CN108691310A - 一种软土地基排水固结系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑施工领域，特别是一种软土地基排水固结系统及方法。本发明中塑料排水板竖直设置于地基中，水平排水管水平设置并与塑料排水板的上端连接，水平排水管还与真空泵连接，真空泵还经管道与排水槽连接，水平排水管经砂垫层埋没，砂垫层上还铺设有密封膜，密封膜上方设置有堆载，滤水管设置于密封膜和堆载之间，虹吸管一端与滤水管连接，另一端与排水槽连接。软土地基排水固结系统提高了地基排水效果，从而使得排水固结施工的效果更好、效率更高；而通过使用软土地基排水固结方法，使得系统的创建更加有条理，并且使得软土地基排水固结的过程更加安全、高效和环保。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特别是一种软土地基排水固结系统及方法。
背景技术
在建筑施工中，对于地基土质的要求比较严格，土质过于松软、含水量高、孔隙比大或者压缩性高的土质工程性比较差，例如在滨海、湖沼和谷地等一些地质松软的地区，如果不进行地基的排水固结施工，建筑物发生沉陷乃至坍塌风险很大。为了消除这种隐患，对这种松软土质进行建筑施工时，常需要进行排水固结施工，而在排水固结的施工过程中地基排水非常重要。但是目前通过吹填砂进行回填后，大量水分沉积在吹填砂体中，难以有效排除，甚至渗到地基中，加大了地基排水的工作量，对排水固结施工的效果有很大影响，因此需要设计一种地基排水和吹填砂排水效果都好的排水固结系统和方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种软土地基排水固结系统，提高了地基排水和吹填砂排水效果，从而使得排水固结施工的效果更好、效率更高，其中吹填砂排水的方式节能方便，节省了大量人力物力；还提供一种软土地基排水固结方法，使得系统的创建更加有条理，并且使得软土地基排水固结的过程更加安全、高效和环保。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种软土地基排水固结系统，包括塑料排水板、水平排水管、砂垫层、密封膜、真空泵、堆载、滤水管、虹吸管和排水槽，所述塑料排水板竖直设置于地基中，所述水平排水管水平设置并与塑料排水板的上端连接，所述水平排水管还与真空泵连接，所述真空泵还经管道与排水槽连接，所述水平排水管经砂垫层埋没，所述砂垫层上还铺设有密封膜，所述密封膜上方设置有堆载，所述滤水管设置于密封膜和堆载之间，所述虹吸管一端与滤水管连接，另一端与排水槽连接。
前述的软土地基排水固结系统，所述虹吸管与排水槽连接的一端低于与滤水管连接处的高度低于虹吸管与滤水管连接处的高度。
前述的软土地基排水固结系统，所述密封膜至少铺设有两层，所述密封膜与砂垫层之间还设置有无纺土工布，所述密封膜与堆载之间也设置有无纺土工布。
前述的软土地基排水固结系统，还包括止回阀和截门，所述止回阀和截门设置于真空泵与水平排水管连接的管道上。
前述的软土地基排水固结系统，所述堆载采用吹填砂方式，并且为多级堆载。
前述的软土地基排水固结系统，地基四周还设置有密封墙，所述密封墙采用双排粘土桩，所述密封膜的边缘经密封墙密封。
前述的软土地基排水固结系统，地基四周还设置有防风沙墙，所述防风沙墙的高度超过堆载砂的高度。
一种软土地基排水固结方法，采用前述的软土地基排水固结系统，包括以下步骤：
S1，测量放线；
S2，场地清表和平整：采用吹填砂施工，使场地达到吹填高程，再通过推土机将场地平整；
S3，埋设垂直方向排水板：通过插板机向地基竖直方向施打若干根塑料排水板；
S4，埋设水平方向排水管道：铺设水平方向的若干根水平排水管，并将水平排水管与塑料排水板连接，并通过砂垫层将水平排水管埋设；
S5，在地基四周打设密封墙和防风沙墙，所述密封墙采用双排粘土桩，所述防风沙墙高度大于堆载高度；
S6，安装调试真空泵，所述真空泵与水平排水管连接，所述真空泵还经管道与排水槽连接；
S7，铺设密封膜及密封处理：铺设无纺土工布和密封膜，密封膜周边进行密封处理；
S8，真空泵试抽气并堵漏；
S9，真空泵正式抽气；
