CN111576387A - 一种含水量偏大的软土地基处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，包括：多个PVC管，各PVC管的一端封闭，用于成排竖直放置于软土地基内。在各PVC管的位于软土地基内的部分的侧壁上开设有多个预留孔。高压旋喷管，用于同轴套设于各PVC管内，底端出口用于向PVC管内喷气，且在喷气的过程中由下到上向上提升，直至脱离PVC管，使高压气体由各预留孔喷出，在软土地基内形成了多个横向劈裂排水通道。排水管，用于同轴套设于各PVC管内，用于将软土地基内的水由排水通道抽吸导入PVC管内，并由排水管导出。一种通过设置用于含水量偏大的软土地基的导水装置，将软土淤泥中的水汇聚到PVC管内，并排至外部，能够加速排水固结，缩短工期。

Description

一种含水量偏大的软土地基处理方法

【技术领域】

本发明属于软土地基处理技术领域，具体涉及一种含水量偏大的软土地基处理方法。

【背景技术】

目前含水量偏大(含滩涂、疏浚淤泥分布区等)的软土地基处理方法通常采用堆载或真空预压排水固结法，或者堆载联合真空预压排水固结法，然后采用水泥搅拌桩或者采用固化剂搅拌形成复合地基。

堆载或真空预压排水固结法有较大局限性。主要表现在：(1)现有技术是一种由地表向地下深层处理的技术，经济处理深度一般不超过10m；(2)工期较长；(3)后续土体仍长期蠕变，地基承载力有限，工后沉降较大；(4)造价偏高。

专利号201510584221.2中吴慧明等研发了一种土体硬化的处理方法，该方法通过注气设备经导管向土体注气，注气完成后通过抽水设备进行抽水作业，该发明只是单一的改善了土体工程力学性状，没有形成复合地基，处理后的地基承载力有限。

专利号201510301241.4中吴慧明等研发了一种不同深度扰动结合排水固结的软土地基处理方法；专利号201711363451.1中吴慧明研发了一种纵横立体分层增压排水地基处理方法。

上述两种发明皆是结合堆载加荷或真空预压，排水固结加速，但工期较长，处理深度有限，处理后的地基承载力有限。鉴于以上问题，一种可有效缩短工期、造价经济同时又能提高地基承载力控制沉降的软土地基处理方法亟待开发。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种含水量偏大的软土地基处理方法，通过设置用于含水量偏大的软土地基的导水装置，将软土淤泥中的水汇聚到PVC管内，并排至外部，能够加速排水固结，缩短工期。

本发明采用以下技术方案：一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，包括：

多个PVC管，各PVC管的一端封闭，用于成排竖直放置于软土地基内，且其封闭端位于软土地基内，敞口端位于软土地基上部；在各PVC管的位于软土地基内的部分的侧壁上开设有多个与管腔相连通的预留孔；

高压旋喷管，一个或者多个，用于同轴套设于各PVC管内，且底端位于PVC管内的底端，底端出口用于向PVC管内喷气，且在喷气的过程中由下到上向上提升，直至脱离PVC管，使高压气体由下部到上部的各预留孔喷出，在软土地基内、且沿竖直方向形成了多个横向劈裂排水通道，多个排水通道用于将软土地基内的水导入PVC管内；

排水管，一个或者多个，用于同轴套设于各PVC管内，其内设置有水泵，用于将软土地基内的水由排水通道抽吸导入PVC管内，并由排水管导出。

进一步地，多个预留孔环绕于PVC管一周，上下交错排布。

进一步地，各高压旋喷管的长度均大于各PVC管的长度。

嫩发明还公开了一种含水量偏大的软土地基处理方法，使用上述的一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，该处理方法如下：

