CN113417270B - 真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法，包括：S100，在真空联合堆载预压施工完成的路基上钻挖沿路长方向间隔均布的试验桩孔；S200，将试验桩孔分为自下而上依次设置的多段，向各段依次定量注水，并计量各段水位下降的速度，以该水位下降速度数值作为路基对应层的固结程度比较参数。本发明以分层注水的方式，通过测定水位下降的速度，获得对应路基层的渗水程度，以此来推定对应层路基的土质固结情况，从而方便测定路基的固结程度。

Description

真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法

技术领域

本发明涉及软土路基处理技术领域，尤其涉及一种真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法。

背景技术

真空预压技术是用专门的设备，通过抽真空在地基中产生负压，使土体孔隙中的水分排出。从有效应力原理可知：孔隙水排出，孔隙水压力减小后，有效应力就相应增加，在压力差作用下，土体中的水分被排出。抽气过程中，土体得到固结。因为真空预压在水平方向产生了一个向着负压源的压力，使四周土体向着预压区移动，产生等向固结，土体强度得到提高，从而达到软基处理的效果。这种通过抽真空而达到预压效果的方法称为真空预压。真空联合堆载预压的实质是真空预压和堆载预压的迭加。

真空联合堆载预压法在加固机理、设计理论、数值模拟等方面的研究已经取得了很大的进步，但理论研究仍落后于工程实践。目前仍有一些学术界关心的问题有待于研究与解决，包括真空度在土体中的分布规律、真空联合堆载预压地下水位的变化规律及其对孔隙水压力的影响、真空联合堆载预压过程中的稳定性、数值模拟分析中真空荷载的模拟方法、在预压过程中完成砂土液化的处理等问题，这些问题制约了真空联合堆载预压法进一步发展的空间。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法，以解决现有技术中真空联合堆载预压法施工路基固结程度难以测定的问题。

（二）技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法，包括：

S100，在真空联合堆载预压施工完成的路基上钻挖沿路长方向间隔均布的试验桩孔；

S200，将试验桩孔分为自下而上依次设置的多段，向各段依次定量注水，并计量各段水位下降的速度，以该水位下降速度数值作为路基对应层的固结程度比较参数。

可选地，定义试验桩孔被分为自下而上依次分布的第1、2……N段，N为自然数；

向路基各段依次定量注水的方法包括：

S210，向所述第1段中注入设定量的水，并计量水位的下降速度；

S220，在水位下降到设定高度后，向所述第1段灌注混凝土，并使得混凝土充满所述第1段；

S230，在第1段的混凝土固结后，按照上述S210-S220的方法，向第2段分时注入水和混凝土；

S240，按照上述S230的方法依次向其他段注入水和混凝土，直至第N段中分时注入水和混凝土。

可选地，定义试验桩孔被分为自下而上依次分布的第1、2……N段，N为自然数；

向路基各段依次定量注水的方法包括：

S210，向试验桩孔中下入一体式分层桩柱，一体式分层桩柱包括与试验桩孔的孔壁滑动配合的井筒及其内转动插接的内套管，井筒的筒壁上开设有沿轴向间隔分布并与所述第1、2……N段对应的注水孔，内套管上开设有沿轴向延伸的螺旋线方向分布、并与注水孔配对设置的分水孔；

S220，转动内套管，以使得第1段对应位置的注水孔和分水孔相通；

S230，向内套管中注入设定量的水，并计量水位下降速度；

S240，按照上述S220-S230的方法，依次向第2……N段中注水。

可选地，定义试验桩孔被分为自下而上依次分布的第1、2……N段，N为自然数；

向路基各段依次定量注水的方法包括：

S210，向试验桩孔中下入分体式分层桩柱，分体式分层桩柱由自上而下依次对接的分层柱节依次连接而成，分层柱节与所述第1、2……N段一一对应设置，分层柱节包括空心的柱状主体及其安装的水囊，水囊内充满水，水囊的底部设有开口并通过电磁阀连接位于柱状主体底部侧面的注水孔，电磁阀通过PLC控制器连接与水囊之间被隔水板分开的电池，PLC控制器还连接有位于注水孔中的流速计；

S220，打开与第1段对应的分层柱节注水孔；

S230，在所述与第1段对应的分层柱节的水囊内水流完后，打开与第2段对应的分层柱节注水孔；

S240，按照上述S230的方法，依次打开其余分层柱节。

可选地，分层柱节内还设有与PLC控制器连接且上下伸缩的电磁铁，电磁铁位于水囊的上方，电磁铁的推杆上连接抵顶在水囊上方的推板；在电磁阀打开时，电磁铁的同步向下推动水囊。