S10，分级堆载：在密封膜上铺设无纺土工布，并在无纺土工布上设置若干根相互连通的滤水管，所述滤水管与虹吸管连接，所述虹吸管还与排水槽连接，然后进行堆载，堆载采用吹填砂方式，并分层堆载，待地基强度达到下级堆载要求后再进行下一级堆载；
S11，停泵卸载：当地基固结度≥90％或者连续5天沉降速率≤2～3mm/d，关闭真空泵并卸载。
前述的软土地基排水固结方法，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31，所述塑料排水板进行施打前，先用插板机在场地内进行试打，记录工艺参数，从而微调插板机对塑料排水板施打时的速度；
S32，对场地进行测量定出板位，并作定位标记，板位偏差控制在±100mm内，插板机严格按照板位对塑料排水板进行施打，所述塑料排水板可通过设置多台插板机进行施打；
S33，施打塑料排水板时，在插板机上设置配有刻度盘的活动金属垂针，从而检查塑料排水板施打的垂直度，塑料排水板的垂直度偏差≤1.5％；
S34，每台插板机配备一台塑料排水板插设长度记录仪，同时配备一名质检员，全面检查板位误差、垂直度、施打深度、外露长度、回带的情况，确保符合标准并记录后方可移机施打下一根，发现施打不合格时及时在该板位150mm范围内补打。
前述的软土地基排水固结方法，所述步骤S6具体包括以下步骤：
S61，保证真空度：1000m2～1500m2的范围内至少配置一台真空泵，施工期间所有真空泵24小时满负荷运转，并准备≥总数量10％的备用真空泵，以作为真空泵损坏时的备用；
S62，真空泵功率与需求匹配，为避免在停泵后真空度很快降低，所述真空泵与水平排水管连接的管道上还设置有止回阀和截门。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
1)本发明通过提供一种软土地基排水固结系统，提高了地基排水和吹填砂排水效果，从而使得排水固结施工的效果更好、效率更高，其中吹填砂排水的方式节能方便，节省了大量人力物力；而通过使用一种软土地基排水固结方法，使得系统的创建更加有条理，并且使得软土地基排水固结的过程更加安全、高效和环保；
2)通过在密封膜和堆载之间设置滤水管，并通过虹吸管分别连接滤水管和排水槽，由于渗漏的水位于堆载下部，受到的压强较大，因此渗漏的水会经虹吸管排出到排水槽中；其中为了使渗漏的水排出效果更好更稳定，使虹吸管与排水槽连接的一端低于与滤水管连接的一端，从而形成虹吸效应，源源不断的地基中的水排出到排水槽中，从而节省了大量人力物力，配合吹填砂堆载方式，大大提升了排水固结效果，节省了排水固结时间；
3)铺设多层密封膜，减少了密封膜破损导致真空度难以维持或达到标准的可能性；而密封膜下的无纺土工布避免了密封膜直接与下层土石接触，从而降低了破损的可能性；
4)通过在真空泵与水平排水管连接的管道上设置止回阀和截门，使得在真空泵停泵后，密封膜下的真空度仍然能够得到有效的保持，减少了更换真空泵时重新达到预定真空度的时间；此外通过准备≥总数量10％的备用真空泵，以作为真空泵损坏时的备用，从而使得真空泵抽真空时能够通过备用机对坏的真空泵进行更换，从而使得真空泵能够有效维持真空度；
5)通过使用密封墙将密封膜的边缘进行密封，使得密封膜的密封效果更好，使得真空泵抽真空的效果更好更稳定，其中采用双排桩的密封墙保证墙的厚度和密封效果，也使得密封墙更加稳定，有利于承受来自真空和堆载的压力；
6)通过在堆载的四周设置防风沙墙，从而使得起风时，减少了堆载的泥沙飞扬造成污染的情况发生，从而使得工程更加环保；
7)通过对插板机施打塑料排水板时进行试打，检查板位误差、垂直度、深度、外露长度和回带的情况，使得塑料排水板能够良好实现竖直方向上的排水功能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记的含义：1-塑料排水板，2-水平排水管，3-砂垫层，4-密封膜，5-真空泵，6-堆载，7-滤水管，8-虹吸管，9-排水槽，10-无纺土工布，11-止回阀，12-截门，13-密封墙，14-防风沙墙。