CN215758976U - 用于复杂软土地基的抽排水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于复杂软土地基的抽排水系统。所述抽排水系统包括带有出水口的水气分离罐、带有压缩机的水环式真空抽水泵和等距布设在待处理软土地区、并将待处理软土地区分隔成多个降水区域的多组轻型降水管，每组轻型降水管包括至少两排深浅不同的轻型井管，至少两排深浅不同的轻型井管依次插入不同深度的软土层内，且每排轻型井管的滤管段置于对应深度的软土层内，且每排相同深度的轻型井管顶端通过抽排水管与水气分离罐连接，并在每根抽排水管设有控制阀，所述水气分离罐与带有压缩机的水环式真空抽水泵连接。本实用新型能够针对复杂软土地基分层进行抽排水工作，加快超孔隙水排出，提高排水固结效果。

Description

用于复杂软土地基的抽排水系统

技术领域

本实用新型属于软土地基处理技术领域，具体涉及一种适用于多层复杂软土地基快速降水固结施工的抽排水系统。

背景技术

在我国沿江沿海地区广泛分布着高压缩性、低强度的冲积、湖积、海陆交互沉积淤泥与淤泥质土等软土。沿江沿海以软土为主的复杂“二元结构”或“多元结构”地基为前提，即存在深部海陆交互沉积的软土，又存在吹填或冲填的软土。而我国目前城镇化率高，新型产业不断兴起，工程建筑项目众多。当在多层软土分布的范围内开展工程建设时，因软土地基处理不到位导致的岩土工程灾害与事故频发，所以需要对这类土进行加固处理，确定合适的加固处理方式以达到使用要求。

现有软土地基处理常用的方法有真空预压、堆载预压、静动联合排水固结等。这些方法通常存在预压时间长、造价高、处理效果不佳等缺点，特别是对于软土层较深、复杂多层的软土地基在进行处理时，由于软土层较深，无论采用哪种处理方法，其抽排水过程都无法达到要求。因此为了提高多层复杂软土地基的处理效果，需要提供一种新的抽排水系统。

发明内容

本实用新型针对现有软土地基加固处理工期长、造价高、处理效果差、且无法适应多层软土地基的问题提供了一种用于复杂软土地基的抽排水系统；该系统结合深浅不同的轻型井管结合分层抽排水，达到软土排水固结的最佳效果。

为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：所述抽排水系统包括带有出水口的水气分离罐、带有压缩机的水环式真空抽水泵和等距布设在待处理软土地区、并将待处理软土地区分隔成多个降水区域的多组轻型降水管，每组轻型降水管包括至少两排深浅不同的轻型井管，至少两排深浅不同的轻型井管依次插入不同深度的软土层内，且每排轻型井管的滤管段置于对应深度的软土层内，相同深度的轻型井管水平间距为3.0～4.0m，且每排相同深度的轻型井管顶端通过抽排水管与水气分离罐连接，并在每根抽排水管设有控制阀，所述水气分离罐与带有压缩机的水环式真空抽水泵连接；每组轻型降水管中深浅不同的轻型井管交错间隔布置，相邻两组轻型降水管中两排相同深度的轻型井管水平间距为14.0～16.0m。

本实用新型较优的技术方案：所述抽排水系统的每组轻型降水管包括一排埋设深度为3.5～5m的浅部轻型井管和一排埋设深度为7.5～9m的深部轻型井管；所述浅部轻型井管埋设在第一软土层内，其井点底距离第二软土层顶面不少于0.5m，深部轻型井管穿透第一软土层进入第二软土层内，深部轻型井管的滤管部位置于第二软土层内，且滤管部位顶端距离第二软土层顶面不少于0.5m，其余部位均为实管。

本实用新型较优的技术方案：所述抽排水系统还包括埋设在相邻两组轻型降水管之间降水区域的多组不同深度的孔隙水压力计，多组不同深度的孔隙水压力计分别埋设在不同深度的软土层内，并单独对不同深度的软土层孔隙水压进行检测，每组相同深度孔隙水压力计包括一个或两个或两个以上的孔隙水压力计。

