CN106400776B - 凹地吹填土排水系统及底部抽真空预压方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种凹地吹填土排水系统及底部抽真空预压方法,凹地吹填土排水系统由竖向排水板、纵向水平排水板、横向水平排水板、水平排水管、斜向排水管、滤水管网、土工布、围堰、排水沟、抽真空机构组成,使用本发明的凹地吹填土排水系统及底部抽真空预压方法，可以与吹填施工同步布设空间分布的排水板、增加纵、横向水平排水通道；顶层吹填淤泥做为自然隔离层，无需单独铺设聚氯乙烯薄膜，因此吹填结束即可进行加固处理，无等待时间；加固处理为底部抽真空，水的渗透方向与自重同向，渗流快、吹填土真空度高、分布均匀，渗透力与固结应力、土体变形同向，固结应力变大，固结历时缩短、加固效果好。

Description

凹地吹填土排水系统及底部抽真空预压方法

技术领域

本发明属于软土地基处理技术领域 ,具体是一种凹地吹填土排水系统及使用方法。

背景技术

我国建设用地日趋紧张，近年来，人们充分利用河道、湖泊、港池中的疏浚泥浆作为吹填材料造地，达到清淤、疏浚、造地兼得的目的；然而在吹填过程中，淤泥层结构遭到破坏，淤泥被以稀释的泥浆形式进行吹填、缓慢沉积，吹填土具有高流动性、高含水量、大孔隙比、高压缩性、低渗透性等特点；由吹填土构成的地基，强度极低，人员、机械无法在上面行走、加固作业，更不能直接用于工程建设，需要等表层形成硬壳层后进行加固处理；吹填完成后一般需要搁置若干年，待其蒸发、在自重作用下固结并在表面形成具有一定强度的硬壳层后，再开始进行加固处理，新造土地达到使用要求需要时间太长；目前成熟的吹填土加固处理方法是真空预压法，施工步骤一般为：插打塑料排水板---铺设滤水管---铺设上层砂垫层---铺设聚氯乙烯薄膜---安装真空泵---抽真空预压固结土层；插打塑料排水板属于隐蔽工程，施工质量难以保障，质量出现问题不能被发现，且目前技术只能插打竖向排水板，在吹填土表面抽真空，预压过程中吹填土内部真空度低且不均匀、固结历时长，这些客观原因决定了吹填土不能满足土地使用的急迫需求；技术人员使用真空预压法时还存在一种惯性思维，即先进行吹填，吹填完成后搁置若干年，待其蒸发、在自重作用下固结并在表面形成具有一定强度的硬壳层后，再开始进行真空预压，在吹填土表面抽真空，殊不知目前插打塑料排水板---铺设滤水管---铺设上层砂垫层---铺设聚氯乙烯薄膜---安装真空泵---抽真空预压固结土层这套方法存在很多弊端，如：真空负压沿排水体向软基深度传递时会发生明显的沿程损失，膜下地表负压80kPa，一般向深部传递每米损失负压10kPa左右，地表8米以下土体真空度已经极低，下层加固效果极差，其原因很大一部分源于水的渗透力和自重方向相反；水的渗透力和自重应力反向，首先，增加了负压的沿程损失，影响加固效果，其次，向上的渗透力与向下的压缩应力抵消，使得加固效果变差；针对上述问题，发明一种科学的凹地吹填土固结排水系统和吹填土真空预压方法很有必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种凹地吹填土排水系统，由竖向排水板、纵向水平排水板、横向水平排水板、水平排水管、斜向排水管、滤水管网、土工布、围堰、排水沟、抽真空机构组成,所述的竖向排水板、纵向水平排水板、横向水平排水板与吹填过程同步布设，竖向排水板与纵向水平排水板、横向水平排水板交叉处被夹持为一体，构成相互连通的空间排水通道；滤水管网通过设有竖向排水板的位置，土工布覆盖在滤水管网上面，竖向排水板下端固定设置10kg重的砂袋，放置在滤水管网上面，竖向排水板上端设置封堵，竖向排水板上端低于吹填土设计表面30cm；所述的水平排水管设置在围堰底面，在围堰内与斜向排水管连接，斜向排水管与滤水管网连接，围堰外围开挖排水沟。

