CN109610430B - 一种吹填场地分层真空快速固结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹填场地分层真空快速固结方法。该方法通过在场地内预置的竖向井管、多层水平分布的真空滤管及塑料排水板将吹填土分割成多层，真空度经由井管及多层水平分布的真空滤管有效传递至吹填土层深处，在吹填土层中形成多层真空层，克服了传统方法仅在地表抽真空、真空度向下传递深度有限的不足，使不同深度处的吹填土体处于相同的真空度下，使吹填土层中的水在真空及重力的双重作用下经由塑料排水板及真空滤管汇集至井管并通过排水导管排出，可有效减少真空度在传递路径中的损耗，且本方法中真空度通过井管及真空滤管向深层传递，地表无需铺设砂垫层，可大大节约工程造价。

Description

一种吹填场地分层真空快速固结方法

技术领域

本发明涉及一种吹填场地处理方法，具体涉及一种吹填场地分层真空快速固结方法，属于岩土工程技术领域。

背景技术

随着我国沿海地区经济建设发展迅速，在滩涂上吹填造地以解决工业用地不足，是目前普遍采用的方法。滩涂上吹填造地区域的土体主要有以下特点：原状土体主要体现为淤泥或淤泥质软土，呈现出抗剪强度低、压缩性大、孔隙比大、含水量高、流变性强和渗透性差的结构特点；吹填土的物质成分比较复杂，多数为疏浚淤泥、粘土或粉土，具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低和渗透系数小的软塑到流塑结构状态。

目前吹填造地的一般步骤为围堰→吹填→地基处理→造地使用。由于吹填常采用水力进行，吹填后整个场地中土体含水量高，承载力低，土体多呈流态、流塑，施工人员、设备无法进入，导致吹填形成的场地无法立即投入使用产生经济价值。目前常规的做法是要晾晒排水数月甚至数年，再采用铺设竹排、荆芭、土工织物等材料使土体具有一定的承载力，使施工人员能够进入作业，再用浅层真空预压等浅表层地基预处理方法进行一次处理，使大型机械设备能够进入作业，再采用深层真空预压、堆载预压或动力排水固结等方法进行二次处理，吹填场地达到具备使用的条件。从场地吹填完成到场地可以投入使用往往需要等待一年以上甚至几年，还需要投入巨大的资金进行地基处理方能使场地交付使用。因此，急需开发一种吹填土快速固结的施工方法，使吹填淤泥可以在短期内快速固结，达到较高的承载力，并有效减小工后沉降。

发明内容

本发明的目的是提供一种吹填场地分层真空快速固结方法，以解决现有吹填场地处理技术中存在的排水效率低下、工后沉降大、施工工期长等技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种吹填场地分层真空快速固结方法，通过在场地内预置的呈矩形阵列分布的竖向井管、多层水平分布的真空滤管及塑料排水板将吹填土分割成多层，真空度经由井管及多层水平分布的真空滤管有效传递至吹填土层深处，在吹填土层中形成多层真空抽水层，吹填土层中的水在真空及重力的双重作用下经由塑料排水板及真空滤管汇集至井管并通过排水导管排出。

一种吹填场地分层真空快速固结方法，包含以下步骤：

A.填筑围堰：

在吹填场地进行场地平整、测量放样，并在场地边缘按设计要求填筑围堰。

B.架设井管：

在场地内垂直架设井管，井管呈矩形阵列分布，井管间距不小于50m，井管顶标高高于吹填设计标高不少于30cm；

进一步地，所述井管为PVC管，其直径不小于30cm；

进一步地，所述井管周身预留有与真空滤管对接的圆孔，其直径略大于真空滤管外径，待与真空滤管对接完毕后将所述真空滤管与井管间空隙密封；

进一步地，所述井管底部设有下密封盖，顶部设有上密封盖；

进一步地，所述上密封盖上预留有与真空导管、排水导管对接的圆孔，其直径略大于所述真空导管及排水导管，待真空导管、排水导管安装完毕将所述上密封盖与真空导管、排水导管间空隙密封。

C.架设真空滤管：

沿井管矩形阵列的经线方向或纬线方向水平架设多层真空滤管，真空滤管层间距不小于2m。

D.安装真空导管、排水导管：

在井管顶部安装真空导管将场地内井管连成整体，并将真空导管汇总连接至真空泵；在井管顶部安装排水导管将场地内井管连成整体，并将排水导管汇总连接至抽水泵。

进一步地，所述真空导管插入井管内长度为5～10cm，保证其端部始终高于井管内液面；

进一步地，所述排水导管插入井管部分的端部距井管下密封盖顶面10～20cm，保证在真空抽水过程中其端部始终位于井管中液面以下，并保证其端部不被随水流进入井管中的泥沙掩埋。