可选地，试验桩孔位于路基的边坡处，试验桩孔的孔长不大于边坡的高度，试验桩孔的孔底连通有位于边坡的坡底位置处的排水孔。

可选地，试验桩孔的施工方法包括：

S110，在路基的边坡钻挖沿路长方向等距间隔分布的第一桩孔；

S120，在第一桩孔内装入同轴设置的钢管，并在钢管和第一桩孔之间的环空中注入防水混凝土；

S130，在防水混凝土成型后，在相邻两第一桩孔之间钻挖第二桩孔，第二桩孔的直径不大于相邻两第一桩孔中钢管之间距离；

S140，在第二桩孔靠近路基中心的一侧装入钢丝网变质而成或开设有筛孔的筛管，筛管的孔隙直径不大于10mm，所述试验桩孔为筛管的管腔；

S150，在筛管和第二桩孔之间的空间中装入不小于12石子的碎石。

可选地，筛管位于相邻两第一桩孔的轴心连线靠近路基中心的一侧。

（三）有益效果

本发明以分层注水的方式，通过测定水位下降的速度，获得对应路基层的渗水程度，以此来推定对应层路基的土质固结情况，从而方便测定路基的固结程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中的路基的示意图

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例2中的一体式分层桩柱的示意图；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为本发明实施例3中分体式分层桩柱的示意图；

图6为图5中分层柱节的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。在此，本发明的以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的范围。

实施例1：

该真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法包括：

S100，构筑试验桩孔

在真空联合堆载预压施工完成的路基101上钻挖沿路长方向间隔均布的试验桩孔；

此处所示施工完成，实在打入通过排水板负压排水105和构筑CFG桩106完成的路基上。该试验桩孔可以处于路中，也可以处于路边，而作为最佳方案，应是处于路边的，试验桩孔位于路基101的边坡处，试验桩孔102的孔长不大于边坡的高度，试验桩孔102的孔底连通有位于边坡的坡底位置处的排水孔109。这样可以最小程度的减少验证试验对路基101的算上，为此，如图1和图2所示，提供如下优先的试验桩孔102施工方法：

S110，在路基101的边坡钻挖沿路长方向等距间隔分布的第一桩孔；

S120，在第一桩孔内装入同轴设置的钢管103，并在钢管103和第一桩孔之间的环空中注入防水混凝土104；

S130，在防水混凝土104成型后，在相邻两第一桩孔之间钻挖第二桩孔，第二桩孔的直径不大于相邻两第一桩孔中钢管103之间距离，但大于相邻两第一桩孔之间的距离；

S140，在第二桩孔靠近路中的一侧装入钢丝网变质而成或开设有筛孔的筛管107，筛管107位于相邻两第一桩孔的轴心连线靠近路基101中心的一侧，筛管107的孔隙直径不大于10mm，所述试验桩孔102为筛管107的管腔；

S150，在筛管107和第二桩孔之间的空间中装入不小于12石子的碎石108。

S200，逐层分时注水

将试验桩孔102分为自下而上依次设置的多段，向各段依次定量注水，并计量各段水位下降的速度，以该水位下降速度数值作为路基101对应层的固结程度比较参数。

定义试验桩孔102被分为自下而上依次分布的第1、2……N段，N为自然数。

在本实施例中，向路基101各段依次定量注水的方法包括：

S210，向试验桩孔102中下入一体式分层桩柱，一体式分层桩柱包括与试验桩孔102的孔壁滑动配合的井筒及其内转动插接的内套管，井筒的筒壁上开设有沿轴向间隔分布并与所述第1、2……N段对应的注水孔，内套管上开设有沿轴向延伸的螺旋线方向分布、并与注水孔配对设置的分水孔；

S220，转动内套管，以使得第1段对应位置的注水孔和分水孔相通；

S230，向内套管中注入设定量的水，并计量水位下降速度；

S240，按照上述S220-S230的方法，依次向第2……N段中注水。

实施例2：

该真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法包括：

S100，构筑试验桩孔102

在真空联合堆载预压施工完成的路基101上钻挖沿路长方向间隔均布的试验桩孔102；

该试验桩孔102可以处于路中，也可以处于路边，而作为最佳方案，应是处于路边的，试验桩孔102位于路基101的边坡处，试验桩孔102的孔长不大于边坡的高度，试验桩孔102的孔底连通有位于边坡的坡底位置处的排水孔。这样可以最小程度的减少验证试验对路基101的算上，为此，如图1和图2所示，提供如下优先的试验桩孔102施工方法：

