CN201362845Y

CN201362845Y - 软土地基利用塑料排水板复合负压井点管固结系统

Info

Publication number: CN201362845Y
Application number: CNU2008202163249U
Authority: CN
Inventors: 曾国海; 叶凝雯; 叶吉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2018-10-30

Abstract

本实用新型涉及一种软土地基利用塑料排水板复合负压井点管固结系统，对需处理的软弱地基布置施打塑料排水板(1)，塑料排水板(1)的间距为0.6～1.0m，布置集水总管(3)，集水总管(3)处开挖浅层盲沟，集水总管(3)采用渗水波纹管，并与塑料排水板(1)连接，连接方式为直缭式或滤套式，将集水总管(3)埋入盲沟内，并在盲沟上铺条状土工膜一层后垫平盲沟，与此同时在所需加固区域边线外开挖排水明沟，在所需加固区域将集水总管(3)与真空泵(4)相连，在插塑料排水板(1)的孔内再插入井点管(2)，井点管(2)与集水总管(3)相连，井点管(2)的间距根据塑排水板(1)的间距隔一插一，井点管(2)的长度为4.0m～6.0m。本实用新型装置能使得降水深度达到6m以下、强夯后的超静孔隙水压力消散快。

Description

软土地基利用塑料排水板复合负压井点管固结系统

(一)技术领域

本实用新型涉及一种软土地基处理装置，尤其涉及一种大面积软土地基处理采用多种负压降水技术综合加固软弱地基施工装置。适用于软弱地基深层处理。属地基处理技术领域。

(二)背景技术

目前，在软弱地基大面积施工中，特别是在堆场、道路的施工中，为提高软弱地基的承载力，通常采取单一的降低需处理区域土体的含水量即采用降水的方法，例如在需处理区域进行大明沟降水，真空降水、轻型井点降水和电渗降水等方法，然后结合强夯、振动碾压或冲击碾压的方法使之达到快速固结。实际上通过以上这些处理方法仅能在地基表层4～6m范围形成一个所谓的“硬壳层”，而通过上述方法处理过的地基对6m以下进行钻探取样，分层测定δ和ω值，同处理前的地层δ、ω值对照，基本变化不大。这是因为软土地基强夯所需的最佳含水量是依赖于大明沟降水、真空降水、轻型井点降水和电渗降水等方法来实现的。而这些方法由于受设备的限制(如井点管的长度)以及吸水泵的真空度限制。使得降水深度无法达到6m以下，特别是在淤泥质土的降水施工过程中，由于其渗透系数小，强夯后的超静孔隙水压力消散慢(消散时间需一个多月甚至六个月之久)，使得大明沟降水、真空降水、轻型井点降水和电渗降水等结合强夯工法难以达到理想的效果和理想的深度，因此难以满足软土地基深层加固的需求。

目前对软弱地基的深层处理则采用真空预压的方法，常用的有低位真空预压法、直排式真空预压、堆载结合真空预压等进行加固处理。但由于该类型工法处理时间长，承载力提高不大，一般KPa≤80，如真空密封稍有不慎，则失败的几率很大。而且表层承载力提高不大，难以满足高强度的道路、堆场设计要求。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能使得降水深度达到6m以下、强夯后的超静孔隙水压力消散快的复式负压固结法。

本实用新型的目的是这样实现的：一种软土地基利用塑料排水板复合负压井点管固结系统，对需处理的软弱地基布置施打塑料排水板，塑料排水板的间距为0.6～1.0m，布置集水总管，集水总管处开挖浅层盲沟，集水总管采用渗水波纹管，并与塑料排水板连接，连接方式为直缭式或滤套式，将集水总管(3)埋入盲沟内，并在盲沟上铺条状土工膜一层后垫平盲沟，与此同时在所需加固区域边线外开挖排水明沟，在所需加固区域将集水总管与真空泵相连，在插塑料排水板的孔内再插入井点管，井点管与集水总管相连，井点管的间距根据塑排水板的间距隔一插一，井点管的长度为4.0m～6.0m。

本实用新型的特点是：在整个需加固处理区域置入所需长度的井点管，通过真空泵进行负压降水施工，为软弱地基强制降低含水量创造有利条件，然后再结合强夯(或其他动力固结方法)施工分遍布置夯点进行动力固结。由于动力固结施加动能，一方面通过塑料排水板传递能量到达深层，另一方面软土地基内部由于动力产生的震击使土体产生微小裂缝，土体内的自由水、结合水汇聚到负压井点周围，加速了孔隙水压力的消散。