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：一种软土地基排水固结系统，构成如图1所示，包括塑料排水板1、水平排水管2、砂垫层3、密封膜4、真空泵5、堆载6、滤水管7、虹吸管8和排水槽9，所述若干根塑料排水板1竖直设置于地基中，所述若干根水平排水管2水平设置并与塑料排水板1的上端连接，所述水平排水管2还与若干台真空泵5连接，所述真空泵5还经管道与排水槽9连接，所述水平排水管2经砂垫层3埋没，所述砂垫层3上还铺设有密封膜4，所述密封膜4上方设置有堆载6，所述堆载6采用吹填砂方式，并且为多级堆载；所述滤水管7设置于密封膜4和堆载6之间，所述虹吸管8一端与滤水管7连接，另一端与排水槽9连接，所述虹吸管8与排水槽9连接处的高度低于虹吸管8与滤水管7连接处的高度。
所述密封膜4至少铺设有两层，所述密封膜4与砂垫层3之间还设置有无纺土工布10，所述密封膜4与堆载6之间也设置有无纺土工布10。
地基四周还设置有密封墙13，所述密封墙13采用双排桩，所述密封膜4的边缘经密封墙13密封。
地基四周还设置有防风沙墙14，所述防风沙墙14高度大于堆载6高度。
实施例2：一种软土地基排水固结系统，构成如图1所示，包括塑料排水板1、水平排水管2、砂垫层3、密封膜4、真空泵5、堆载6、滤水管7、虹吸管8和排水槽9，所述若干根塑料排水板1竖直设置于地基中，所述若干根水平排水管2水平设置并与塑料排水板1的上端连接，所述水平排水管2还与若干台真空泵5连接，所述真空泵5还经管道与排水槽9连接，所述水平排水管2经砂垫层3埋没，所述砂垫层3上还铺设有密封膜4，所述密封膜4上方设置有堆载6，所述堆载6采用吹填砂方式，并且为多级堆载；所述滤水管7设置于密封膜4和堆载6之间，所述虹吸管8一端与滤水管7连接，另一端与排水槽9连接，所述虹吸管8与排水槽9连接处的高度低于虹吸管8与滤水管7连接处的高度。
所述密封膜4至少铺设有两层，所述密封膜4与砂垫层3之间还设置有无纺土工布10，所述密封膜4与堆载6之间也设置有无纺土工布10。
所述软土地基排水固结系统，还包括止回阀11和截门12，所述止回阀11和截门12设置于真空泵5与水平排水管2连接的管道上。
前述的软土地基排水固结系统，地基四周还设置有密封墙13，所述密封墙13采用双排桩，所述密封膜4的边缘经密封墙13密封。
前述的软土地基排水固结系统，地基四周还设置有防风沙墙14，所述防风沙墙14高度大于堆载6高度。
实施例3：一种软土地基排水固结方法，如图1所示，采用前述的软土地基排水固结系统，包括以下步骤：
S1，测量放线；
S2，场地清表和平整：采用吹填砂施工，使场地达到吹填高程，再通过推土机将场地平整；
S3，埋设垂直方向排水板：通过插板机向地基竖直方向施打若干根塑料排水板1；
S4，埋设水平方向排水管道：铺设水平方向的若干根水平排水管2，并将水平排水管2与塑料排水板1连接，并通过砂垫层3将水平排水管2埋设；
S5，在地基四周打设密封墙13和防风沙墙14，所述密封墙13采用双排桩，所述防风沙墙14高度大于堆载6高度；
S6，安装调试真空泵5，所述真空泵5与水平排水管2连接，所述真空泵5还经管道与排水槽9连接；
S7，铺设密封膜4及密封处理：铺设无纺土工布10和密封膜4，密封膜4周边进行密封处理；
S8，真空泵5试抽气并堵漏；
S9，真空泵5正式抽气；
S10，分级堆载：在密封膜4上铺设无纺土工布10，并在无纺土工布10上设置若干根相互连通的滤水管7，所述滤水管7与虹吸管8连接，所述虹吸管8还与排水槽9连接，然后进行堆载6，堆载6采用吹填砂方式，并分层堆载6，待地基强度达到下级堆载6要求后再进行下一级堆载；
S11，停泵卸载：当地基固结度≥90％或者连续5天沉降速率≤2～3mm/d，关闭真空泵5并卸载。
所述软土地基排水固结方法，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31，所述塑料排水板1进行施打前，先用插板机在场地内进行试打，记录工艺参数，从而微调插板机对塑料排水板1施打时的速度；
S32，对场地进行测量定出板位，并作定位标记，板位偏差控制在±100mm内，插板机严格按照板位对塑料排水板1进行施打，所述塑料排水板可通过设置多台插板机进行施打；
