CN106400777A - 航道地基处理真空系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种航道地基处理真空系统，包括多根横向布置于水底的横管，多根横管与同一根纵管连通，所述纵管通过真空管与真空泵连接；每根所述横管下方设有多个井点管组件，所述井点管组件包括井点管和连接管，所述井点管竖直插入水底的土体中，所述连接管的上端与所述横管连通，所述连接管的下端与所述井点管连通。本发明还提供一种航道地基处理真空系统的施工方法。本发明通过设置多根井点管组件，将井点管组件与横管连接，并将多根横管与同一根纵管连接，将纵管通过抽真空管与真空泵连接，通过抽真空作业使土体渗流固结，地基处理达到预期指标，操作简单，成本低廉。

Description

航道地基处理真空系统及施工方法

技术领域

本发明涉及航道地基处理领域，特别是涉及一种航道地基处理真空系统及施工方法。

背景技术

地基处理一般是指用于改善支承建筑物的地基的承载能力，改善其变形性能或抗渗能力所采取的工程技术措施。常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。常规的航道地基处理目前主要采用真空预压法和堆载预压法，利用排水板作为竖向排水通道实现软土排水固结，提高土体强度和地基承载力。上述二种方法均需要在待处理的软土地基表面设置水平砂垫层。对于几无强度的超软土，砂垫层的实施难度大，在砂料资源紧缺的条件下，工程成本也较高。

申请号为201210157858.X的中国发明专利公开了无砂垫层真空预压超软土地基处理技术，本发明在无砂的条件下进行真空预压。本发明是在待处理的超软土表面人工展铺土工布、插设竖向排水板并水平布设滤管，铺设透水材料和密封膜形成膜下密封后进行真空预压，排水板出露板头与水平布设的滤管连接采用可有效避免连接处进入淤泥的连接方式；对待处理超软土的含水量超过70％的，采用逐渐提升膜下真空度的方式，使膜下真空度达到85kPa膜下负压；对深厚超软土地基处理，在完成浅层超软土地基处理之后，用机械插设深层排水板，布设水平滤管，排水板出露板头与水平滤管也采用可有效避免连接处进入淤泥的连接方式，再铺设透水材料和密封膜形成膜下密封后进行真空预压。然而这种方式实施复杂，需要在土表面铺设透水材料，成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种航道地基处理真空系统，以克服现有技术中存在的操作复杂，成本较高的缺点。

为实现上述目的，本发明提供一种航道地基处理真空系统，包括多根横向布置于水底的横管，多根横管与同一根纵管连通，所述纵管通过真空管与真空泵连接；每根所述横管下方设有多个井点管组件，所述井点管组件包括井点管和连接管，所述井点管竖直插入水底的土体中，所述连接管的上端与所述横管连通，所述连接管的下端与所述井点管连通。

优选地，所述井点管组件包括转接套，所述转接套的上端与所述连接管连接，所述转接套的下端与所述井点管连接。

优选地，所述转接套和所述连接管均由可降解材料制成。

优选地，所述转接套包括位于上段的接口以及下段的套体，所述接口与所述连接管连接，所述套体包括内层套体片和外层套体片，所述内层套体片和外层套体片之间形成连接槽，所述井点管的上端嵌入在所述连接槽中。

优选地，所述井点管的侧壁上设有多个嵌置孔，外层套体片的内侧面设有多个凸块，所述转接套与所述井点管连接时，所述凸块嵌置在相应的嵌置孔内。

优选地，所述井点管包括外筒体和内筒体，所述外筒体和所述内筒体之间沿径向布置有多块隔板，每块所述隔板的两端分别与所述外筒体、所述内筒体连接，所述外筒体、内筒体和所述隔板上均设有滤孔。

优选地，所述外筒体为可降解材料制成。

优选地，所述井点管的底部呈锥形。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种航道地基处理真空系统的施工方法，包括如下步骤：

S1、在待处理航道地基周围设置止水帷幕，使所述止水帷幕的底部插入深层土体；

S2、插设井点管组件，确保井点管和转接套位于深层土体；

S3、将井点管组件与横管连接，所述横管与纵管连接；

S4、将抽真空管与真空泵连接，抽真空管的底部与纵管连接；

S5、启动真空泵，进行抽真空作业；

S6、待土体的固结强度达到预期目标后，拆除横管和纵管。

如上所述，本发明涉及的航道地基处理真空系统及施工方法，具有以下有益效果：本发明通过设置多根井点管组件，将井点管组件与横管连接，并将多根横管与同一根纵管连接，将纵管通过抽真空管与真空泵连接，通过抽真空作业使土体渗流固结，操作简单，成本低廉。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