也就是说，本工法通过负压密封降水对软弱地基进行深层固结处理，在承载力明显提高、动力固结设备能进入的条件下，进行负压强制降低软土含水量，在土体含水量达到动力固结的条件下进行动力固结。根据所需的承载力要求可进行多遍负压强制降水以及多轮动力固结，同时，动力固结的方法以及能量、遍数均可根据设计要求进行调整。通过本法进行多遍多轮降水和动力固结，其深层由于所施加的动能通过塑料排水板的传递；加上表层4～6m土体对下卧深层的预压作用，使深、浅层软弱地基的承载力大大提高。

本实用新型通过负压原理提高深层固结处理，再结合负压井点降水、负压电渗降水辅以动力固结技术，达到浅层、深层同时加固处理的目的。本技术根据不同的地质条件和不同的处理要求，通过调整负压密封降水过程中的塑料排水板的间距、深度，经负压密封降水使软弱地基初步固结，其KPa≤60～80(一般需30～60天)，然后布置负压强排水井点网络系统，进行表层负压降水，使软弱地基的δ和ω值进一步得到改善，特别是在含水量达到动力压实的条件下，拨除负压井点管进行动力击实固结处理。通过本技术的处理既能解决软土地基深层加固的根本问题，又能解决软土地基经动力固结后的超静孔隙水压力不易消散的困难；使需处理的软土地基可根据设计要求及地质条件达到深层处理，并且使软基处理快速可控。本工法施工安全系数大、工期短，经处理后的软土地基影响深度可达20m左右。

使用该装置，既能确保软弱地基的加固达到设计要求，又能通过塑料排水板复合负压井点控制影响深度。同时通过塑料排水板复合负压井点的方法，夯后的超静孔隙压力水能通过塑料排水板上升并经下一轮负压强制降水快速消散，由于塑料排水板的纵向作用使夯能深度传递，使得强夯的影响深度加深，从而使软弱地基达到设计要求所需的承载力。该法施工安全系数大、工期短。特别适用于软弱地基的深层加固需要。本工法的有如下优点：

1、施工周期短、性价比高：

本施工装置与传统软弱地基处理方法相比由于直接利用塑料排水板复合负压井点管对需处理的软弱地基进行了二种负压降水直接加固的作用，施工周期短；同时，由于经塑料排水板深层传递动能，深层加固质量提高，使软弱地基快速适合不同设计的需要，其性价比大大提高。

2、不受软弱地基地质条件的限制，可根据需要调整塑料排水板的长度，通过调整使之适合不同地质对地基的不同承载力的需求，从而为软弱地基的深浅层加固处理提供了有效的保障。

3、塑料排水板在施工过程中首先为深层处理进行了负压密封加固处理，然后通过与负压井点管复合，又为分层分遍降水插管创造了条件，使得经处理的土体含水量均衡；通过多轮负压降水结合多遍强夯施工工艺，为大面积软基提高承载力奠定了基础。

4、通过最后一遍满夯后，再铺垫30cm厚的面层结构所需的石料后即能进入道面或场地面层的浇筑，为加快施工工期创造了有得条件。

5、在施工中，可根据不同的地质条件和不同渗透系数结合多种降水施工工艺，如电渗降水、真空降水以及深层电渗井点管、浅层真空井点管进行调整，同时还可通过电渗降水时间、真空降水时间进行调整，以获得不同的降水要求。

(四)附图说明

图1为本实用新型软土地基利用塑料排水板复合负压井点管固结系统的示意图。

图2为图1的纵截面示意图。

图中：塑料排水板1、井点管2、集水总管3、真空泵4。

(五)具体实施方式

参见图1～2，本实用新型涉及的软土地基利用塑料排水板复合负压井点管固结系统，上对需处理的软弱地基布置施打塑料排水板1，塑料排水板1的间距为0.6～1.0m，布置集水总管3，集水总管3处开挖浅层盲沟，集水总管3采用渗水波纹管，并与塑料排水板1连接，连接方式为直缭式或滤套式，将集水总管3埋入盲沟内，并在盲沟上铺条状土工膜一层后垫平盲沟，与此同时在所需加固区域边线外开挖排水明沟，在所需加固区域将集水总管3与真空泵4相连，在插塑料排水板1的孔内再插入井点管2，井点管2与集水总管3相连，井点管2的间距根据塑排水板1的间距隔一插一，井点管2的长度为4.0m～6.0m。采用本实用新型对软土地基进行施工的工艺步骤如下(动力固结以强夯为例)：

