CN105970908B - 井点塑排真空降水预压动力固结法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于它包括以下步骤：首先，场地平整，待加固区域排水；然后，选择不进行或者进行降水前的预夯；然后，一体式井点塑排真空系统布置；然后多遍真空降水预压，相邻两次真空降水预压之间设置一次轻夯，最后一次真空降水预压后进行满夯；最后，满场振动碾压测量标高交工。本发明具有操作简单、成本低廉、施工效果好的优点。

Description

井点塑排真空降水预压动力固结法

技术领域

本发明涉及一种软弱地基处理方法，尤其涉及一种井点塑排真空降水预压动力固结法。

背景技术

根据《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）7.1.1规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。在软弱地基上进行建筑施工前，需要先对软弱地基进行固结处理，常规的固结处理真空降水联合强夯施工存在以下缺点：

1、轻型井点降水+强夯

传统总管和支管，支管深度一般6米，井点间距一般为4*4m，采用真空降水，只有降水或降水预压功能，由于深度浅间距大时间短不能同时兼具真空预压负压固结作用；

2、管井降水或深井降水+强夯

传统总管和支管，管井采用潜水泵重力降水，深井降水采用潜水泵重力降水和真空降水结合的方式，井点布置间距更大，一般15*15m，粗而疏的处理方式，侧重于降水，由于间距过大时间短不能同时兼具真空预压负压固结作用；

降水强夯处理地基因降水粗而疏的布点和短期（30天左右）处理方式，仅适合浅层处理；

以上均存在可以改进和优化之处。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种操作简单、成本低廉、施工效果好的井点塑排真空降水预压动力固结法。

本发明的目的是这样实现的：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、总管的改进：

常规真空降水总管为等直径pvc管或镀锌管等，改进横管采用带有自制文丘里射流效果的颈缩段的横管分段提高抽真空效果，另外采用多通连接段替代传统三通提高管材利用率和装配效率；

2、排水板改进：

常规可降解塑料排水板均为芯板降解，实际降解效果不佳，改进排水板采用滤膜可降解的生物材料，环保且工后不留排水通道减少工后沉降，芯板无需降解，减少成本同时芯板作为加筋材料加固软土；

3、一体式井点塑排管的上部结构（连接盒、井点管以及连接管）可以拔除，在真空降水轻夯完成后，采用拔管器拔除一体式井点塑排管的上部结构，一体式井点塑排管的上部结构可以重复利用，同时地表下浅层土体内无残留排水通道、浅层土体下的排水板实现整体的工后不留排水通道，减少工后残余沉降；

4、常规降水轻夯井点机械成孔往往抽不上来水形成死井，一般推荐采用人工水冲法成孔，孔径一般200~300mm，滤头一般1米左右，成孔不佳往往无法出水，布点间距由于照顾到夯击行走也不可能太密，轻型井点真空降水原理所限提水高度受限，目前文献所见最深的轻型井点也就在7米左右，考虑降水漏斗，故地下水位降低极限深度也不过4~5米左右，均需要回填中粗砂确保水源补给，出水量较小，造成真空射流泵负压降低较快影响真空降水效果，但这同时造成井点漏气负压不高和工后留有砂井继续排水沉降等不利因素，故现在改进型的降水强夯流行采用深井降水或管井降水，但鉴于两种降水方式布点不可能太密，只能起到降水作用，很难起到真空预压作用，一体式井点塑排真空系统，滤头深度可以比真空降水井点深，兼顾重力降水和真空降水，价格便宜适合大面积布设，既有利于降水，又有利于真空预压，实现机械化施工成孔效率高，由于滤头采用通水量较高的超长塑料排水板，死井率几乎为零，无论是降水深度亦或是降水效率完全可以完美替代上述的各种降水轻夯方式；

5、改进后可以快速降低地下水位至5~8米，以利于强夯动力固结增加能级，采用超长塑料排水板作为滤头可以提高轻夯的有效加固深度及能量深部传递效率，同时确保不出现橡皮土，常规降水强夯地下水位一般只下降2~3米左右，效果欠佳。