步骤一、将多个PVC管成排排布、竖直设置于软土地基内，其封闭端位于软土地基内，敞口端位于软土地基上部；

步骤二、将高压旋喷管同轴套设在PVC管内，且其端部位于PVC管内的底部；

步骤三、将高压旋喷管的上部连接一喷气发生装置，开启喷气发生装置，朝向高压旋喷管内喷气，气体由其底部开口喷出，由PVC管下部的预留孔喷出，水平喷入软土地基内，在各预留口位置对应的软土地基内形成横向劈裂排水通道，横向劈裂排水通道用于将软土地基内的水导入PVC管内；

高压旋喷管在喷气的过程中由下到上逐步向上提升，直至脱离PVC管，在高压旋喷管向上提升的过程中，在软土地基内、且沿竖直方向形成了多个横向劈裂排水通道；

步骤四、在各PVC管内分别套设排水管，并在排水管的上端连接水泵，启动水泵，将软土地基内的水经由排水通道抽入PVC管内，并由各排水管抽至外部；排水结束后，拆除PVC管和排水管；

步骤五、在抽水后的软土地基内施作水泥搅拌桩，形成复合地基。

进一步地，同一排中相邻的两根PVC管与相邻一排中对应位置的两根PVC管成正方形排布，或者成梅花形排布。

进一步地，该软土地基是指滩涂或疏浚淤泥分布区的地基。

本发明的有益效果是：1.设置竖直向的PVC管，PVC管的侧壁上开设预留孔，PVC管作为高压旋喷管竖向定位装置，高压气体通过PVC管预留孔水平扩散形成劈裂横向通道，软土淤泥中的水汇聚到PVC管内，加速排水固结，缩短工期。2.排水后，地基土体的物理力学指标黏聚力以及内摩擦角均有所提高，有利于施作水泥搅拌桩，也即是减小了水灰比，水泥搅拌桩容易较快形成早强的水泥土加固体，提高地基承载，减小地基工后沉降。

【附图说明】

图1为PVC管中高压喷气加速排水固结处理软土地基示意图；

图2为PVC管预留孔中高压喷气扩散形成的水平通道排水、抽水示意图；

图3为抽排水后快速施作水泥搅拌桩形成复合地基示意图。

其中：1.PVC管；2.预留孔；3.高压旋喷管；4.喷气发生装置；5.高压喷气孔；6.盖子；7.导管；8.气泵；9.排水管；10.水泥搅拌桩，a.排水通道。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本实施例公开了一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，如图1和2所示，包括：多个PVC管1，各PVC管1的一端封闭，用于成排竖直放置于软土地基内，且其封闭端位于软土地基内，敞口端位于软土地基上部；在各PVC管1的位于软土地基内的部分的侧壁上开设有多个与管腔相连通的预留孔2。PVC管1的封闭端采用设置盖子6的方式实现封闭。设置封闭端，防止软土地基的淤泥由底部进入PVC管1内，堵塞管腔。

高压旋喷管3，一个或者多个，用于同轴套设于各PVC管1内，且底端位于PVC管1内的底端，底端出口用于向各PVC管内喷气，且在喷气的过程中由下到上向上提升，直至脱离PVC管1，使高压气体由下部到上部的各预留孔2喷出，在软土地基内、且沿竖直方向形成了多个横向劈裂排水通道a，多个横向劈裂排水通道a将软土地基内的水导入PVC管1内。

排水管9，一个或者多个，用于同轴套设于各PVC管1内，其内设置有水泵，用于将软土地基内的水由排水通道a抽吸导入PVC管1内，并由排水管9导出。

上述多个预留孔2环绕于PVC管1一周，上下交错排布。

各高压旋喷管3的长度均大于各PVC管1的长度。

本实施例中还公开了一种含水量偏大的软土地基处理方法，该方法适用于滩涂、疏浚淤泥分布区，使用上述的一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，该处理方法如下：

步骤一、将多个PVC管1成排排布、竖直设置于软土地基内，其封闭端位于软土地基内，敞口端位于软土地基上部；同一排中相邻的两根PVC管1与相邻一排中对应位置的两根PVC管1成正方形排布，或者成梅花形排布。