凹地吹填土排水系统的使用方法,包括以下步骤：

一、清理凹地吹填区域地面杂物；

二、在吹填区域铺设滤水管网；

三、在滤水管网上铺设土工布；

四、在凹地斜坡上铺设斜向排水管，斜向排水管下端与滤水管网连通；

五、垂直围堰轴向铺设水平排水管，并与斜向排水管连通；

六、分层碾压填筑围堰至设计高程；

七、在围堰周围开挖排水沟；

八、利用申请人发明的吹填土塑料排水板植板装置布设竖向排水板、纵向水平排水板、横向水平排水板；吹填土塑料排水板植板装置就位：a、竖向排水板上端封堵，纵向水平排水板、横向水平排水板分别卡在纵向、横向放置的吹填土塑料排水板植板装置托板上的锁钩中，b、按设计要求的纵向水平排水板、横向水平排水板竖向间距将收纳锁定机构分别固定在竖向排水板上，c、将竖向排水板盘绕在轮毂上，d、将轮毂固紧在支座上，通过元宝螺母调节中轴转动阻力，使竖向排水板需要30N的力才能从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，保障排水板受到水流、风力作用不会歪斜，e、从水平排水板和竖向排水板通道槽下面拉出竖向排水板，f、在竖向排水板下端固定设置10kg重的砂袋并就位，保障排竖向排水板不移位，g、开始吹填：稀释的淤泥浆液液面上升，吹填土塑料排水板植板装置渐渐浮起，当浮力大于浮体最大负荷总重时，竖向排水板受拉，当受到的拉力大于30N时，竖向排水板从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，液面继续上升，吹填土塑料排水板植板装置继续上浮，竖向排水板继续从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，到达第一道水平排水板设计高程时，收纳锁定机构将水平排水板收纳、锁定，与竖向排水板夹持为一体；随着液面继续上升，吹填土塑料排水板植板装置继续上浮，竖向排水板继续从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，遇到水平排水板即收纳、锁定，至吹填土设计高程以下30cm，竖向排水板用完，保障竖向排水板上端低于吹填土设计表面30cm，这30cm后的极细颗粒淤泥层称为天然隔水层，吹填结束马上可以从吹填土底面抽真空，无需等待吹填完成后搁置若干年，待其蒸发、在自重作用下固结并在表面形成具有一定强度的硬壳层后，再开始插打塑料排水板---铺设滤水管---铺设上层砂垫层---抽真空预压固结土层等作业，无需单独铺设聚氯乙烯薄膜，排水板在整个吹填土空间区域布设完成，h、回收吹填土塑料排水板植板装置，i、继续吹填至吹填土达到设计高程；竖向排水板从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出的整个过程中，在转轴上配重板的作用下，竖向排水板是紧贴着水平排水板向下滑动的，所以收纳锁定机构能够方便地将水平排水板收纳、锁定；第一条水平排水板随竖向排水板滑出托板后，配重板驱动转轴转动，第二条水平排水板又与竖向排水板贴在一起，吹填继续至工作结束；

九、吹填结束，马上启动抽真空机构，通过排水管从吹填土底面抽真空，对吹填土进行真空预压，加固吹填土；

十、吹填土达到加固设计要求，工作结束。

使用本发明的凹地吹填土排水系统及使用方法，可以与吹填施工同步布设空间分布的排水板、增加纵、横向水平排水通道；顶层吹填淤泥做为自然隔离层，无需单独铺设聚氯乙烯薄膜，因此吹填结束即可进行加固处理，无等待时间；加固处理为底部抽真空，水的渗透方向与自重同向，渗流快、吹填土真空度高、分布均匀，渗透力与固结应力、土体变形同向，固结应力变大，固结历时缩短、加固效果好。

附图说明

图1是凹地吹填土排水系统局部空间布置示意图；

图2是该系统局部剖面示意图；

图3是该系统竖向排水板平面布置，竖向排水板、纵向水平排水板、横向水平排水板相互位置示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，本发明的凹地吹填土排水系统由竖向排水板1、纵向水平排水板2、横向水平排水板3、水平排水管4、斜向排水管5、滤水管网6、土工布7、围堰8、排水沟9、抽真空机构10组成,所述的竖向排水板1、纵向水平排水板2、横向水平排水板3与吹填过程同步布设，竖向排水板1与纵向水平排水板2、横向水平排水板3交叉处被夹持为一体，构成相互连通的空间排水通道。

所述的滤水管网6通过设有竖向排水板1的位置，土工布7覆盖在滤水管网6上面，竖向排水板1下端固定设置10kg重的砂袋，放置在滤水管网6上面，竖向排水板1上端设置封堵，竖向排水板1上端低于吹填土设计表面30cm；水平排水管4设置在围堰8底面，在围堰8内与斜向排水管5连接，斜向排水管5与滤水管网6连接，围堰8外围开挖排水沟9。

