CN106545003B - 真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在原地基上安装第一节钢护筒，将吹填土施工到第一节钢护筒顶面以下一定距离，停止吹填土施工，在第一节钢护筒上部可拆卸地安装第二节钢护筒，将吹填土施工至第二节钢护筒顶面以下一定距离，循环交互操作直至达到预设吹填高度，并完成钢护筒的拼接；步骤二、将预先安装的井管吊装至钢护筒内，进行真空降水井的安装；步骤三、启动抽水泵与真空泵，采取从上至下逐步抽取位于最上方的一节钢护筒的方式直至抽取完最后一节钢护筒，使真空降水井逐步降低吹填土含水率。本发明克服了在吹填土中无法采用钻孔工艺安装真空降水井进行降水的缺陷，实现了吹填土的快速加固处理。

Description

真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法

技术领域

本发明涉及吹填土加固施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法。

背景技术

随着经济建设的发展，土地资源相对变的越来越紧缺，人类对海洋空间利用的需求不断增加。近年来，中国沿海地区迅速发展，在土地资源紧张、征地成本增高的情况下，利用沿海滩涂、浅海资源增加土地资源是解决这一问题的有效手段，并具有巨大的社会和经济效益。而吹填技术是当今的主流技术，吹填土工程性质很差，地基处理难度大，费时且费钱，成为了沿海地区经济发展的瓶颈。

真空降水井以维持井内负压缩短渗径增加水力梯度的方式结合降水井进行降水在一般的地基处理工程领域上较为常见，然而，真空降水井一般以先钻孔后安装井管的方式进行施工，由于吹填土近似流体的特性，使得一般的真空降水井施工方法并不适用于吹填土施工。目前，尚未有将真空降水井应用于吹填土施工过程的报道。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，通过钢护筒拼接与吹填土施工交互进行的方式，预埋用于真空降水井安装的拼接钢护筒，并在钢护筒与降水井的井管之间填埋中粗砂过滤介质，以逐步拆卸钢护筒逐步降水的方式实现对吹填土地基施工的快速加固。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在原地基上安装第一节钢护筒，将吹填土施工到第一节钢护筒顶面以下一定距离，停止吹填土施工，在第一节钢护筒上部可拆卸地安装第二节钢护筒，然后将吹填土施工至第二节钢护筒顶面以下一定距离，继续可拆卸安装下一节钢护筒，循环交互操作直至达到预设吹填高度，并完成钢护筒的拼接；

步骤二、将预先安装好的井管按照预设位置吊装至步骤一中已拼接好的钢护筒中，并通过在钢护筒与井管之间填埋中粗砂将井管固定于钢护筒中，中粗砂的填埋高度大于井管中滤管部分的高度，并在中粗砂上部覆盖不透水材料；

步骤三、安装抽水泵，密封井管上部的井口，并安装真空泵，完成真空降水井的安装；

步骤四、启动抽水泵与真空泵，采取从上至下逐步抽取位于最上方的一节钢护筒的方式直至抽取完最后一节钢护筒，使真空降水井逐步降水。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，所述钢护筒的下端设有直径略小于钢护筒直径的插接部，以使下一节待安装的钢护筒的插接部与上一节已安装的钢护筒的上部实现可拆卸安装。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，步骤三的具体施工步骤为：安装抽水泵于井管内，并用井盖密封井管上部的井口，所述井盖上设有一贯通孔，一中空的钢管固定插入贯通孔内连通井管内外，所述钢管位于所述井管内的一端侧壁上设有一气孔，一软管的一端连通所述抽水泵的一端，软管的另一端与位于井管内的钢管连通，且所述软管与所述气孔不干涉以使所述气孔连通井管内部与钢管内部，真空泵连通位于井管外侧的钢管。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，所述钢护筒远离插接部的一端侧壁上还设有至少2个钢索锚固点，在步骤四中，抽取每一节钢护筒时，拉取连接于钢索锚固点上的钢索进行每一节钢护筒的抽离。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，在步骤四中，每一节钢护筒待抽离前，先关闭抽水泵和真空泵，断开真空泵与井管，每一节钢护筒抽离后，连通真空泵与井管，打开抽水泵和真空泵；当每抽取最上方的一节钢护筒时，若发现井管附近的中粗砂向两边滑移，则停止抽取该节钢护筒，维持该节钢护筒在已经抽取的高度，打开抽水泵和真空泵进行降水加固，直至中粗砂停止滑移或吹填土中预留孔能维持较好形状时，继续抽离该节钢护筒。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，在最上层的吹填土表面覆盖不透气膜。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，在步骤一中，根据预设的吹填土施工区域确定安装于原地基上的多个第一节钢护筒之间的行距和列距，并选择适宜的钢护筒直径和井管直径。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，多个第一节钢护筒之间的行距与列距均为13米，每一节钢护筒的内径为0.5米，长度为3米，插接部的长度为2厘米，井管的内径为0.273米。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，所述井管由自上至下的实心井壁官、滤管与沉淀管依次螺旋拼接而成，井管拼接完成后，于滤管周围缠绕滤网之后再进行步骤二的吊装。