6、常规真空预压降水效果欠佳，常规降水强夯起不到真空预压效果，一体式井点塑排真空系统布设大量的排水板代替较短的滤头，即可以实现快速降低地下水位，也可以部分实现真空预压，一种材料2种效果，实现一材多用高效节能之目的；

7、常规真空预压浅表层地基效果欠佳，常规降水强夯处理深度欠佳，改进为真空降水预压、降水轻夯相结合的多重效果地基处理，深浅层地基同时加固，采用真空降水预压和降水强夯多重效果增加了土体的压密效果，减少了工后沉降，而该改进在并不增加较大成本前提下，完成了多重加固任务，尤其适用于工民建厂房仓储地基和机场跑道、市政道路及铁路路基等；

8、该法更适用于围海造地超软地基加固，其实现方式为，通过简单的人工插入一体式井点塑排管实现较好密封的浅层真空降水预压。

因此本发明具有操作简单、成本低廉、施工效果好的优点。

附图说明

图1为本发明的一体式井点塑排真空系统的立面示意图。

图2为本发明的一体式井点塑排真空系统的俯视示意图。

图3为本发明的一体式井点塑排管的结构示意图。

图4为本发明的排水板的截面图。

图5为本发明的连接盒的结构示意图。

图6为图2中的A 处放大图。

图7为图6中的横管的示意图。

图8为图2中的B处放大图。

其中：

排水板1、芯板1.1、主筋板1.11、副筋板1.12、滤膜1.2、排水通道1.3

连接盒2、壳体2.1、下接口2.2、上接口2.3、螺钉孔2.4

井点管3

连接管4

横管5、横管分段5.1、直管段5.11、第一锥管段5.12、第二锥管段5.13、多通连接段5.2、连接段主体5.21、横管分段接口5.22、连接管接口5.23

纵管6、纵管分段6.1、三通接头6.2、单向阀6.3

真空泵7

止水帷幕8

深层土体100

浅层土体200。

具体实施方式

参见图1~图8，本发明涉及的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，它包括以下步骤：

步骤一、场地平整，待加固区域四周开挖排水沟排水；

步骤二、根据土质条件选择不进行或者进行降水前的预夯，能级暂定600~1000kN.m，正方形夯点间距4*4~7*7m可调整，夯后推平，按工况选择施工止水帷幕8，止水帷幕8为水泥搅拌桩侧向密封挡墙或泥浆侧向密封挡墙；

步骤三、一体式井点塑排真空系统布置

3.1、一体式井点塑排管进行插设施工形成一体式井点塑排管网格；

一体式井点塑排管网格的网格间距1~4m可调；

一体式井点塑排管（也就是改进后的支管）包括排水板1、连接盒2、井点管3以及连接管4，所述排水板1竖向布置于深层土体100内，排水板1的长度为20m左右，所述井点管3竖向布置于浅层土体200内，井点管3的长度为6~9m，排水板1的上端通过连接盒2与井点管3的下端连接，井点管3的上端露出浅层土体200外，井点管3的上端与连接管4的一端连接，连接管4的长度为1~2m。井点管3以及连接管4的直径为10~20mm。

排水板1包括内部的芯板1.1以及芯板1.1外围的滤膜1.2，所述芯板1.1和滤膜1.2之间形成排水通道1.3，所述芯板1.1为不可降解材料或者难降解材料制成，所述滤膜1.2为可降解材料制成。

作为一种优选，芯板1.1为塑料材料制成，滤膜1.2为亚麻材料制成。

作为一种优选，芯板1.1包括一根横向布置的主筋板1.11以及多根纵向间隔布置于主筋板1.11前后的副筋板1.12，所述主筋板1.11、副筋板1.12以及滤膜1.2之间形成的空隙即为排水通道1.3。