本实用新型较优的技术方案：所述轻型井管采用直径20～30mm的PVC管，包括上部的实管和下部的滤管，滤管部位的滤孔直径为8～10mm，滤孔呈梅花形布置，间距为25～35mm，滤管外缠两层60目尼龙滤网；连接每排轻型井管顶部的排水管采用直径为45～55mm的PVC管，分节组成，每节长4～6m，排水管与轻型井点管采用三通直接连接，并在连接外缠密封膜。

本实用新型较优的技术方案：所述抽排水系统还包括浅部排水管、浅部集水管、深部排水管和深部集水管，每根浅部排水管将每排浅部轻型井管连接后与浅部集水管连接，并通过浅部集水管与水气分离罐连接，每根深部排水管将每排深部轻型井管连接后与深部集水管连接，并通过深部集水管与水气分离罐连接；在每根浅部排水管和深部排水管与对应集水管连接的端分别设有单排浅部轻型管控制阀和单排深部轻型管控制阀，远离集水管的尾端设有真空表；所述浅部集水管和深部集水管单独连接在水气分离罐上，并通过水气分离罐与水环式真空抽水泵连接，并在浅部集水管和深部集水管上分别设有浅部轻型管总控制阀和深部轻型管总控制阀。

本实用新型较优的技术方案：在每个降水区内布设有一组浅部孔隙水压力计和一组深部孔隙水压力计，浅部孔隙水压力计和深部孔隙水压力计均分布在降水区的中部，浅部孔隙水压力计埋设在浅部的第一软土层内，深部孔隙水压力计埋设在深部的第二软土层内。

本实用新型较优的技术方案：所述浅部轻型井管的实管段长度2.0～3.0m，滤管段长度1.0～2.0m；所述深部轻型井管的实管段长度6.0～7.0m，滤管段长度1.0～2.0m。

本实用新型采用设置深部、浅部两套井点，两套井点降水系统一次施工，两套井点各自独立控制，互不影响，各自形成独立的抽排水系统实现了一次施工、分步处理、深浅独立的目的，最终使整个土体的强度得到有效增长，能够针对复杂软土地基分层进行抽排水工作，加快超孔隙水排出，提高排水固结效果。

附图说明

图1是本实用新型的平面图；

图2是本实用新型的纵向剖面图。

图中：1—第一软土层，2—第二软土层，3—浅部轻型井管，4—深部轻型井管，5—浅部排水管，6—深部排水管，7—浅部孔隙水压力计，8—深部孔隙水压力计，9—水气分离罐，10—出水口，11—带有压缩机的水环式真空泵，12-1—单排浅部轻型管控制阀，12-2—单排深部轻型管控制阀，12-3—浅部轻型管总控制阀，12-4—深部轻型管总控制阀，13—真空表，14—浅部集水管，15—深部集水管，16—轻型井管的滤管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图2均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例提供的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，如图1和图2所示，包括带有出水口10的水气分离罐9、带有压缩机的水环式真空抽水泵11和等距布设在待处理软土地区、并将待处理软土地区分隔成多个降水区域的多组轻型降水管；每组轻型降水管包括一排埋设深度为4m的浅部轻型井管3和一排埋设深度为8m的深部轻型井管4；轻型井点成孔直径为130mm，浅部轻型井管3和深部轻型井管4均采用直径25mm的PVC管，均包括上部的实管和下部的滤管，滤管部位的滤孔直径为8～10mm，滤孔呈梅花形布置，间距为25～35mm，滤管外缠两层60目的尼龙网；所述浅部轻型井管的长度为4m，实管长度2.0～3.0m，滤管段长度1.0～2.0m；深部轻型井管的长度为8m，实管长度6.0～7.0m，滤管长度1.0～2.0m；所述浅部轻型井管埋设在第一软土层内，其井点底距离第二软土层顶面不少于0.5m，深部轻型井管穿透第一软土层进入第二软土层内，深部轻型井管的滤管部位置于第二软土层内，且滤管部位顶端距离第二软土层顶面不少于0.5m，其余部位均为实管；浅部轻型井管3水平间距3.0～4.0m，深部轻型井管4水平间距3.0～4.0m，两者交错、间隔布置。每组轻型降水管中深浅不同的轻型井管交错间隔布置，相邻两组轻型降水管中两排相同深度的轻型井管水平间距为14.0～16.0m。