步骤一、对需处理的软弱地基根据设计要求及地质情况布置施打塑料排水板，排水板的间距为0.6～1.0m，排水板的长度根据需处理的深度确定。根据排水板的间距布置集水总管，集水总管处开挖浅层盲沟(其作用是将集水总管置入盲沟中)，集水总管采用渗水波纹管，并与塑料排水板连接，连接方式为直缭式或滤套式。将集水总管埋入盲沟内，并在盲沟上铺条状土工膜一层后垫平盲沟。与此同时在所需加固区域边线外开挖排水明沟(该明沟的作用是，在负压密封降水时作为压膜沟，在负压强制降水时作为排水明沟)，在所需加固区域将集水总管根据真空泵抽负压的能力，一台泵形成一个回路连接，大面积施工时，则可多台泵各自形成抽负压网络。最后铺设塑料密封膜，塑料密封膜边沿置入四周压膜沟内，然后进行试抽。确认负压密封的情况下进入负压密封降水施工，在施工过程中有专人检查负压情况，以及场地沉降量观测，并确保不漏气。

步骤二、当负压密封降水30～60天后，负压明显下降，需加固区域沉降量逐渐减小，说明负压密封降水已趋无效，此时停止步骤一，进行下一步的负压井点强排水加固处理。揭开密封膜，在原排水板的孔内插入井点管，井点管的间距可根据排水板的间距隔一插一，即原排水板的间距为0.6m，则井点管的间距为1.2m；原排水板间距为1.0m，则井点管间距为2.0m。井点管的长度一般为4.0m～6.0m，可根据设计要求确定。负压强制排水的方式可根据土质情况确定，一般渗透系数小于0.1m/d的土质中采取电渗负压降水，而渗透系数大于0.1m/d的土质中则可采取真空负压降水。

当土体含水量达到设计及动力固结施工所需要求后，拔除夯点间井点管；在需加固处理的软土地基区域布设强夯点进行第一遍点夯。夯后推平，连接未拨井点管进行第二遍强制降水，如此多遍进行降水强夯，达到所需的承载力，经多轮降水、多轮点夯后最后一遍满夯。

根据软基加固要求，可按上述方法对需处理的软土地基进行多遍复合加固处理，使之达到所需的承载力要求，在遍与遍强夯施工过程中应注意超静孔隙压力消散90％以上方能进行下一遍施工；经多轮点夯后进行最后一遍满夯。在施工期间应保留外围管继续降水直至最后一遍强夯结束方能拨除外围井点管。

负压井点是指：根据负压密封降水后土体含水量以及土体渗透系数确定负压井点降水方式(真空井点、电渗井点、砂袋井点)。

负压井点降水是指：根据负压密封降水后土体含水量以及土体渗透系数确定负压井点降水方式(轻型井点降水、真空井点降水、电渗井点降水、砂袋井点降水)。

动力固结是指：经负压密封降水、负压井点强制降水后在土体达到动力固结所需条件下，采取振动碾压、冲击碾压、强夯施工工艺。

多遍负压井点强制降水及动力固结复合施工是指：通过负压井点强制降水工法使需处理的一定范围软土地基达到动力固结所需条件下，拨除井点管(或夯点间井点管)-布置夯点-进行强夯、夯后推平。在经第一遍强夯施工后进行第二遍负压井点强制降水，超静孔隙水压力消散90％以上后，拨除井点管，布置第二遍夯点位置，第二遍夯点布置在第一遍夯点中间，进行第二遍强夯、夯后推平。如此重复多遍降水-强夯，达到所需的加固效果。

经上述多轮点夯后，最后进行满夯(也可采取振动碾压法)达到表层的平整处理。

满夯结束后，待孔隙压力消散至90％以上，即可进入道路、场地结构施工。

Claims

1、一种软土地基利用塑料排水板复合负压井点管固结系统，其特征在于：所述系统包括：需处理的软弱地基，该需处理的软弱地基上布置有塑料排水板(1)，塑料排水板(1)的间距为0.6～1.0m，该需处理的软弱地基表面布置有集水总管(3)，集水总管(3)处开挖有浅层盲沟，该集水总管(3)采用渗水波纹管，并与塑料排水板(1)连接，连接方式为直缭式或滤套式，该集水总管(3)埋入盲沟内，并在盲沟上铺条状土工膜一层，并垫平盲沟；在所需加固区域边线外开挖有排水明沟，在所需加固区域将集水总管(3)与真空泵(4)相连，在插塑料排水板(1)的孔内插入井点管(2)，井点管(2)与集水总管(3)相连，井点管(2)的间距根据塑排水板(1)的间距隔一插一，井点管(2)的长度为4.0m～6.0m。