排水板1插入地基后，随着时间的流逝，由于滤膜1.2采用可降解材料制成，滤膜1.2实现快速降解，滤膜1.2降解后在地基内只剩下芯板1.1，地基内的土壤会填充原滤膜1.2以及原排水通道1.3的空间，使得土壤与芯板1.1紧密贴合，因此芯板1.1在地基内不但不存在空隙使得地基继续沉降，而且还起到了加筋的作用，提高了地基内上下不同层高的一体性。

所述排水板1的下端设置有底部排水板封头，底部排水板封头采用塑料胶带纸包裹形成。

所述连接盒2包括壳体2.1，所述壳体2.1的下端设置有一个与排水板1上端形状吻合的下接口2.2，所述连接盒2的上端设置有一个与井点管3下端形状吻合的上接口2.3，所述壳体2.1上设置有三个螺钉孔2.4，所述下接口2.2的截面呈矩形结构，安装时排水板1的上端插入下接口2.2处，然后在螺钉孔2.4内打入螺钉将排水板1和连接盒2连接于一体，然后在下接口2.2外包扎塑料胶带。所述上接口2.3为圆管结构，安装时井点管3的下端套设于上接口2.3外，然后将上接口2.3与井点管3的下端外包扎塑料胶带。

所述连接管4为钢丝软管，连接管4包括软管以及软管内衬的螺旋钢丝。

所述井点管3为PPR等塑料管，井点管3与连接管4连接处通过密封膜包裹或者钢丝缠绕，采用密封膜包裹后，在一体式井点塑排管抽真空时产生负压密封膜被越吸越紧。井点管3也可以与连接管4采用同样的钢丝软管，使得井点管3与连接管4形成一体结构。

3.2、一体式井点塑排管网格连接总管及真空泵形成一体式井点塑排真空系统。

所述总管包括纵管6和连接于纵管6上的多根横管5。

所述横管5由多个横管分段5.1以及多通连接段5.2连接而成，相邻两个横管分段5.1之间通过多通连接段5.2进行连接，多通连接段5.2作为一种优选采用八通连接段，八通连接段包括连接段主体5.21，连接段主体的左右两端分别设置有横管分段接口5.22，在连接段主体5.21上向前和向后分别设置有三个连接管接口5.23，连接管接口5.23与其临近的连接管4进行连接，横管分段接口5.22与其临近的横管分段5.1连接，所述横管分段5.1包括一个颈缩段，颈缩段靠近多通连接段5.2设置，所述横管分段5.1还包括直管段5.11，所述颈缩段包括第一锥管段5.12以及第二锥管段5.13，第一锥管段5.12的小头端与第二锥管段5.13的小头端对接，第一锥管段5.12的大头端与其相邻多通连接段5.2的横管分段接口5.22对接，第二锥管段5.13的大头端与直管段5.11的一端对接，直管段5.11的另一端与其相邻的多通连接段5.2的横管分段接口5.22对接。第一锥管段5.12的锥度大于第二锥管段5.13的锥度，颈缩段形成文丘里射流效果。

所述纵管6垂直连接于所有横管5的一端，横管5远离纵管6的一端设置有横管封头，横管5上的横管分段5.1的颈缩段远离纵管6，横管5上的横管分段5.1的直管段5.11靠近纵管6。一根纵管6连接多根横管5，所述纵管6由多个纵管分段6.1以及三通接头6.2连接而成，相邻两个纵管分段6.1通过三通接头6.2连接，三通接头6.2的第三个接口连接临近的横管5，纵管分段6.1上还设置有单向阀6.3，纵管6的端部设置有纵管封头。

步骤四、第一遍真空降水预压，5~10天可调，以降低地下水位为目的，待地下水位达到要求（地下水位达到地面以下4~6m），逐步拆除夯点处总管准备第一遍轻夯；

步骤五、第一遍轻夯，能级暂定1500~2000kN.m，正方形夯点间距4*4~7*7m可调整，边拆除总管边轻夯，逐步往前推进，轻夯前方区域需继续降水确保地下水位不回升，夯后推平；

步骤六、一体式井点塑排管网格连接剩余总管及真空泵，开始第二遍真空降水预压，5~10天可调，第二遍真空降水预压降水完成后逐步保水并且拆除夯点处部分总管准备第二遍轻夯；