实施例提供的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，如图1和图2所示，还包括浅部排水管5、浅部集水管14、深部排水管6和深部集水管15，所述浅部排水管5和深部排水管6均采用直径为50mm的PVC管，分节组成，每节长4～6m，排水管与轻型井点管采用三通直接连接，并在连接外缠密封膜。每根浅部排水管5将每排浅部轻型井管3连接后与浅部集水管14连接，并通过浅部集水管14与水气分离罐9连接，每根深部排水管6将每排深部轻型井管4连接后与深部集水管15连接，并通过深部集水管15与水气分离罐9连接，水气分离罐9与水环式真空抽水泵11连接，并在水气分离罐9设有出水口10。在每根浅部排水管5和深部排水管6与对应集水管连接的端分别设有单排浅部轻型管控制阀12-1和单排深部轻型管控制阀12-2，远离集水管的尾端设有真空表13；所述浅部集水管14和深部集水管15单独连接在水气分离罐9上，并通过水气分离罐9与水环式真空抽水泵11连接，并在浅部集水管14和深部集水管15上分别设有浅部轻型管总控制阀12-3和深部轻型管总控制阀12-4。

实施例提供的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，如图1和图2所示，还包括布设在每个降水区布设有一组浅部孔隙水压力计7和一组深部孔隙水压力计8，浅部孔隙水压力计7和深部孔隙水压力计8均分布在降水区的中部，浅部孔隙水压力计7埋设在浅部的第一软土层内，深部孔隙水压力计8埋设在深部的第二软土层内。

下面针对具体实施例对本实用新型的使用过程进一步说明，实施例针对某软土处理项目，首先针对该项目进行施工与监测材料、仪器、设备准备，场地平整，施工前测量高程，进行地基土静力触探试验、标准贯入试验现场检测；经过勘测其项目平均高程为20.00m，施工前，0～4m软土层一静力触探比贯入阻力p_s平均值为0.65MPa，标贯击数平均值N＝2击，根据公式f_ak＝80p_s+20换算地基土承载力特征值为72kPa。4～8m软土层二静力触探比贯入阻力p_s平均值为0.73MPa，标贯击数平均值N＝3.25击，根据公式f_ak＝80p_s+20换算地基土承载力特征值为78.4kPa；针对上述项目采用本实用新型中复杂软土地基快速降水固结施工方法进行处理，其具体实施步骤如下：

(1)按照设计图纸对轻型井点的施工点位进行划线标记，并通过轻型井点的布线对待处理软土场地进行分区，相邻两降水区通过一组轻型井点分隔，每组轻型井点包括一排深部轻型井管和一排浅部轻型井管，相同深度的轻型井管水平间距为3.0～4.0m，相邻两组轻型降水管中两排相同深度的轻型井管水平间距为14.0～16.0m；

(2)施工浅部、深部轻型井管：浅部、深部轻型井点的分布如图1和图2所示，其施工浅部轻型井管3和深部轻型井管4同步施工；浅部轻型井管3总长4m，一整根Φ25PVC管组成，其中实管长度2.0～3.0m，滤管长度1.0～2.0m，深部轻型井管4穿透软土层一进入软土层二内，滤管仅设置在软土层二内，滤管顶距离软土层二顶面不少于0.5m，其余部位均为实管；浅部轻型井管3水平间距3.0～4.0m，深部轻型井管4水平间距3.0～4.0m，两者交错、间隔布置。