凹地吹填土排水系统使用时,可按以下步骤进行：

一、清理凹地吹填区域地面杂物；

二、在吹填区域铺设滤水管网；

三、在滤水管网上铺设土工布；

四、在凹地斜坡上铺设斜向排水管，斜向排水管下端与滤水管网连通；

五、垂直围堰轴向铺设水平排水管，并与斜向排水管连通；

六、分层碾压填筑围堰至设计高程；

七、在围堰周围开挖排水沟；

八、吹填土塑料排水板植板装置就位：a、竖向排水板上端封堵，纵向水平排水板、横向水平排水板分别卡在纵向、横向放置的吹填土塑料排水板植板装置托板上的锁钩中，b、按设计要求的纵向水平排水板、横向水平排水板竖向间距将收纳锁定机构分别固定在竖向排水板上，c、将竖向排水板盘绕在轮毂上，d、将轮毂固紧在支座上，通过元宝螺母调节中轴转动阻力，使竖向排水板需要30N的力才能从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，e、从水平排水板和竖向排水板通道槽下面拉出竖向排水板，f、在竖向排水板下端固定设置10kg重的砂袋并就位，g、开始吹填：稀释的淤泥浆液液面上升，吹填土塑料排水板植板装置渐渐浮起，当浮力大于浮体最大负荷总重时，竖向排水板受拉，当受到的拉力大于30N时，竖向排水板从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，液面继续上升，吹填土塑料排水板植板装置继续上浮，竖向排水板继续从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，到达第一道水平排水板设计高程时，收纳锁定机构将水平排水板收纳、锁定，与竖向排水板夹持为一体；随着液面继续上升，吹填土塑料排水板植板装置继续上浮，竖向排水板继续从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，遇到水平排水板即收纳、锁定，至吹填土设计高程以下30cm，竖向排水板用完，排水板在整个吹填土空间区域布设完成，h、回收吹填土塑料排水板植板装置，i、继续吹填至吹填土达到设计高程；竖向排水板从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出的整个过程中，在转轴上配重板的作用下，竖向排水板是紧贴着水平排水板向下滑动的，所以收纳锁定机构能够方便地将水平排水板收纳、锁定；第一条水平排水板随竖向排水板滑出托板后，配重板驱动转轴转动，第二条水平排水板又与竖向排水板贴在一起，吹填继续至工作结束；

九、吹填结束，马上启动抽真空机构，通过排水管从吹填土底面抽真空，对吹填土进行真空预压，加固吹填土；

十、吹填土达到加固设计要求，工作结束。

Claims (1)

1.一种凹地吹填土排水系统，由竖向排水板(1)、纵向水平排水板(2)、横向水平排水板(3)、水平排水管（4)、斜向排水管(5)、滤水管网(6)、土工布（7）、围堰（8）、排水沟（9）、抽真空机构(10)组成, 其特征在于：所述的竖向排水板(1)、纵向水平排水板(2)、横向水平排水板(3) 与吹填过程同步布设，竖向排水板(1)与纵向水平排水板(2)、横向水平排水板(3)交叉处被夹持为一体，构成相互连通的空间排水通道；所述的滤水管网(6)通过设有竖向排水板(1)的位置，土工布(7)覆盖在滤水管网(6)上面，竖向排水板(1)下端固定设置10kg重的砂袋，放置在滤水管网(6)上面，竖向排水板(1)上端设置封堵，竖向排水板(1)上端低于吹填土设计表面30cm；水平排水管(4)设置在围堰(8)底面，在围堰(8)内与斜向排水管(5)连接，斜向排水管(5)与滤水管网(6)连接，围堰(8)外围开挖排水沟（9）；凹地吹填土排水系统的使用方法,包括以下步骤：

一、清理凹地吹填区域地面杂物；

二、在吹填区域铺设滤水管网；

三、在滤水管网上铺设土工布；

四、在凹地斜坡上铺设斜向排水管，斜向排水管下端与滤水管网连通；

五、垂直围堰轴向铺设水平排水管，并与斜向排水管连通；

六、分层碾压填筑围堰至设计高程；

七、在围堰周围开挖排水沟；

八、吹填土塑料排水板植板装置就位：a、竖向排水板上端封堵，纵向水平排水板、横向水平排水板分别卡在纵向、横向放置的吹填土塑料排水板植板装置托板上的锁钩中，b、按设计要求的纵向水平排水板、横向水平排水板竖向间距将收纳锁定机构分别固定在竖向排水板上，c、将竖向排水板盘绕在轮毂上，d、将轮毂固紧在支座上，通过元宝螺母调节中轴转动阻力，使竖向排水板需要30N的力才能从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，e、从水平排水板和竖向排水板通道槽下面拉出竖向排水板，f、在竖向排水板下端固定设置10kg重的砂袋并就位，g、开始吹填：稀释的淤泥浆液液面上升，吹填土塑料排水板植板装置渐渐浮起，当浮力大于浮体最大负荷总重时，竖向排水板受拉，当受到的拉力大于30N时，竖向排水板从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，液面继续上升，吹填土塑料排水板植板装置继续上浮，竖向排水板继续从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，到达第一道水平排水板设计高程时，收纳锁定机构将水平排水板收纳、锁定，与竖向排水板夹持为一体；随着液面继续上升，吹填土塑料排水板植板装置继续上浮，竖向排水板继续从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出，遇到水平排水板即收纳、锁定，至吹填土设计高程以下30cm，竖向排水板用完，排水板在整个吹填土空间区域布设完成，h、回收吹填土塑料排水板植板装置，i、继续吹填至吹填土达到设计高程；竖向排水板从水平排水板和竖向排水板通道槽下面被拉出的整个过程中，在转轴上配重板的作用下，竖向排水板是紧贴着水平排水板向下滑动的，所以收纳锁定机构能够方便地将水平排水板收纳、锁定；第一条水平排水板随竖向排水板滑出托板后，配重板驱动转轴转动，第二条水平排水板又与竖向排水板贴在一起，吹填继续至工作结束；

九、吹填结束，马上启动抽真空机构，通过排水管从吹填土底面抽真空，对吹填土进行真空预压，加固吹填土；

十、吹填土达到加固设计要求，工作结束。