待加固软土层6的深度不少于500mm，出膜管1露出排水砂垫层5的高度为450-600mm。如果需要联合堆载的话，为了避免出膜管损坏，如图3所示，可以在出膜管1高出真空膜2的部分外套设有保护管套9。

如图1所示，真空膜2对应出膜孔2-1的卷边7与出膜管1外壁密封粘接，并通过弹性扎绳3将卷边7与出膜管1捆扎在一起；所述的弹性扎绳3为橡皮绳或采用与橡皮绳同强度的真空膜加工而成的绳子，其长度可为 500mm～1500mm。在出膜管1内设装填有密封层，所述密封层式由450-600mm 的淤泥或粘土球层4和高出淤泥或粘土球层150-250mm的水封层8组成。

实施例一，如图2所示，使用上述出膜结构检测真空预压过程中加固效果，具体步骤如下：

①.按照长不小于1500mm(出膜管埋置淤泥中长度为500mm和排水垫层以上度为500mm，出膜管总长＝1000+排水垫层厚度)，管径90mm～150mm，裁取出膜管1；

②.将出膜管1穿过排水砂垫层5，埋入到待加固的淤泥或淤泥质粘性土地基内，埋设深度不少于500mm，出膜管1露出垫层约500mm，露出管口用土工布包裹以免铺膜时划破真空膜；

③.将步骤②中的出膜管内的砂淘净并灌入约500mm高的淤泥或粘土球，然后在淤泥或粘土球顶面灌入约200mm深水进行密封；

④.依次铺好的下层土工布10和真空膜2，下层土工布10和真空膜2在对应出膜管1的位置开设有出膜孔2-1，出膜孔2-1的孔径与出膜管1的外径相等，并在出膜孔2-1的孔边缘预留卷边7；

⑤.在出膜管穿膜处将真空膜预留的卷边7用PVC胶粘在出膜管1的外壁上，并用弹性扎绳3(可用多余的真空膜加工而成)将真空膜的卷边7扎在出膜管1上，真空膜的卷边7在穿管处应预留一定的褶皱，避免不均匀沉降导致真空膜在此产生过大的应力而破裂；

⑥.在固定好真空膜2与出膜管1之后，便通过真空装置进行抽气，使排水砂垫层与竖向排水通道内逐步形成负压，并使土体内部与排水通道、排水砂垫层之间形成压差，从而实现真空预压；

⑦.真空预压一段时间后，将原位检测装置的检测探杆12从出膜管1的上管口插入出膜管，并穿过出膜管插入待加固的淤泥或淤泥质粘性土地基内直接进行原位检测，具体检测方法采用十字板试验、静力触探试验和钻孔标贯取土试验中的一种；

⑧.在原位检测完成后，向出膜管内再次灌入淤泥或粘土球，然后加入高于淤泥或粘土球层的水进行密封，真空预压继续实施直至设计要求停泵时间。

实施例二，如图3所示，使用本发明所述的出膜结构检测真空联合堆载预压过程中的加固效果，具体步骤如下：

①.首节出膜管按照长不小于1500mm(出膜管埋置淤泥中长度为500mm 和排水垫层以上度为500mm，首节出膜管总长＝1000+排水垫层厚度，后续长度根据堆载填料厚度增加相应长度)，管径90mm～150mm，裁取出膜管1；

②.将出膜管1穿过排水砂垫层5，埋入到待加固淤泥或淤泥质粘性土地基内，其埋入深度不少于500mm，出膜管1露出垫层约500mm，露出管口用土工布包裹以免铺膜时划破真空膜；

③.将步骤②中的出膜管内的砂淘净并灌入约500mm高的淤泥或粘土球，然后在淤泥或粘土球顶面灌入约200mm深水进行密封；

④.依次铺好的下层土工布10和真空膜2，下层土工布10和真空膜2在对应出膜管1的位置开设有出膜孔2-1，出膜孔2-1的孔径与出膜管1的外径相等，并在出膜孔2-1的孔边缘预留卷边7；

⑤.在出膜管穿膜处将真空膜预留的卷边7用PVC胶粘在出膜管1的外壁上，并用弹性扎绳3(可用多余的真空膜加工而成)将真空膜的卷边7扎在出膜管1上，真空膜的卷边7在穿管处应预留一定的褶皱，避免不均匀沉降导致真空膜在此产生过大的应力而破裂；

⑥.在固定好真空膜2与出膜管1之后，便通过真空装置进行抽气，使排水砂垫层与竖向排水通道内逐步形成负压，并使土体内部与排水通道、排水砂垫层之间形成压差，从而实现真空预压；