(3)埋设浅部、深部孔隙水压力计：在每个降水区分别埋设一组浅部孔隙水压力计7和一组深部孔隙水压力计8，浅部孔隙水压力计7仅在浅部软土层一内埋设孔隙水压力计，深部孔隙水压力计8仅在深部软土层二内埋设孔隙水压力计。

(4)抽排系统安装：将浅部排水管5与每排浅部轻型井管3相连，深部排水管6与每排深部轻型井管4相连，浅部排水管5、深部排水管6排距为14.0～16.0m；每排浅部排水管5上设有单排浅部轻型管控制阀12-1，末端设有真空表13，每排深部排水管6上设有单排深部轻型管控制阀12-2，末端设有真空表13；多排浅部排水管5汇集到浅部集水管14，并通过浅部集水管14通向水气分离罐9，多排深部排水管6汇集到深部集水管15，并通过深部集水管15通向水气分离罐9，在浅部集水管14上设有浅部轻型管总控制阀12-3，在深部集水管15上设有深部轻型管总控制阀12-4，并同步安装水气分离罐9、带有压缩机的水环式真空泵11、出水口10等系统。

(5)采用浅部轻型井点进行预抽水：开启浅部集水管14和每根浅部排水管5上的控制阀，开始预抽水，记录每根浅部排水管5上的真空表读数，真空表读数不小于65kPa。

(6)第一遍点夯加固抽水：在步骤(5)中浅部轻型井点进行预抽水2～3d后，开始第一遍点夯；第一遍点夯强夯能级为800～1500kN.m，夯点间距7.0～8.0m，夯点呈正方形布置，在强夯施工过程继续采用浅部轻型井点进行抽水，并同步通过步骤(3)中预埋的浅部孔隙水压力计监测浅部孔隙水压力；强夯单点夯击次数按如下标准确定，单点夯击次数约5～7击。

(7)采用深部轻型井点进行预抽水：在步骤(6)中的加固抽水10～15d，并通过监测浅部孔隙水压力消散85％以上时，关闭浅部集水管和每根浅部排水管上的控制阀，开启深部集水管和每根深部排水管上的控制阀进行抽水，并记录每根深部排水管上的真空表读数，真空表读数不小于65kPa。

(8)第二遍点夯加固抽水：在步骤(7)中深部轻型井点进行预抽水2～3d后，开始第二遍点夯；第二遍点夯强夯能级为2000～3000kN.m，夯点呈正方形布置，单点夯击次数6～8击；在强夯施工过程继续采用深部轻型井点进行抽水，并同步通过步骤(3)中预埋的深部孔隙水压力计监测深部孔隙水压力。

(9)拔除轻型井点并满夯：在步骤(8)中的加固抽水10～15d，并通过监测深部孔隙水压力消散85％以上时，完成第二遍点夯加固抽水过程，拔除浅部轻型井管和深部轻型井管，对井管孔洞回填密实，然后1000～1500kN.m能级全场满夯。满夯击数2～3击，锤印搭接1/4。

(10)地基处理检测：满夯施工完毕后，场地静置28d，进行地基土静力触探试验和标准贯入试验现场检测，检测点位与步骤(1)中施工前检测点位相同，通过处理前、后试验数据，通过检测试验发现该工程施工后场地平均高程为19.40m，施工后，0～4m软土层一静力触探比贯入阻力p_s平均值为0.91MPa，标贯击数平均值N＝4击，根据公式f_ak＝80p_s+20换算地基土承载力特征值为92.8kPa。4～8m软土层二静力触探比贯入阻力p_s平均值为1.2MPa，标贯击数平均值N＝6击，根据公式f_ak＝80p_s+20换算地基土承载力特征值为116kPa。

对比试验前检测结果，场地经处理后，地基沉降量为0.6m；0～4m软土层一地基土承载力提高28.8％，标贯击数提高100％；4～8m软土层二地基土承载力提高48.0％，标贯击数提高84.6％，场地经加固处理后，效果显著。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本实用新型的技术指导思想之内轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。

Claims (7)