图2为井点管组件的结构示意图。

图3为井点管的结构示意图。

图4为井点管的俯视图。

图5为转接套第一种实施例的剖视图。

图6为图5的仰视图。

图7为转接套第二种实施例的剖视图。

图8为图7的仰视图。

图9为转接套第三种实施例的剖视图

元件标号说明

1 横管

2 纵管

3 真空管

4 真空泵

41 船

5 井点管组件

51 井点管

511 嵌置孔

512 外筒体

513 内筒体

514 隔板

52 连接管

53 转接套

531 接口

532 套体

533 内层套体片

534 外层套体片

535 连接槽

536 凸块

6 止水帷幕

7 深层土体

8 浅层土体

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至9所示，本发明提供一种航道地基处理真空系统，包括多根横向布置的横管1，多根横管1并排排列布置在水底的浅层土体8上，多根横管1与同一根纵管2连接，其中每根横管1的一端封闭，另一端与所述纵管2连通，所述纵管2通过真空管3与真空泵4连接，所述真空管3的一端与河底的纵管2连通，另一端与位于河面或河岸上的真空泵4连通，所述真空泵4一般设于河面上的船41内，所述船41可根据施工条件灵活移动，无论是靠近或远离河岸的航道地基，均可处理。如图2和图3所示，每根所述横管1下方设有多个井点管组件5，每个井点管组件5可通过转接头密闭连接在所述横管1上，所述井点管组件5包括井点管51和连接管52，所述井点管51竖直插入水底的深层土体7中，所述连接管52位于浅层土体8中，所述连接管52的上端与所述横管1连通，所述连接管52的下端与所述井点管51连通。

如图3和图4所示，优选地，所述井点管51包括外筒体512和内筒体513，所述外筒体512和所述内筒体513之间沿径向布置有多块隔板514，每块所述隔板514的两端分别与所述外筒体512、所述内筒体513固定连接，所述隔板514优选设置八块，所述隔板514进一步改善土层特性。所述外筒体512、内筒体513和所述隔板514上均设有滤孔，用于土体中水的渗入。优选地，所述外筒体512为可降解材料制成，所述内筒体513和所述隔板514选用难以降解的材料，随着时间流逝，所述外筒体512完全降解掉，留有内筒体513以及加强隔板514与深层土体7结合为一体形成加强作用，本实施例中使用的井点管51结构形式代替了传统的塑料排水板结构，渗水性能更好，并且在外筒体512可以完全降解，留有内筒体513和隔板514加强土体，避免环境污染。优选地，所述井点管51的底部设置成锥形，便于所述井点管51插入所述深层土体7中。

如图5至图9所示，连接管52和井点管51的直径不同，本实施例中提供了一种转接套53用于连接连接管52和井点管51，所述转接套53的上端与所述连接管52连接，所述转接套53的下端与所述井点管51连接，所述转接套53设置在浅层土体中。优选地，所述转接套53和所述连接管52均由可降解材料制成，避免污染环境。优选地，所述转接套53包括位于上段的接口531以及下段的套体532，所述接口531与所述连接管52连接，所述套体532包括内层套体片533和外层套体片534，所述内层套体片533和外层套体片534之间形成连接槽535，所述井点管51的上端嵌入在所述连接槽535中，内、外层套体片的结构形式保证了所述转接套53和所述井点管51之间的密封性。所述井点管51的侧壁上设有多个嵌置孔511，外层套体片534的内侧面设有多个凸块536，所述转接套53与所述井点管51连接时，所述凸块536嵌置在相应的嵌置孔511内，使所述转接套53和所述井点管41的连接更可靠。当抽真空作业时，井点管51内部形成负压，凸块536也被吸附，进一步保证了转接套53和井点管51的密封性能，所述接口531为颈缩接口，口径下小上大，在抽真空时易于形成负压。优选地，可以采用密封膜包住接口531和连接段52连接处，在密封膜外可以采用钢丝绑扎，进一步确保密封性。