步骤二、将高压旋喷管3同轴套设在PVC管1内，且其端部位于PVC管1内的底部；

步骤三、将高压旋喷管3的上部连接一喷气发生装置4，开启喷气发生装置4，朝向高压旋喷管3内喷气，气体由其底部开口喷出，由PVC管1下部的预留孔2喷出，横向喷入软土地基内，在各预留口2位置对应的软土地基内形成横向劈裂排水通道a，横向劈裂排水通道将软土地基内的水导入PVC管1内，

高压旋喷管3在喷气的过程中由下到上逐步向上提升，直至脱离PVC管1，在高压旋喷管3向上提升的过程中，在软土地基内、且沿竖直方向形成了多个横向劈裂排水通道；多个横向劈裂排水通道将软土地基内的水导入PVC管1内。

当高压旋喷管3为一个时，则逐次将其套设于各PVC管1，并逐次喷气。当为多个时，则对应的放置于多个PVC管1内，同时向多个PVC管1内喷气。一组PVC管1喷气完毕后，再将多个高压旋喷管3套设在下一组的多个PVC管1内，同时向多个PVC管1内喷气。

步骤四、在各PVC管1内分别套设排水管9内，并在排水管9的上端连接水泵，启动水泵，将软土地基内的水经由排水通道a抽入PVC管1内，并由各所述排水管9抽至外部；排水结束后，拆除所述PVC管1和排水管9。

当排水管9为一个时，则逐次将其套设于各PVC管1内，启动水泵，各PVC管1内的水由各排水管9抽至外部。当排水管9为多个时，则将排水管9分别套设在一组中的各个PVC管1，将各PVC管1内的水由各排水管9抽至外部。直至软土地基内的流水抽排完全。采用光源竖直照射PVC管1内，无水时即停止抽排。

步骤五、在抽水后的软土地基内施作水泥搅拌桩10，形成复合地基。如图3所示。

具体施工时，如下:

1.在含水量偏大的软土地基场地上铺设碎石层，便于后续施工设备运达停放。

2.在软土地基内成排布置PVC管1，采用吊车吊装PVC管1，同一排中相邻的两根PVC管1与相邻一排中对应位置的两根PVC管1成正方形排布，规格为3×3m正方形。预留孔2直径为10～20mm，另外PVC管1底端盖上配套盖子，以高压旋喷管3直径10cm为例，PVC管1内径宜为12～14cm，壁厚3～5mm，PVC管长度为10～20m。

3.在地面布设喷气发生装置4，如高压空气压缩机和气泵；在PVC管1内套设高压旋喷管3，且高压旋喷管3的下端位于接近PVC管1内的底部，高压旋喷管3的上端通过导管7与喷气发生装置相连接，在导管7上安装有气泵8。

高压旋喷管3的直径比PVC管1内径略小，高压空气压缩机最大压力为2Mpa，主空气压力：0.9～1.3MPa，主空气流：3～7m³/min，采用空气流量计做好监测工作；

采用吊车将高压旋喷管3从下往上边喷气边徐徐提升，如图1所示，高压旋喷管3要成束状足够长，便于高压旋喷管3提升。高压气体通过预留孔2水平扩散形成劈裂横向排水通道，软土淤泥中的孔隙水从横向排水通道源源不断汇聚到PVC管1内腔。高压旋喷管3提离PVC管1。

4.然后在PVC管1内腔中下放带有排水管9的小型水泵，采用地面上的发电机组发电，白色圆形塑胶排水管9接口采用铝合金接口，启动水泵，将PVC管1内腔中的水抽排出。

5.抽排水后，在地基中快速施作水泥搅拌桩10，形成复合地基。

抽排水后，可提高土体物理力学指标黏聚力c以及内摩擦角

有利于快速施作水泥搅拌桩，也即是减小了水灰比，水泥搅拌桩容易较快形成一定强度的桩体形成复合地基，从而提高地基处理效果。

在地基中设置φ850@600三轴水泥搅拌桩，采用不低于P42.5普硅水泥，搅拌桩的水泥掺量不宜低于20％，水灰比宜为1～1.5，水泥土加固体的28天龄期无侧限抗压强度qu≥1.0Mpa。水泥搅拌桩10形成后，地基形成复合地基，承载力大。