1.一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：所述抽排水系统包括带有出水口(10)的水气分离罐(9)、带有压缩机的水环式真空抽水泵(11)和等距布设在待处理软土地区、并将待处理软土地区分隔成多个降水区域的多组轻型降水管，每组轻型降水管包括至少两排深浅不同的轻型井管，至少两排深浅不同的轻型井管依次插入不同深度的软土层内，且每排轻型井管的滤管段置于对应深度的软土层内，相同深度的轻型井管水平间距为3.0～4.0m，且每排相同深度的轻型井管顶端通过抽排水管与水气分离罐(9)连接，并在每根抽排水管设有控制阀，所述水气分离罐(9)与带有压缩机的水环式真空抽水泵(11)连接；每组轻型降水管中深浅不同的轻型井管交错间隔布置，相邻两组轻型降水管中两排相同深度的轻型井管水平间距为14.0～16.0m。

2.根据权利要求1所述的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：所述抽排水系统的每组轻型降水管包括一排埋设深度为3.5～5m的浅部轻型井管(3)和一排埋设深度为7.5～9m的深部轻型井管(4)；所述浅部轻型井管(3)埋设在第一软土层(1)内，其井点底距离第二软土层(2)顶面不少于0.5m，深部轻型井管(4)穿透第一软土层(1)进入第二软土层(2)内，深部轻型井管(4)的滤管部位置于第二软土层(2)内，且滤管部位顶端距离第二软土层(2)顶面不少于0.5m，其余部位均为实管。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：所述抽排水系统还包括埋设在相邻两组轻型降水管之间降水区域的多组不同深度的孔隙水压力计，多组不同深度的孔隙水压力计分别埋设在不同深度的软土层内，并单独对不同深度的软土层孔隙水压进行检测，每组相同深度孔隙水压力计包括一个或两个或两个以上的孔隙水压力计。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：所述轻型井管采用直径20～30mm的PVC管，包括上部的实管和下部的滤管，滤管部位的滤孔直径为8～10mm，滤孔呈梅花形布置，间距为25～35mm，滤管外缠两层60目尼龙滤网；连接每排轻型井管顶部的排水管采用直径为45～55mm的PVC管，分节组成，每节长4～6m，排水管与轻型井点管采用三通直接连接，并在连接外缠密封膜。

5.根据权利要求2所述的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：所述抽排水系统还包括浅部排水管(5)、浅部集水管(14)、深部排水管(6)和深部集水管(15)，每根浅部排水管(5)将每排浅部轻型井管(3)连接后与浅部集水管(14)连接，并通过浅部集水管(14)与水气分离罐(9)连接，每根深部排水管(6)将每排深部轻型井管(4)连接后与深部集水管(15)连接，并通过深部集水管(15)与水气分离罐(9)连接；在每根浅部排水管(5)和深部排水管(6)与对应集水管连接的端分别设有单排浅部轻型管控制阀(12-1)和单排深部轻型管控制阀(12-2)，远离集水管的尾端设有真空表(13)；所述浅部集水管(14)和深部集水管(15)单独连接在水气分离罐(9)上，并通过水气分离罐(9)与水环式真空抽水泵(11)连接，并在浅部集水管(14)和深部集水管(15)上分别设有浅部轻型管总控制阀(12-3)和深部轻型管总控制阀(12-4)。

6.根据权利要求2所述的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：在每个降水区内布设有一组浅部孔隙水压力计(7)和一组深部孔隙水压力计(8)，浅部孔隙水压力计(7)和深部孔隙水压力计(8)均分布在降水区的中部，浅部孔隙水压力计(7)埋设在浅部的第一软土层(1)内，深部孔隙水压力计(8)埋设在深部的第二软土层(2)内。

7.根据权利要求2所述的一种用于复杂软土地基的抽排水系统，其特征在于：所述浅部轻型井管(3)的实管段长度2.0～3.0m，滤管段长度1.0～2.0m；所述深部轻型井管(4)的实管段长度6.0～7.0m，滤管段长度1.0～2.0m。

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