优选的是，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，步骤四中，待吹填土加固到预设值时，拆除真空泵、抽水泵并吊出井管。

本发明至少包括以下有益效果：

1)本发明采用逐步安装钢护筒与逐步施工吹填土交互进行的方法克服了在吹填土中无法采用钻孔工艺安装真空降水井进行降水的缺陷，同时也避免了吹填土自身成孔难的问题；

2)本发明采用逐步抽离位于最上方的钢护筒的方法，逐步降水，可以防止中粗砂滑移，维持中粗砂介于滤管与吹填土之间作为过滤介质的作用，维持了吹填土中真空降水井孔壁的稳定，也大大减少了吹填土孔隙水的渗径，以达到加固吹填土地基的目的；

3)使用真空降水井进行降水可以保证降水井内的真空度，使降水效率增加；

4)本发明的方芳简单，易于实施，且钢护筒与井管可以重复利用。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的施工方法的结构示意图；

图2为本发明的一节钢护筒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-2所示，本发明提供一种真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在原地基2上安装第一节钢护筒，将吹填土3施工到第一节钢护筒顶面以下一定距离，停止吹填土施工，在第一节钢护筒上部可拆卸地安装第二节钢护筒，然后将吹填土3施工至第二节钢护筒顶面以下一定距离，继续可拆卸安装下一节钢护筒，循环交互操作直至达到预设吹填高度，并完成钢护筒1的拼接，附图1中未详细标注单节的钢护筒，图1中显示的为拼接后的钢护筒1，而吹填土则是一层一层施工的；

步骤二、将预先安装好的井管4按照预设位置吊装至步骤一中已拼接好的钢护筒1中，并通过在钢护筒1与井管4之间填埋中粗砂5将井管固定于钢护筒1中，中粗砂5的填埋高度大于井管中滤管部分的高度，并在中粗砂5上部覆盖不透水材料6；一般井管由自上至下的实心井壁官、滤管与沉淀管依次连接而成，井管安装时，沉淀管位于最下方，一般井管可以是焊接或是可拆卸连接，附图1中未示出实心井壁官、滤管与沉淀管3段之间的结构连接点；

步骤三、安装抽水泵7，密封井管上部的井口，并安装真空泵8，完成真空降水井的安装；

步骤四、启动抽水泵7与真空泵8，采取从上至下逐步抽取位于最上方的一节钢护筒的方式直至抽取完最后一节钢护筒，使真空降水井逐步降水。待吹填土加固到预设值时，拆除真空泵8、抽水泵7并吊出井管4。

其中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，在步骤四中，每一节钢护筒待抽离前，先关闭抽水泵7和真空泵8，断开真空泵8与井管4，每一节钢护筒抽离后，连通真空泵与井管，打开抽水泵7和真空泵8；当每抽取最上方的一节钢护筒时，若发现井管4附近的中粗砂5向两边滑移，则停止抽取该节钢护筒，维持该节钢护筒在已经抽取的高度，打开抽水泵7和真空泵8进行降水加固，直至中粗砂5停止滑移或吹填土3中预留孔能维持较好形状时，继续抽离该节钢护筒。这里所说的吹填土中的预留孔是指由钢护筒外壁在吹填土中预埋形成的孔道，钢护筒抽离时，若吹填土的预留孔道不能维持较好的形状，则容易使中粗砂滑移，而无法起到过滤介质的作用。