E.安装塑料排水板：

在同层真空滤管相邻两排真空滤管间安装塑料排水板，塑料排水板水平间距1～1.5m

进一步地，所述塑料排水板与真空滤管间通过板管连接器连接；

进一步地，所述塑料排水板长度略长于其连接的两排真空滤管间距，使所述塑料排水板呈抛物线形自然下垂状态，以保证吹填过程中塑料排水板能随吹填液面标高的提升而上浮、真空抽水过程中塑料排水板随吹填土的沉降下沉而不被拉断。

F.吹填作业：

在井管、真空滤管、塑料排水板组成的真空排水系统组装完毕后开始吹填作业，吹填作业一次性吹填至设计标高；

进一步地，吹填作业过程中应避免对井管、真空滤管及塑料排水板的直接冲刷以保证后续真空度的有效传递及排水效果的持续良好。

G.覆密封膜：

吹填至设计标高后在场地内满铺密封膜；

进一步地，所述密封膜与井管超出吹填标高的部分间应做密封处理，保证密封膜在吹填表面的密封性良好。

H.真空抽水作业：

开启真空泵及抽水泵，在密封膜下及水平真空滤管层形成真空负压，并保证真空度不小于80kPa；

进一步地，所述抽水泵可选择在吹填作业开始时同步开启。

I.井管回填：

真空抽水作业完毕后，拆除井管顶部真空导管、排水导管及井管的上密封盖，向井管内密实回填粘土，并将吹填土沉降后顶面标高以上的井管切除，完成施工。

本发明方法与现有技术相比，存在以下优点：

(1)本方法通过在吹填场地内预置呈矩形矩阵分布的竖向井管、多层水平分布的真空滤管及塑料排水板将吹填土分割成多层，该方法能将真空度有效传递至深层土体，克服了传统方法仅在地表抽真空、真空度向下传递深度有限的不足，使不同深度处的吹填土体处于相同的真空度下，使吹填土层中的水在真空及重力的双重作用下经由塑料排水板及真空滤管汇集至井管并通过排水导管排出，减少了真空度在传递路径中的损耗，在扩大真空度作用范围、提高真空度利用率、加快吹填土排水固结、缩短工期的同时大大降低能耗、节约造价；

(2)本方法中真空度通过井管及真空滤管向深层传递，地表无需铺设砂垫层，可大大节约工程造价；

(3)本方法施工完成后塑料排水板、真空滤管及井管作为加筋材料留置于土中，提高了处理后的吹填土提的整体性及稳定性。

附图说明

图1是本发明的吹填作业前剖面图；

图2是本发明的吹填作业后剖面图；

图3是本发明的井管、真空滤管及塑料排水板空间位置示意图吹填作业前剖面图；

图4是本发明的井管与真空泵、抽水泵连接示意图；

图5是本发明的真空滤管与塑料排水板连接示意图；

图6是本发明的原理示意图；

图7-1是本发明的井管上密封盖示意图。

图7-2是本发明的井管下密封盖示意图。

其中：1-围堰；2-井管；3-真空滤管；4-塑料排水板；5-板管连接器；6-密封膜；7-真空导管；8-排水导管；9-真空泵；10-抽水泵；11-上密封盖；12-下密封盖。

具体实施方式

下面结合附图及某吹填场地处理的工程实例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明并不限于以下描述内容：

首先，在吹填场地进行场地平整、测量放样，并在场地边缘填筑围堰(1)，如图1所示。围堰(1)填筑完毕后，采用直径30cm的PVC管作为井管(2)并对其进行预处理，按照真空滤管(3)的设计深度及位置在井管(2)周身设置用于二者对接的圆孔，其直径略大于真空滤管(3)外径，并在井管(2)顶端和底端分别安装如图7-1、7-2所示的上密封盖(11)和下密封盖(12)；在场地内呈矩形阵列分布垂直架设的井管(2)，使井管(2)顶标高高于吹填设计标高30cm。井管(2)架设完毕后安装真空滤管(3)，将真空滤管(3)两端分别插入井管(2)，并密封真空滤管(3)与井管(2)间的空隙，真空滤管(3)层间距2m。真空滤管(3)安装完毕后，场地内井管(2)基本连成了整体，在井管(2)顶部安装真空导管(7)及排水导管(8)将场地内井管(2)完全连成整体，其中真空导管(7)插入井管(2)内长度为10cm，排水导管(8)插入井管(2)部分的端部距井管(2)下密封盖(12)顶面距离为20cm，如图6所示，并将真空导管(7)及排水导管(8)分别汇总连接至真空泵(9)及抽水泵(10)，如图4所示。随后通过板管连接器(5)将塑料排水板(4)与真空滤管(3)连接，如图5所示，塑料排水板(4)水平间距1.5m。塑料排水板(4)长度略长于其连接的两排真空滤管(3)间距，安装完成后塑料排水板(4)呈抛物线形自然下垂状态，如图1、图3所示。待塑料排水板(4)安装完毕即可开始吹填作业，吹填作业一次性吹填至设计标高，并保证在吹填作业过程中应避免对井管(2)、真空滤管(3)及塑料排水板(4)的直接冲刷以保证后续真空度的有效传递及排水效果的持续良好。吹填过程中塑料排水板随吹填泥面的上升而上浮，如图2所示。吹填至设计标高后，在场地内满铺密封膜(6)，特别注意密封膜(6)与井管(2)超出吹填标高部分间应的密封处理，保证密封膜(6)在吹填表面的密封性良好。开启真空泵(9)及抽水泵(10)，在密封膜(6)下及水平真空滤管(3)层形成真空负压，并保证真空度不小于80kPa。待吹填场地含水率等各项指标达到设计要求后，拆除井管(2)顶部真空导管(7)、排水导管(8)及井管(2)的上密封盖(11)，向井管(2)内密实回填粘土，并将吹填土沉降后顶面标高以上的井管(2)切除，完成施工。