S33，施打塑料排水板1时，在插板机上设置配有刻度盘的活动金属垂针，从而检查塑料排水板施打的垂直度，塑料排水板1的垂直度偏差≤1.5％；
S34，每台插板机配备一台塑料排水板插设长度记录仪，同时配备一名质检员，全面检查板位误差、垂直度、施打深度、外露长度、回带的情况，确保符合标准并记录后方可移机施打下一根，发现施打不合格时及时在该板位150mm范围内补打。
所述软土地基排水固结方法，所述步骤S6具体包括以下步骤：
S61，保证真空度：1000m2～1500m2的范围内至少配置一台真空泵5，施工期间所有真空泵524小时满负荷运转，并准备≥总数量10％的备用真空泵5，以作为真空泵5损坏时的备用；
S62，真空泵5功率与需求匹配，为避免在停泵后真空度很快降低，所述真空泵5与水平排水管2连接的管道上还设置有止回阀11和截门12。
本发明的工作原理：本发明是通过将塑料排水板1、水平排水管2、砂垫层3、密封膜4、真空泵5、堆载6、滤水管7、虹吸管8和排水槽9有机组装成一种软土地基排水固结系统，该软土地基排水固结系统提高了地基排水效果，从而使得排水固结施工的效果更好、效率更高，其中吹填砂排水的方式节能方便，节省了大量人力物力；通过使用软土地基排水固结方法，使得系统的创建更加有条理，并且使得软土地基排水固结的过程更加安全、高效和环保；其中通过在软土层上进行吹填砂施工，将场地高程加高，再通过设置竖直方向的塑料排水板1和水平方向的水平排水管2，并通过密封膜4对场地进行密封处理，再通过真空泵5进行抽真空配合多级堆载对地基施压，从而使得软土层和吹填砂层的水经塑料排水板1向上压出，并经水平方向的滤管由真空泵5中排出，从而使得土质中的水分排出，加强了地基的固结程度，从而达到后期建筑施工的需求；其中通过在密封膜4和堆载6之间设置滤水管7，并通过虹吸管8分别连接滤水管7和排水槽9，由于渗漏的水位于堆载6下部，受到的压强较大，因此渗漏的水会经虹吸管8排出到排水槽9中；其中为了使渗漏的水排出效果更好更稳定，使虹吸管8与排水槽9连接的一端低于与滤水管7连接的一端，从而形成虹吸效应，源源不断的将堆载6中渗漏的水排出到排水槽9中，从而节省了大量人力物力，配合吹填砂堆载6方式，大大节省了堆载6所需花费的时间；铺设多层密封膜4，减少了密封膜4破损导致真空度难以维持或达到标准的可能性；而密封膜4下的无纺土工布10避免了密封膜4直接与下层土石接触，从而降低了破损的可能性；通过在真空泵5与水平排水管2连接的管道上设置止回阀11和截门12，使得在真空泵5停泵后，密封膜4下的真空度仍然能够得到有效的保持，减少了更换真空泵5时重新达到预定真空度的时间；此外通过准备≥总数量10％的备用真空泵5，以作为真空泵5损坏时的备用，从而使得真空泵5抽真空时能够通过备用机对坏的真空泵5进行更换，从而使得真空泵5能够有效维持真空度；通过使用密封墙13将密封膜4的边缘进行密封，使得密封膜4的密封效果更好，使得真空泵5抽真空的效果更好更稳定，其中采用双排桩的密封墙13也使得密封墙13更加稳定，有利于承受来自真空和堆载6的压力；通过在堆载6的四周设置防风沙墙14，从而使得起风时，减少了堆载6的泥沙飞扬造成污染的情况发生，从而使得工程更加环保；通过对插板机施打塑料排水板1时进行试打，检查板位误差、垂直度、深度、外露长度和回带的情况，使得塑料排水板1能够良好实现竖直方向上的排水功能。
Claims (10)
1.一种软土地基排水固结系统，其特征在于，包括塑料排水板(1)、水平排水管(2)、砂垫层(3)、密封膜(4)、真空泵(5)、堆载(6)、滤水管(7)、虹吸管(8)和排水槽(9)，所述塑料排水板(1)竖直设置于地基中，所述水平排水管(2)水平设置并与塑料排水板(1)的上端连接，所述水平排水管(2)还与真空泵(5)连接，所述真空泵(5)还经管道与排水槽(9)连接，所述水平排水管(2)经砂垫层(3)埋没，所述砂垫层(3)上还铺设有密封膜(4)，所述密封膜(4)上方设置有堆载(6)，所述滤水管(7)设置于密封膜(4)和堆载(6)之间，所述虹吸管(8)一端与滤水管(7)连接，另一端与排水槽(9)连接。
2.根据权利要求1所述的软土地基排水固结系统，其特征在于，所述虹吸管(8)与排水槽(9)连接处的高度低于虹吸管(8)与滤水管(7)连接处的高度。