⑦.在抽真空过程中，还需要进行土石方的堆载，在第一次土石方堆载之前根据第一次堆载设计高度对出膜管1进行加长，具体是直接在首节出膜管1 上管口通过捆绑或管体连接扣的方式增加一节直径相同的出膜管，确保出膜管 1的上管口高于土石方的堆载高度，在加长出膜管之后，并在出膜管1高于真空膜2的部分外部套设一个保护管套9对其进行保护，避免出膜管遭堆载物破坏；在出膜管加长且增加保护管套9之前，在真空膜2的上表面铺设保护真空膜的上层土工布14，上层土工布14对应出膜管1的位置也开设有出膜孔，铺设好上层土工布14之后，在上层土工布14的表面堆载土石方，并进行真空联合堆载预压；

⑧.真空联合堆载预压一段时间后，将原位检测装置的检测探杆12从出膜管1的上管口插入出膜管，并穿过出膜管插入待加固的淤泥或淤泥质粘性土地基内直接进行原位检测，具体检测方法采用十字板试验、静力触探试验和钻孔标贯取土试验中的一种；

⑨.在原位检测完成后，向出膜管内再次灌入淤泥或粘土球，然后加入高于淤泥或粘土球层的水进行密封；可以继续进行后续的土石方堆载，真空联合堆载预压继续实施直至设计要求停泵时间；在后续土石方堆载时可以将出膜装置埋入土石方中。

通过上述实施例的验证，本发明能够有效避免在过程检测对真空膜产生破坏而导致真空度损失的现象，满足工程设计和科研的要求。既能够保证真空系统的密封性和加载的连续性，又能时时检测到预压效果，指导真空预压或真空联合堆载预压加固的后续施工(如加载时间、加载速率、加荷量和卸载时间等)。

Claims (6)

1.一种用于检测真空预压过程中加固效果的检测方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）选择直径90mm~150mm、厚度为0.5mm~5.0mm的PVC管、铁管或钢管中的一种管材按照长度1500mm~2000mm裁取后作为出膜管；

（2）根据设计要求在保护真空膜的下层土工布和真空膜上对应开设有一个或多个出膜孔，并在出膜孔的边缘预留向上翻起的卷边；所述出膜孔的直径与出膜管的外径相等；

（3）在排水砂垫层铺设好后，将出膜管穿过排水砂垫层埋入到待加固软土层内，且埋入深度不少于500mm，出膜管露出排水砂垫层的高度为450-600mm，将出膜管内的砂淘净并灌入500mm高的淤泥或粘土球，然后在淤泥或粘土球顶面灌入高出其顶面200mm的水进行密封；然后依次铺设保护真空膜的下层土工布和真空膜，在铺设下层土工布和真空膜时将出膜孔对应穿过出膜管露出排水砂垫层的部分；或者在排水砂垫层表面铺设好下层土工布和真空膜之后，将出膜管从真空膜和下层土工布上开设的出膜孔的位置穿过排水砂垫层埋入到待加固软土层内，且埋入深度不少于500mm，出膜管露出排水砂垫层的高度为450-600mm；

（4）在出膜管穿膜处将真空膜的卷边通过PVC胶粘在出膜管外壁上，并用弹性扎绳将卷边扎在出膜管上，然后通过真空装置进行抽气，使排水砂垫层与竖向排水通道内逐步形成负压，并使土体内部与排水通道、排水砂垫层之间形成压差，从而实现真空预压或真空联合堆载预压；在进行真空联合堆载预压时，

如果出膜管的高度低于堆载土石方或其他加载体堆高，根据堆载土石方或其他加载体堆高增加出膜管的长度，确保出膜管的上管口高于堆载土石方或其他加载体堆高；

（5）在真空预压或真空联合堆载预压一段时间后，将原位检测装置的检测探杆通过出膜管的上管口穿过出膜管插入待加固软土层内直接进行原位检测；

（6）在原位检测完成后，向出膜管内再次灌入淤泥或粘土球，然后加入高于淤泥或粘土球层的水进行密封；当继续再进行真空联合堆载预压时，直接将出膜管埋入后续堆载的土石方或其他加载体中。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测真空预压过程中加固效果的检测方法，其特征在于：在步骤（5）中的原位检测的方法选用十字板试验、静力触探试验或钻孔标贯取土试验中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测真空预压过程中加固效果的检测方法，其特征在于：在进行真空联合堆载预压时，在真空膜的上表面铺设有保护真空膜的上层土工布，出膜管高出真空膜的部分外设有保护套管。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测真空预压过程中加固效果的检测方法，其特征在于：所述的真空膜采用具有抗拉、抗撕裂且密封性好、易于裁剪的塑料薄膜。

5.如权利要求1所述的一种用于检测真空预压过程中加固效果的检测方法，其特征在于：所述的弹性扎绳为橡皮绳或采用与橡皮绳同强度的真空膜加工而成的绳子，其长度为500mm~1500mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于检测真空预压过程中加固效果的检测方法，其特征在于：所述步骤（6）中向出膜管内灌入淤泥或粘土球高度为450-600mm，加入水的高度高出淤泥或粘土球层150-250mm。