上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种吹填场地分层真空快速固结方法，其特征在于，通过井管(2)及真空滤管(3)将真空度传递至吹填土深层，在吹填场地内形成多层真空对吹填土进行多层真空预压提高排水效率；该方法主要包含以下步骤：

A.填筑围堰(1)：在吹填场地进行场地平整、测量放样，并在场地边缘按设计要求填筑围堰(1)；

B.架设井管(2)：在场地内垂直架设井管(2)，井管(2)呈矩形阵列分布，井管(2)间距不小于50m，井管(2)顶标高高于吹填设计标高不少于30cm；

C.架设真空滤管(3)：沿井管(2)矩形阵列的经线方向或纬线方向水平架设多层真空滤管(3)，真空滤管(3)层间距不小于2m；

D.安装真空导管(7)、排水导管(8)：在井管(2)顶部安装真空导管(7)将场地内井管(2)连成整体，并将真空导管(7)汇总连接至真空泵(9)；在井管(2)顶部安装排水导管(8)将场地内井管(2)连成整体，并将排水导管(8)汇总连接至抽水泵(10)；

E.安装塑料排水板(4)：在同层真空滤管(3)相邻两排真空滤管(3)间安装塑料排水板(4)，塑料排水板(4)水平间距1～1.5m；

F.吹填作业：在井管(2)、真空滤管(3)、塑料排水板(4)组成的真空排水系统组装完毕后开始吹填作业，吹填作业一次性吹填至设计标高；

G.覆密封膜(6)：吹填至设计标高后在场地内满铺密封膜(6)；

H.真空抽水作业：开启真空泵(9)及抽水泵(10)，在密封膜(6)下方及各层水平真空滤管(3)形成真空负压，并保证真空度不小于80kPa；

I.井管(2)回填：真空抽水作业完毕后，拆除井管(2)顶部真空导管(7)、排水导管(8)及井管(2)的上密封盖(11)，向井管(2)内密实回填粘土，并将吹填土沉降后顶面标高以上的井管(2)切除，完成施工。

2.根据权利要求1所述一种吹填场地分层真空快速固结方法，其特征在于，步骤B、步骤C、步骤D中，所述井管(2)为PVC管，其直径不小于30cm，所述井管(2)周身预留有与真空滤管(3)对接的圆孔，其直径略大于真空滤管(3)外径，待与真空滤管(3)对接完毕后将所述真空滤管(3)与井管(2)间空隙密封；所述井管(2)底部设有下密封盖(12)，顶部设有上密封盖(11)，所述上密封盖(11)上预留有与真空导管(7)、排水导管(8)对接的圆孔，其直径略大于所述真空导管(7)及排水导管(8)，待真空导管(7)、排水导管(8)安装完毕将所述上密封盖(11)与真空导管(7)、排水导管(8)间空隙密封。

3.根据权利要求1所述一种吹填场地分层真空快速固结方法，其特征在于，步骤D中，所述真空导管(7)插入井管(2)内长度为5～10cm，保证其端部始终高于井管(2)内液面；所述排水导管(8)插入井管(2)部分的端部距井管(2)下密封盖(12)顶面10～20cm，保证在真空抽水过程中其端部始终位于井管(2)中液面以下，并保证其端部不被随水流进入井管(2)中的泥沙掩埋。

4.根据权利要求1所述一种吹填场地分层真空快速固结方法，其特征在于，步骤E中，所述塑料排水板(4)与真空滤管(3)间通过板管连接器(5)连接；所述塑料排水板(4)长度略长于其连接的两排真空滤管(3)间距，以保证吹填过程中塑料排水板(4)能随吹填液面标高的提升而上浮、真空抽水过程中塑料排水板(4)随吹填土的沉降下沉而不被拉断。

5.根据权利要求1所述一种吹填场地分层真空快速固结方法，其特征在于，步骤G中，所述密封膜(6)与井管(2)超出吹填标高部分间做密封处理，保证密封膜(6)在吹填表面的密封性良好。

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