在本发明中，PVC管1作为高压旋喷管3竖向定位装置，高压气体通过PVC管预留孔2水平扩散形成劈裂横向通道，软土淤泥中的水汇聚到PVC管内，加速排水固结，缩短工期。

Claims (6)

1.一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，其特征在于，包括：

多个PVC管(1)，各所述PVC管(1)的一端封闭，用于成排竖直放置于软土地基内，且其封闭端位于所述软土地基内，敞口端位于所述软土地基上部；在各所述PVC管(1)的位于软土地基内的部分的侧壁上开设有多个与管腔相连通的预留孔(2)；

高压旋喷管(3)，一个或者多个，用于同轴套设于各所述PVC管(1)内，且底端位于所述PVC管(1)内的底端，底端出口用于向所述PVC管(1)内喷气，且在喷气的过程中由下到上向上提升，直至脱离所述PVC管(1)，使高压气体由下部到上部的各所述预留孔(2)喷出，在软土地基内、且沿竖直方向形成了多个横向劈裂排水通道(a)，多个所述排水通道(a)用于将软土地基内的水导入PVC管(1)内；

排水管(9)，一个或者多个，用于同轴套设于各所述PVC管(1)内，其内设置有水泵，用于将软土地基内的水由排水通道(a)抽吸导入PVC管(1)内，并由排水管(9)导出。

2.根据权利要求1所述的一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，其特征在于，多个所述预留孔(2)环绕于所述PVC管(1)一周，上下交错排布。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，其特征在于，各所述高压旋喷管(3)的长度均大于各所述PVC管(1)的长度。

4.一种含水量偏大的软土地基处理方法，使用权利要求1-3中任一项所述的一种用于含水量偏大的软土地基的导水装置，其特征在于，该处理方法如下：

步骤一、将多个所述PVC管(1)成排排布、竖直设置于软土地基内，其封闭端位于所述软土地基内，敞口端位于所述软土地基上部；

步骤二、将所述高压旋喷管(3)同轴套设在所述PVC管(1)内，且其端部位于所述PVC管(1)内的底部；

步骤三、将所述高压旋喷管(3)的上部连接一喷气发生装置(4)，开启所述喷气发生装置(4)，朝向所述高压旋喷管(3)内喷气，气体由其底部开口喷出，由所述PVC管(1)下部的预留孔(2)喷出，水平喷入软土地基内，在各所述预留口(2)位置对应的软土地基内形成横向劈裂排水通道，所述横向劈裂排水通道用于将软土地基内的水导入PVC管(1)内；

所述高压旋喷管(3)在喷气的过程中由下到上逐步向上提升，直至脱离所述PVC管(1)，在所述高压旋喷管(3)向上提升的过程中，在软土地基内、且沿竖直方向形成了多个横向劈裂排水通道(a)；

步骤四、在各所述PVC管(1)内分别套设排水管(9)，并在所述排水管(9)的上端连接水泵，启动水泵，将软土地基内的水经由排水通道(a)抽入PVC管(1)内，并由各所述排水管(9)抽至外部；排水结束后，拆除所述PVC管(1)和排水管(9)；

步骤五、在抽水后的软土地基内施作水泥搅拌桩，形成复合地基。

5.根据权利要求4所述的一种含水量偏大的软土地基处理方法，其特征在于，同一排中相邻的两根PVC管(1)与相邻一排中对应位置的两根PVC管(1)成正方形排布，或者成梅花形排布。

6.根据权利要求1或2所述的一种含水量偏大的软土地基处理方法，其特征在于，所述软土地基是指滩涂或疏浚淤泥分布区的地基。

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