本发明的技术方案中，步骤二与步骤三就是对现有的真空降水井进行安装，由于吹填土自身流体的性质，无法通过常规钻孔的方式形成通道以供真空降水井进行安装，故本发明采用安装相互拼接组成的钢护筒以形成供降水井井管安装的通道，并通过起重设备对井管进行吊装至钢护筒内，在钢护筒内填埋中粗砂，并在其上部覆盖不透水材料，并压实填埋的中粗砂和不透水材料实现对井管的固定。由于相邻钢护筒之间是可拆卸的连接关系，故以安装一节钢护筒与施工吹填土交互进行，可以更好地固定钢护筒，形成井管可靠的通道。

由于真空降水井可以通过抽真空的方式使井管内形成负压，抽离钢护筒后，促使吹填土中的水分渗入到井管中，再利用抽水泵对井管内的水分进行抽离，然而，由于吹填土自身流体性过强，如果直接抽离全部的钢护筒，则会导致吹填土成孔差，致使井管周围的中粗砂流走而无法维持中粗砂形成包覆在井管外部起到过滤介质的作用，那么吹填土中的细小土颗粒堵塞滤管或吹填土直接流入井管内，导致降水井排水效果大大降低。本发明采用逐步抽离最上方的一节钢护筒的方式，并结合观察中粗砂的滑移情况和吹填土的成孔性，有计划地抽离钢护筒，使得吹填土的土体逐步加强，维持吹填土的成孔通道(即维持中粗砂包覆在井管周围的特定结构)，提高真空降水井的降水能力，从而实现对吹填土地基的快速固结。

在另一种技术方案中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，如图2所示，所述钢护筒的下端设有直径略小于钢护筒直径的插接部11，以使下一节待安装的钢护筒的插接部11与上一节已安装的钢护筒1的上部实现可拆卸安装。本技术方案中，是为了简易实现对相邻钢护筒之间的安装，且便于位于上方的钢护筒的拆卸。

在另一种技术方案中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，步骤三的具体施工步骤为：安装抽水泵7于井管4内，并用井盖密封井管4上部的井口，所述井盖上设有一贯通孔，一中空的钢管固定插入贯通孔内连通井管4内外，所述钢管位于所述井管4内的一端侧壁上设有一气孔，一软管的一端连通所述抽水泵7的一端，软管的另一端与位于井管4内的钢管连通，且所述软管与所述气孔不干涉以使所述气孔连通井管内部与钢管内部，真空泵8连通位于井管外侧的钢管。附图1中未示出井盖结构，本技术方案中，真空泵与抽水泵工作时，真空泵不仅将抽水泵内的水抽出，并通过气孔对井管内的气体进行抽离使井管内维持真空负压状态。一般的真空降水井则是将抽水泵与真空泵分开操作，分别实行抽水与维持真空负压的功能，本技术方案则充分利用了真空泵，在维持井管内真空负压状态的同时，辅助抽水泵对井管内的渗入水进行快速抽离，抽水泵与真空泵同时工作时，由于真空泵压力大，水分不会从气孔中流走。

在另一种技术方案中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，如图2所示，所述钢护筒远离插接部11的一端侧壁上还设有至少2个钢索锚固点12，在步骤四中，抽取每一节钢护筒时，拉取连接于钢索锚固点12上的钢索13进行每一节钢护筒的抽离。本技术方案中的钢索锚固点是为了便于抽离钢护筒设置的，结构简单易于操作。

在另一种技术方案中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，在最上层的吹填土表面覆盖不透气膜。由于需要维持真空降水井的井管内部的真空负压，当吹填土由于自身性质导致井管内不易维持真空负压状态时，可以通过在吹填土表面覆盖不透气膜，形成封闭状态，辅助井管内维持真空负压状态。

在另一种技术方案中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，在步骤一中，根据预设的吹填土施工区域确定安装于原地基上的多个第一节钢护筒之间的行距和列距，并选择适宜的钢护筒直径和井管直径。根据吹填土施工区域大小不同，合理设置多个真空降水井有利于实现对吹填土地基的快速加固处理，每一个井管内均安装有一个抽水泵，而真空泵设置为外部，根据实际需要可以多个抽水泵连接一个真空泵，也可以一个抽水泵连接一个真空泵。