步骤七、第二遍轻夯，能级暂定2000~2800 kN.m或以上，正方形夯点间距4*4~7*7m可调整；边拆除总管边轻夯，逐步往前推进，轻夯前方区域需继续降水确保地下水位不回升，夯后推平；

步骤八、一体式井点塑排管网格连接剩余总管及真空泵，开始第三遍真空降水预压，5~10天可调，第三遍真空降水预压降水完成后逐步保水并且拆除夯点处部分总管准备满夯；

步骤九、拔除剩余总管，当使用的井点管3和连接管4为分体式结构时，将井点管3和连接管4全部拔除即可，当使用的井点管3和连接管4为一体式结构的钢丝软管时，切除地表以上的连接管4，然后在地表下的井点管3内进行灌浆。满夯，在第二遍轻夯后至少休止7天进行，能级600~1000kN.m，夯后推平；

步骤十、满场振动碾压测量标高交工。

注：一体式井点塑排真空系统可以根据场地及土质情况调整间距和长度，真空预压、降水和轻夯可以根据场地及土质情况调整步骤及遍数及时长，一般情况下降水3~4遍、轻夯3~5遍即可。施工期间施工监测必须同步进行，必须要进行的监测项目有：孔隙水压力、地下水位、地表沉降、分层沉降、真空度，实现信息化施工。

Claims (8)

1.一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于它包括以下步骤：

首先，场地平整，待加固区域排水；

然后，选择不进行或者进行降水前的预夯；

然后，一体式井点塑排真空系统布置

一体式井点塑排管进行插设施工形成一体式井点塑排管网格；

一体式井点塑排管包括排水板、连接盒、井点管以及连接管，井点管的长度为6～9m，所述排水板竖向布置于深层土体内，所述井点管竖向布置于浅层土体内，排水板的上端通过连接盒与井点管的下端连接，井点管的上端露出浅层土体外，井点管的上端与连接管的一端连接；

一体式井点塑排管网格连接总管及真空泵形成一体式井点塑排真空系统，

然后，开始多遍真空降水预压，相邻两次真空降水预压之间设置一次轻夯，最后一次真空降水预压后拔除总管，当使用的井点管和连接管为分体式结构时，将井点管和连接管全部拔除即可，当使用的井点管和连接管为一体式结构的钢丝软管时，切除地表以上的连接管，然后在地表下的井点管内进行灌浆，满夯，夯后推平；

最后，满场振动碾压测量标高交工。

2.根据权利要求1所述的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于排水板包括内部的芯板以及芯板外围的滤膜，所述芯板和滤膜之间形成排水通道，所述芯板为不可降解材料或者难降解材料制成，所述滤膜为可降解材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于芯板包括一根横向布置的主筋板以及多根纵向间隔布置于主筋板前后的副筋板，所述主筋板、副筋板以及滤膜之间形成的空隙即为排水通道。

4.根据权利要求1所述的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于所述连接管为钢丝软管，连接管包括软管以及软管内衬的螺旋钢丝。

5.根据权利要求1所述的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于总管包括横管，所述横管由多个横管分段以及多通连接段连接而成，相邻两个横管分段之间通过多通连接段进行连接。

6.根据权利要求5所述的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于多通连接段采用八通连接段，八通连接段包括连接段主体，连接段主体的左右两端分别设置有横管分段接口，在连接段主体上向前和向后分别设置有三个连接管接口，连接管接口与其临近的连接管进行连接，横管分段接口与其临近的横管分段连接。

7.根据权利要求5所述的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于所述横管分段包括一个颈缩段和直管段，同一个横管分段的颈缩段至纵管的距离比直管段至纵管的距离长。

8.根据权利要求1所述的一种井点塑排真空降水预压动力固结法，其特征在于总管包括纵管，所述纵管由多个纵管分段以及三通接头连接而成，相邻两个纵管分段通过三通接头连接，三通接头的第三个接口连接临近的横管，纵管分段上还设置有单向阀。