CN220827789U - 结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，涉及浅层软土地基处理技术领域，复合真空排水密封垫平铺于浅层软土表面，且其四周密封于浅层软土内，复合真空排水密封垫由真空密封膜以及固定于真空密封膜的一侧的若干排水带组成，排水带一面朝向并贴入浅层软土，排水带连接有真空系统，复合真空排水密封垫上部表面还填筑有素土，素土上设有密实设备。本实用新型通过给出一种复合真空排水密封垫，将其平铺于待处理浅层软土表面进行排水固结，不仅能实现对浅层软土内部的排水固结，而且能实现浅层软土表面加固硬化，同时采用双压固结结构，实现对浅层软土的原位快速固结，具有结构简单，施工简便，成本低廉的效果。

Description

结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构

技术领域

本实用新型涉及浅层软土地基处理技术领域，更具体地说，它涉及一种结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构。

背景技术

在很多施工原始场地，通常属于沼泽、滩涂、池塘、耕地等软弱地基，表层0.5-1.5米通常为淤泥层，其地基承载力极低，无法满足施工要求和建筑物使用要求，需要进行浅层地基处理。

软弱地表浅层的地基处理，通常有：原土固化处理、换填法、土工结构等处理方法。其中，原土固化处理是使用水泥、淤泥固化剂等，将软弱土原地固化。其缺点在于：固化成本非常高，达到100元/平方以上；施工工期长。换填法是使用素土、沙土、塘渣等比较好的材料置换淤泥等浅层软弱土，并碾压密实。其缺点在于：置换出来的淤泥需要有卸土安置区域，很多时候不方便找到；淤泥等归置、运输存在环保问题；造价成本比较高。土工结构是在需要处理加固的软土中植入土工格栅、土工布、复合土工垫等，以加强软弱土体的地基承载力、提高其物理力学性质指标。其缺点在于：软弱土体没有得到实质性加固处理；软弱土体仍属于软弱夹层，后续存在一定质量隐患。

软弱地表浅层的地基处理方法还包括如专利公告号为CN116335114A的一项中国发明专利公开的一种浅层软土就地固化施工方法，具体公开的施工方法包括如下步骤：平整处理区的地面；铺设砂垫层；通过插板机垂直埋设若干塑料排水板；铺设主管道和支管道，支管道与塑料排水板连接，主管道与支管道连接；将主管道与真空泵连接，启动真空泵测试主管道与支管道密封性；在砂垫层上铺设密封膜；逐步启动真空泵，运行真空泵达到计划运行时间。采用该技术方案能够降低成本且加固效果好。然而该施工方法通常适用于深度大于2米的软弱地表浅层，对于深度在2米之内的浅层软土来说施工成本仍然较大，施工也较为复杂，并且该方法仅能实现软土内部的排水固结，难以对软土表面进行加固。

实用新型内容

针对实际运用中这一问题，本实用新型目的在于提出一种结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，具体方案如下：

一种结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，所述复合真空排水密封垫平铺于所述浅层软土表面，且其四周密封于浅层软土内，复合真空排水密封垫由真空密封膜以及固定于真空密封膜的一侧的若干排水带组成，所述排水带一面朝向并贴入浅层软土，所述排水带连接有真空系统，所述复合真空排水密封垫上部表面还填筑有素土，所述素土上设有密实设备。

进一步的，若干所述排水带呈网格状布置于真空密封膜上。

进一步的，单个所述排水带包括由PVC材质制成的主板体，所述主板体内部开设有若干排水通道，主板体上位于所述排水通道的一面为封闭面，另一面为开放面，位于所述主板体开放面的一面覆有滤膜，位于所述主板体封闭面的一面固定所述真空密封膜，且主板体上覆有滤膜的开放面朝向并贴入所述浅层软土。

进一步的，所述真空密封膜与排水带之间采用热熔胶合或胶水胶粘的固定方式。

进一步的，单个所述排水带的宽度为10cm，厚度0.6-0.8cm，抗拉强度为1.5-2.0KN/10cm。

进一步的，每相邻行或列上的两个所述排水带之间的间距为0.8-1.2m。

进一步的，所述真空密封膜的材质为聚乙烯，厚度为14-20丝，抗拉强度为15-20KN/10cm。

进一步的，所述真空系统包括真空管、单向手形接头以及真空泵组，所述真空管与所述真空排水加筋布上的排水带通过单向手形接头连接，所述真空管还连接所述真空泵组。

进一步的，所述素土厚度为0.5-1.0m。

进一步的，所述浅层软土表面高差不大于20cm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型中，通过给出一种复合真空排水密封垫，该复合真空排水密封垫不仅能起到真空排水、真空密封作用，实现对浅层软土内部的排水固结，而且还能起到加筋作用、隔离作用、防护作用以及垫层作用，作为土工格栅实现浅层软土表面加固硬化的效果；而且采用将其平铺于待处理浅层软土表面进行排水固结，相较于现有的将排水板扦插进软土内真空排水固结的方式，能够适用于1米以内的浅层软土地基处理，且结构更加简单，施工更加简便，成本更加低廉。