S110，在路基101的边坡钻挖沿路长方向等距间隔分布的第一桩孔；

S120，在第一桩孔内装入同轴设置的钢管103，并在钢管103和第一桩孔之间的环空中注入防水混凝土104；

S130，在防水混凝土104成型后，在相邻两第一桩孔之间钻挖第二桩孔，第二桩孔的直径不大于相邻两第一桩孔中钢管103之间距离，但大于相邻两第一桩孔之间的距离；

S140，在第二桩孔靠近路中的一侧装入钢丝网变质而成或开设有筛孔的筛管107，筛管107位于相邻两第一桩孔的轴心连线靠近路基101中心的一侧，筛管107的孔隙直径不大于10mm，所述试验桩孔102为筛管107的管腔；

S150，在筛管107和第二桩孔之间的空间中装入不小于12石子的碎石108。

S200，逐层分时注水

将试验桩孔102分为自下而上依次设置的多段，向各段依次定量注水，并计量各段水位下降的速度，以该水位下降速度数值作为路基101对应层的固结程度比较参数。

定义试验桩孔102被分为自下而上依次分布的第1、2……N段，N为自然数。

在本实施例中，向路基101各段依次定量注水的方法包括：

S210，向试验桩孔102中下入一体式分层桩柱，如图3和图4所示，一体式分层桩柱包括与试验桩孔102的孔壁滑动配合的井筒201及其内转动插接的内套管202，井筒201的筒壁上开设有沿轴向间隔分布并与所述第1、2……N段对应的注水孔203，注水孔203位于一体式分层桩柱靠近筛管107的一侧，内套管202上开设有沿轴向延伸的螺旋线方向分布、并与注水孔203配对设置的分水孔204；

S220，转动内套管202，以使得第1段对应位置的注水孔203和分水孔204相通；

S230，向内套管202中注入设定量的水，并计量水位下降速度；

S240，按照上述S220-S230的方法，依次向第2……N段中注水。

优选地，一体式分层桩柱的下端还设有球冠形的引锥体205，引锥体205上开设有用于连通排水孔和内套管202管腔的导水孔206，因为有该导水孔206的存在，所以在每层注水前，可通过封堵排水孔的方式实现向路基101中渗水；在每层注水完成一定时间后，可以通过打开排水孔的方式，排空试验桩孔102中残留水。该导水孔206为L形，并且拐角位置的孔径大于两端的孔径，以实现水流缓冲，减少注水过程中作用在排水孔封堵结构上的冲击力。

优选地，井筒201固定在引锥体205的上方，内套的下端口设有外翻的环形翻沿，环形翻沿夹设在内套筒和引锥体205之间，并在环形翻沿和内套筒、引锥体205之间设有轴承。

实施例3：

该真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法包括：

S100，构筑试验桩孔102

在真空联合堆载预压施工完成的路基101上钻挖沿路长方向间隔均布的试验桩孔102；

该试验桩孔102可以处于路中，也可以处于路边，而作为最佳方案，应是处于路边的，试验桩孔102位于路基101的边坡处，试验桩孔102的孔长不大于边坡的高度，试验桩孔102的孔底连通有位于边坡的坡底位置处的排水孔。这样可以最小程度的减少验证试验对路基101的算上，为此，如图1和图2所示，提供如下优先的试验桩孔102施工方法：

S110，在路基101的边坡钻挖沿路长方向等距间隔分布的第一桩孔；

S120，在第一桩孔内装入同轴设置的钢管103，并在钢管103和第一桩孔之间的环空中注入防水混凝土104；

S130，在防水混凝土104成型后，在相邻两第一桩孔之间钻挖第二桩孔，第二桩孔的直径不大于相邻两第一桩孔中钢管103之间距离，但大于相邻两第一桩孔之间的距离；

S140，在第二桩孔靠近路中的一侧装入钢丝网变质而成或开设有筛孔的筛管107，筛管107位于相邻两第一桩孔的轴心连线靠近路基101中心的一侧，筛管107的孔隙直径不大于10mm，所述试验桩孔102为筛管107的管腔；