在另一种技术方案中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，多个第一节钢护筒之间的行距与列距均为13米，每一节钢护筒的内径为0.5米，长度为3米，插接部的长度为2厘米，井管的内径为0.273米。本发明的申请人根据实际操作，选择上述参数完成了对一定区域内的吹填土地基的快速加固处理。

在另一种技术方案中，所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，所述井管由自上至下的实心井壁官、滤管与沉淀管依次螺旋拼接而成，井管拼接完成后，于滤管周围缠绕滤网之后再进行步骤二的吊装。一般的井管是将实心井壁官、滤管与沉淀管依次焊接而成，而本技术方案则是将三者通过螺旋可拆卸地连接方式连接，便于后期的拆卸与安装。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在原地基上安装第一节钢护筒，将吹填土施工到第一节钢护筒顶面以下一定距离，停止吹填土施工，在第一节钢护筒上部可拆卸地安装第二节钢护筒，然后将吹填土施工至第二节钢护筒顶面以下一定距离，继续可拆卸安装下一节钢护筒，循环交互操作直至达到预设吹填高度，并完成钢护筒的拼接；

步骤二、将预先安装好的井管按照预设位置吊装至步骤一中已拼接好的钢护筒中，并通过在钢护筒与井管之间填埋中粗砂将井管固定于钢护筒中，中粗砂的填埋高度大于井管中滤管部分的高度，并在中粗砂上部覆盖不透水材料；

步骤三、安装抽水泵，密封井管上部的井口，并安装真空泵，完成真空降水井的安装；

步骤四、启动抽水泵与真空泵，采取从上至下逐步抽取位于最上方的一节钢护筒的方式直至抽取完最后一节钢护筒，使真空降水井逐步降水。

2.如权利要求1所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，所述钢护筒的下端设有直径略小于钢护筒直径的插接部，以使下一节待安装的钢护筒的插接部与上一节已安装的钢护筒的上部实现可拆卸安装。

3.如权利要求1所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，步骤三的具体施工步骤为：安装抽水泵于井管内，并用井盖密封井管上部的井口，所述井盖上设有一贯通孔，一中空的钢管固定插入贯通孔内连通井管内外，所述钢管位于所述井管内的一端侧壁上设有一气孔，一软管的一端连通所述抽水泵的一端，软管的另一端与位于井管内的钢管连通，且所述软管与所述气孔不干涉以使所述气孔连通井管内部与钢管内部，真空泵连通位于井管外侧的钢管。

4.如权利要求1所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，所述钢护筒远离插接部的一端侧壁上还设有至少2个钢索锚固点，在步骤四中，抽取每一节钢护筒时，拉取连接于钢索锚固点上的钢索进行每一节钢护筒的抽离。

5.如权利要求1所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，在步骤四中，每一节钢护筒待抽离前，先关闭抽水泵和真空泵，断开真空泵与井管，每一节钢护筒抽离后，连通真空泵与井管，打开抽水泵和真空泵；当每抽取最上方的一节钢护筒时，若发现井管附近的中粗砂向两边滑移，则停止抽取该节钢护筒，维持该节钢护筒在已经抽取的高度，打开抽水泵和真空泵进行降水加固，直至中粗砂停止滑移或吹填土中预留孔能维持较好形状时，继续抽离该节钢护筒。

6.如权利要求1所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，在最上层的吹填土表面覆盖不透气膜。

7.如权利要求2所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，在步骤一中，根据预设的吹填土施工区域确定安装于原地基上的多个第一节钢护筒之间的行距和列距，并选择适宜的钢护筒直径和井管直径。

8.如权利要求7所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，多个第一节钢护筒之间的行距与列距均为13米，每一节钢护筒的内径为0.5米，长度为3米，插接部的长度为2厘米，井管的内径为0.273米。

9.如权利要求1所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，所述井管由自上至下的实心井壁管、滤管与沉淀管依次螺旋拼接而成，井管拼接完成后，于滤管周围缠绕滤网之后再进行步骤二的吊装。

10.如权利要求1所述的真空降水井逆作法加固吹填土的施工方法，其特征在于，步骤四中，待吹填土加固到预设值时，拆除真空泵、抽水泵并吊出井管。