(2)通过采用本申请的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，能够适用于大面积的规模应用，一个处理单位小区面积约4万平方，面积越大，效果越好，规模成本优势越明显，成本大大降低；

(3)通过采用动力固结排水预真空排水固结双压加压、多维加固的加固结构，对浅层软土进行原位快速固结，不仅施工效果好，且大大提高施工效率。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的整体示意图；

图2为本实用新型实施例中复合真空排水密封垫的截面示意图；

图3为本实用新型实施例中排水带的截面示意图；

图4为本实用新型实施例中复合真空排水密封垫平铺于浅层软土表面的示意图；

图5为本实用新型实施例中复合真空排水密封垫与真空系统连接的平面示意图。

附图标记：1、复合真空排水密封垫；11、真空密封膜；12、排水带；121、主板体；122、排水通道；123、封闭面；124、开放面；125、滤膜；2、浅层软土；3、真空系统；31、真空管；32、单向手形接头；33、真空泵组；4、素土；5、密实设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，如图1所示，复合真空排水密封垫1平铺于待处理的浅层软土2表面，且其四周密封于浅层软土2内，复合真空排水密封垫1连接有真空系统3，复合真空排水密封垫1上部表面还填筑有素土4，素土4上设有密实设备5。

如图2-3所示，复合真空排水密封垫1由真空密封膜11以及固定于真空密封膜11的一侧的若干排水带12组成。其中，真空密封膜11采用聚乙烯材质制成；单个排水带12截面呈梳齿状，具体地，单个排水带12包括由PVC材质制成的主板体121，主板体121内部开设有若干排水通道122，若干排水通道122沿着排水带12宽度方向均匀设有一排，主板体121上位于排水通道122的一面为封闭面123，另一面为开放面124，位于主板体121的开放面124的一面覆有滤膜125，位于主板体121的封闭面123的一面固定真空密封膜11。优选地，真空密封膜11厚度为14-20丝，抗拉强度为15-20KN/10cm。单个排水带12的宽度为10cm，厚度0.6-0.8cm，抗拉强度为1.5-2.0KN/10cm。

复合真空排水密封垫1平铺于浅层软土2表面时，其上排水带12朝向浅层软土2铺设，并由排水带12的主板体121上覆有滤膜125的开放面124朝向并贴入浅层软土2，见图4。

若干排水带12呈网格状布置于真空密封膜11上。每相邻行或列上的两个排水带12之间的间距为0.8-1.2m。网格状布置可以为十字交叉型、井字型布置等形式，如图5所示，图5展示了其中一种排水带12呈十字交叉型的布置形式。网格状布置形式的排水带12具有排水效率高，防淤堵效果好等优点。

并且，复合真空排水密封垫1上的真空密封膜11和排水带12之间采用热熔胶合或胶水胶粘的方式进行固定。

回到图1并结合图5所示，真空系统3连接于复合真空排水密封垫1上的排水带12上，真空系统3包括真空管31、单向手形接头32以及真空泵组33，真空管31与真空排水加筋布上的排水带12通过单向手形接头32连接，真空管31还连接真空泵组33。由于复合真空排水密封垫1中的真空密封膜11可实现密封的作用，因此真空系统3自身就不再需要配置真空膜。其中，真空管31穿过真空密封膜11，真空管31的出膜方式可采用胶水结合绑扎密封等现有技术实现，以保证真空密封膜11的密封性能。

单向手形接头32呈一端部开口的矩型盖状结构，该矩型盖状结构与排水带12的一端构型相适配，并以盖合的方式连接于排水带12该端，单向手形接头32另一端部形成圆柱状接头，真空管31套接于该圆柱状接头上以实现连接。另外需要说明的是，根据实际布置情况，真空管31仅需与真空排水加筋布上局部的排水带12连接即可。

本申请结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构的实施原理为：基于真空吸压原理，启动真空泵组33，在真空抽吸作用下，被复合真空排水密封垫1密封覆盖的浅层软土2进行排水固结，排水固结一段时间之后，启动密实设备5，对浅层软土2施加动力荷载，以实现双压固结，使得浅层软土2实现排水加固。

需要说明的是，密实设备5作为机械动力荷载设备属于现有技术，本申请再此对其结构和工作原理不再赘述。

本申请的加固结构适用于1米以内乃至2米以内的浅层软土2，采用真空密封膜11与排水带12相固定形成复合真空排水密封垫1，并将复合真空排水密封垫1平铺于待处理浅层软土2表面进行排水的固结方式，不仅能实现对浅层软土2内部的排水固结，而且复合真空排水密封垫1自身还能作为土工格栅，起到加筋作用、隔离作用、防护作用、垫层作用，能够对浅层软土2表面的强化加固作用。

此外，基于上述实施例给出的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，本申请还给出了其施工方法，包括以下步骤：