3.根据权利要求1所述的软土地基排水固结系统，其特征在于，所述密封膜(4)至少铺设有两层，所述密封膜(4)与砂垫层(3)之间还设置有无纺土工布(10)，所述密封膜(4)与堆载(6)之间也设置有无纺土工布(10)。
4.根据权利要求1所述的软土地基排水固结系统，其特征在于，还包括止回阀(11)和截门(12)，所述止回阀(11)和截门(12)设置于真空泵(5)与水平排水管(2)连接的管道上。
5.根据权利要求1所述的软土地基排水固结系统，其特征在于，所述堆载(6)采用吹填砂方式，并且为多级堆载。
6.根据权利要求1所述的软土地基排水固结系统，其特征在于，地基四周还设置有密封墙(13)，所述密封墙(13)采用双排桩，所述密封膜(4)的边缘经密封墙(13)密封。
7.根据权利要求1所述的软土地基排水固结系统，其特征在于，地基四周还设置有防风沙墙(14)，所述防风沙墙(14)高度大于堆载(6)高度。
8.一种软土地基排水固结方法，采用权利要求1～7任一所述的软土地基排水固结系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1，测量放线；
S2，场地清表和平整：采用吹填砂施工，使场地达到吹填高程，再通过推土机将场地平整；
S3，埋设垂直方向排水板：通过插板机向地基竖直方向施打若干根塑料排水板(1)；
S4，埋设水平方向排水管道：铺设水平方向的若干根水平排水管(2)，并将水平排水管(2)与塑料排水板(1)连接，并通过砂垫层(3)将水平排水管(2)埋设；
S5，在地基四周打设密封墙(13)和防风沙墙(14)，所述密封墙(13)采用双排桩，所述防风沙墙(14)高度大于堆载(6)高度；
S6，安装调试真空泵(5)，所述真空泵(5)与水平排水管(2)连接，所述真空泵(5)还经管道与排水槽(9)连接；
S7，铺设密封膜(4)及密封处理：铺设无纺土工布(10)和密封膜(4)，密封膜(4)周边进行密封处理；
S8，真空泵(5)试抽气并堵漏；
S9，真空泵(5)正式抽气；
S10，分级堆载：堆载(6)采用吹填砂方式，在密封膜(4)上铺设无纺土工布(10)，并在无纺土工布(10)上设置若干根相互连通的滤水管(7)，所述滤水管(7)与虹吸管(8)连接，所述虹吸管(8)还与排水槽(9)连接，并分层堆载(6)，待地基强度达到下级堆载(6)要求后再进行下一级堆载；
S11，停泵卸载：当地基固结度≥90％或者连续5天沉降速率≤2～3mm/d，关闭真空泵(5)并卸载。
9.根据权利要求8所述的软土地基排水固结方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31，所述塑料排水板(1)进行施打前，先用插板机在场地内进行试打，记录工艺参数，从而微调插板机对塑料排水板(1)施打时的速度；
S32，对场地进行测量定出板位，并作定位标记，板位偏差控制在±100mm内，插板机严格按照板位对塑料排水板(1)进行施打，所述塑料排水板(1)可通过设置多台插板机进行施打；
S33，施打塑料排水板(1)时，在插板机上设置配有刻度盘的活动金属垂针，从而检查塑料排水板(1)施打的垂直度，塑料排水板(1)的垂直度偏差≤1.5％；
S34，每台插板机配备一台塑料排水板(1)插设长度记录仪，同时配备一名质检员，全面检查板位误差、垂直度、施打深度、外露长度、回带的情况，确保符合标准并记录后方可移机施打下一根，发现施打不合格时及时在该板位150mm范围内补打。
10.根据权利要求8所述的软土地基排水固结方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括以下步骤：
S61，保证真空度：1000m2～1500m2的范围内至少配置一台真空泵(5)，施工期间所有真空泵(5)24小时满负荷运转，并准备≥总数量10％的备用真空泵(5)，以作为真空泵(5)损坏时的备用；
S62，真空泵(5)功率与需求匹配，为避免在停泵后真空度很快降低，所述真空泵(5)与水平排水管(2)连接的管道上还设置有止回阀(11)和截门(12)。
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