S150，在筛管107和第二桩孔之间的空间中装入不小于12石子的碎石108。

S200，逐层分时注水

将试验桩孔102分为自下而上依次设置的多段，向各段依次定量注水，并计量各段水位下降的速度，以该水位下降速度数值作为路基101对应层的固结程度比较参数。

定义试验桩孔102被分为自下而上依次分布的第1、2……N段，N为自然数。

在本实施例中，向路基101各段依次定量注水的方法包括：

S210，向试验桩孔102中下入分体式分层桩柱，如图5和图6所示，分体式分层桩柱由自上而下依次对接的分层柱节301依次连接而成，分层柱节301与所述第1、2……N段一一对应设置，分层柱节301包括空心的柱状主体及其安装的水囊302，水囊302内充满水，水囊302的底部设有开口并通过电磁阀连接位于柱状主体底部侧面的注水孔203，电磁阀通过PLC控制器连接与水囊302之间被隔水板分开的电池303，PLC控制器还连接有位于注水孔203中的流速计；

S220，打开与第1段对应的分层柱节301注水孔203；

S230，在所述与第1段对应的分层柱节301的水囊302内水流完后，打开与第2段对应的分层柱节301注水孔203；

S240，按照上述S230的方法，依次打开其余分层柱节301。

优选地，电磁阀包括固定在分层柱节301的内腔底部的阀磁铁304，阀磁铁304左右伸缩，阀磁铁304的推杆连接有锥头305，锥头305抵挡在水囊302一侧设置的开口上，该开口由固定在注水孔203的进水口上的橡胶囊壁和固定在分层柱节301上与所述橡胶囊壁相对位置的橡胶垫组成，锥头305将橡胶囊壁压紧在橡胶垫306上，实现止水；放松对橡胶囊壁的挤压，实现排水。

优选地，分层柱节内还设有与PLC控制器连接且上下伸缩的电磁铁307，电磁铁307位于水囊的上方，电磁铁307的推杆上连接抵顶在水囊上方的推板308；在电磁阀打开时，电磁铁307的同步向下推动水囊。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法，其特征在于，包括：

S100，在真空联合堆载预压施工完成的路基上钻挖沿路长方向间隔均布的试验桩孔；所述试验桩孔位于所述路基的边坡处，所述试验桩孔的孔长不大于所述边坡的高度，所述试验桩孔的孔底连通有位于所述边坡的坡底位置处的排水孔；

S200，将试验桩孔分为自下而上依次设置的多段，向各段依次定量注水，并计量各段水位下降的速度，以该水位下降速度数值作为路基对应层的固结程度比较参数；

定义试验桩孔被分为自下而上依次分布的第1、2……N段，N为自然数；

向路基各段依次定量注水的方法包括：

S210，向试验桩孔中下入分体式分层桩柱，分体式分层桩柱由自上而下依次对接的分层柱节依次连接而成，分层柱节与所述第1、2……N段一一对应设置，分层柱节包括空心的柱状主体及其安装的水囊，水囊内充满水，水囊的底部设有开口并通过电磁阀连接位于柱状主体底部侧面的注水孔，电磁阀通过PLC控制器连接与水囊之间被隔水板分开的电池，PLC控制器还连接有位于注水孔中的流速计；

S220，打开与第1段对应的分层柱节注水孔；

S230，在所述与第1段对应的分层柱节的水囊内水流完后，打开与第2段对应的分层柱节注水孔；

S240，按照上述S230的方法，依次打开其余分层柱节。

2.根据权利要求1所述的真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法，其特征在于，分层柱节内还设有与PLC控制器连接且上下伸缩的电磁铁，电磁铁位于水囊的上方，电磁铁的推杆上连接抵顶在水囊上方的推板；在电磁阀打开时，电磁铁的同步向下推动水囊。

3.根据权利要求1所述的真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法，其特征在于，试验桩孔的施工方法包括：

S110，在路基的边坡钻挖沿路长方向等距间隔分布的第一桩孔；

S120，在第一桩孔内装入同轴设置的钢管，并在钢管和第一桩孔之间的环空中注入防水混凝土；

S130，在防水混凝土成型后，在相邻两第一桩孔之间钻挖第二桩孔，第二桩孔的直径不大于相邻两第一桩孔中钢管之间距离；

S140，在第二桩孔靠近路基中心的一侧装入钢丝网变质而成或开设有筛孔的筛管，筛管的筛孔直径不大于10mm，所述试验桩孔为筛管的管腔；

S150，在筛管和第二桩孔之间的空间中装入不小于12石子的碎石。

4.根据权利要求3所述的真空联合堆载预压处理深层软土路基施工的验证方法，其特征在于，筛管位于相邻两第一桩孔的轴心连线靠近路基中心的一侧。

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