步骤1、安装复合真空排水密封垫1：先将需要加固的浅层软土2场地用水陆挖机等进行平整，平整之后保证浅层软土2表面高差不大于20cm，之后将复合真空排水密封垫1铺设在浅层软土2表面，并使排水带12一面朝下并贴入软土，接着将复合真空排水密封垫1四周埋入浅层软土2内至少30cm，再利用单向手形接头32将2-3条主要排水带12与真空管31接出，出口处做好密封处理，最后将真空管31与真空泵组33连接；

步骤2、真空排水预固结：开启真空系统3，利用真空预压原理，开始对待处理的浅层软土2进行排水固结，过程中，真空度保持在80kPa以上；

步骤3、检查并密封封堵：真空排水预固结期间，随时排查复合真空排水密封垫1的漏气情况，一旦发现漏气部位，采用密封堵漏剂进行封堵；

步骤4、双压固结加固：真空排水预固结10-30天以后，在复合真空排水密封垫1表面填筑素土4，素土4厚度为0.5-1.0m，启动密实设备5在素土4上进行机械碾压，对软弱土施加动力荷载；

步骤5、竣工验收。

其中，在步骤3中，密封堵漏剂的配比为淤泥：膨润土：水：水泥：石灰：水玻璃：絮凝剂为15-25％：10-20％：30-40％:12-18％:2-8％:3-7％:4-6％。在密封剂的配置过程中，采用三液配置：先用淤泥、膨润土、水泥、石灰按上述比例调制成主液，封堵时再与水玻璃、絮凝剂混合进行封堵。该密封堵漏剂能有效对复合真空排水密封垫1破损处进行封堵密封，其浆液被抽吸至真空排水带12后，能在5分钟内会变成凝胶状，24小时后胶结固化，其固化体固结强度不小于1mPa，其物理力学指标大于加固土体。

在步骤4中，密实设备5碾压施加频率:在一个可能的实施例中，采用动力荷载每天2次，每次持续时间1-3小时；在另一个可能的实施例中，在复合真空排水密封垫1垫下真空负压50-80kPa时可以施加动力荷载，超孔隙水压力上升至正压50-100kPa停止动力荷载施加。

应用例

宁波镇海化工园区临海建设，其滩涂区域地面平均高程2.2米，每日涨潮最高潮位3.8米，场地表层0.5米为流塑状淤泥，需要施工大量水工建筑，需要进行场地施工硬化，地表地基承载力需要从30kPa提高至60-80kPa。

经方案论证，采用原土固化处理，其造价100-120元/平方米，造价太高。采用回土换填方案，其素填土的土方来源困难，无可行区域进行换填后的淤泥堆放。采用普通土工垫、土工格栅等做施工垫层，效果不好。采用排水板扦插进淤泥内的真空预压固结方式工艺复杂且淤泥表面无法硬化。

现采用本申请给出的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构进行加固，并采用对应的施工方法进行施工。

经实际施工表明，采用结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构进行施工处理后，该场地淤泥软弱层地基承载力由处理前30kPa，提升至90kPa，提升幅度200％；造价比采用淤泥固化剂原位固化节省50％，比换填法施工节省20％；并且场地表面也得到了加固硬化。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，所述复合真空排水密封垫平铺于所述浅层软土表面，且其四周密封于浅层软土内，复合真空排水密封垫由真空密封膜以及固定于真空密封膜的一侧的若干排水带组成，所述排水带一面朝向并贴入浅层软土，所述排水带连接有真空系统，所述复合真空排水密封垫上部表面还填筑有素土，所述素土上设有密实设备。

2.根据权利要求1所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，若干所述排水带呈网格状布置于真空密封膜上。

3.根据权利要求1或2所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，单个所述排水带包括由PVC材质制成的主板体，所述主板体内部开设有若干排水通道，主板体上位于所述排水通道的一面为封闭面，另一面为开放面，位于所述主板体开放面的一面覆有滤膜，位于所述主板体封闭面的一面固定所述真空密封膜，且主板体上覆有滤膜的开放面朝向并贴入所述浅层软土。

4.根据权利要求3所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，所述真空密封膜与排水带之间采用热熔胶合或胶水胶粘的固定方式。

5.根据权利要求3所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，单个所述排水带的宽度为10cm，厚度0.6-0.8cm，抗拉强度为1.5-2.0KN/10cm。

6.根据权利要求2所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，每相邻行或列上的两个所述排水带之间的间距为0.8-1.2m。

7.根据权利要求4所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，所述真空密封膜的材质为聚乙烯，厚度为14-20丝，抗拉强度为15-20KN/10cm。

8.根据权利要求1所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，所述真空系统包括真空管、单向手形接头以及真空泵组，所述真空管与所述真空排水加筋布上的排水带通过单向手形接头连接，所述真空管还连接所述真空泵组。

9.根据权利要求1所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，所述素土厚度为0.5-1.0m。

10.根据权利要求1所述的结合复合真空排水密封垫的双压固结浅层软土加固结构，其特征在于，所述浅层软土表面高差不大于20cm。