为了便于理解，以下给出上述转接套53的三种实施例：第一种，如图5和图6所示，所述隔板514和所述外筒体512的顶部齐平，所述内层套体片533根据相邻隔板514的位置沿圆周设为多片，便于插入在相邻隔板514之间；第二种，如图7和图8所示，所述隔板514的高度低于所述外筒体512的高度，使所述内层套体片533和所述外层套体片534的高度大致相等，当所述套体532连接在所述井点管51上时，密封性能较好；第二种，如图9所示，所述隔板514的高度略低于所述外筒体512的高度，此时所述隔板514的高度略低于所述外筒体512的高度，当所述套体532连接在所述井点管51上时，密封性能较好。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种航道地基处理真空系统的施工方法，包括如下步骤：

S1、在待处理航道地基周围设置止水帷幕6，使所述止水帷幕6的底部插入深层土体7，所述止水帷幕6使挡土墙后的土体固结，阻断基坑内外的水层交流；

S2、采用插板机插设井点管组件5，确保连接管52和转接套53位于浅层土体8，井点管51位于深层土体7，多个井点管51的顶部大致位于同一平面，所述井点管组件5可在工厂预制而成，便于运输和安装，井点管的长度可设置为15m，连接管的长度可设置为5m左右，可根据时间情况灵活设置；

S3、依次将多个井点管组件5与横管1连接，然后将每个所述横管1连接在所述纵管2上连接，确保各组件连接的密封性；

S4、从船41上的真空泵4取出抽真空管3，将抽真空管3与纵管2连接；

S5、启动真空泵4，进行抽真空作业，抽吸土体中的地下水；

S6、抽真空管作业完成后，待土体的固结强度达到预期目标后，拆除横管1和纵管2，其余连接管52、转接套53和外筒体512随时间降解。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种航道地基处理真空系统，其特征在于，包括多根横向布置于水底的横管(1)，多根横管(1)与同一根纵管(2)连通，所述纵管(2)通过真空管(3)与真空泵(4)连接；每根所述横管(1)下方设有多个井点管组件(5)，所述井点管组件(5)包括井点管(51)和连接管(52)，所述井点管(51)竖直插入水底的土体中，所述连接管(52)的上端与所述横管(1)连通，所述连接管(52)的下端与所述井点管(51)连通。

2.根据权利要求1所述的航道地基处理真空系统，其特征在于：所述井点管组件(5)包括转接套(53)，所述转接套(53)的上端与所述连接管(52)连接，所述转接套(53)的下端与所述井点管(51)连接。

3.根据权利要求2所述的航道地基处理真空系统，其特征在于：所述转接套(53)和所述连接管(52)均由可降解材料制成。

4.根据权利要求2所述的航道地基处理真空系统，其特征在于：所述转接套(53)包括位于上段的接口(531)以及下段的套体(532)，所述接口(531)与所述连接管(52)连接，所述套体(532)包括内层套体片(533)和外层套体片(534)，所述内层套体片(533)和外层套体片(534)之间形成连接槽(535)，所述井点管(51)的上端嵌入在所述连接槽(535)中。

5.根据权利要求3所述的航道地基处理真空系统，其特征在于：所述井点管(51)的侧壁上设有多个嵌置孔(511)，外层套体片(534)的内侧面设有多个凸块(536)，所述转接套(53)与所述井点管(51)连接时，所述凸块(536)嵌置在相应的嵌置孔(511)内。

6.根据权利要求1所述的航道地基处理真空系统，其特征在于：所述井点管(51)包括外筒体(512)和内筒体(513)，所述外筒体(512)和所述内筒体(513)之间沿径向布置有多块隔板(514)，每块所述隔板(514)的两端分别与所述外筒体(512)、所述内筒体(513)连接，所述外筒体(512)、内筒体(513)和所述隔板(514)上均设有滤孔。

7.根据权利要求6所述的航道地基处理真空系统，其特征在于：所述外筒体(512)为可降解材料制成。

8.根据权利要求1所述的航道地基处理真空系统，其特征在于：所述井点管(51)的底部呈锥形。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的航道地基处理真空系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在待处理航道地基周围设置止水帷幕(6)，使所述止水帷幕(6)的底部插入深层土体(7)；

S2、插设井点管组件(5)，确保井点管(51)和转接套(53)位于深层土体(7)；

S3、将井点管组件(5)与横管(1)连接，所述横管(1)与纵管(2)连接；

S4、将抽真空管(3)与真空泵(4)连接，抽真空管(3)的底部与纵管(2)连接；

S5、启动真空泵(4)，进行抽真空作业；

S6、待土体的固结强度达到预期目标后，拆除横管(1)和纵管(2)。