CN220888608U - 一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构。所述处理结构包括抽真空装置、堆载在待处理软土地基面层上的荷载堆载层和埋设在待处理软土地基内的多组双层管井；所述双层管井包括管口均伸出荷载堆载层内、外层管井，且内层管井的管口高于外层管井，所述外层管井的管口通过管井盖帽与内层管井之间密封连接，在每组双层管井的内、外层管井之间设有抽真空管，并与抽真空装置连接，在每组双层管井的内层管井内设置潜水泵和竖向排水管，每组降水装置的竖向排水管均伸出对应的内层管井，并通过横向排水管相互连通。本实用新型可以结合管井降水、真空预压、堆载预压和强夯多种方式同时进行软土处理，具有工期短、效果好、投资省等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种结合真空预压、管井降水预压、堆载预压多种工艺的软土地基处理结构，属于软土地基处理施工技术领域，适用于深厚软土层的地基处理。
背景技术
地基是建(构)筑物的基础，承担着整个建(构)筑物荷载的作用,包括其中的机器设备等。没有稳固的地基就没有稳定的建(构)筑物。只有当地基处理达到合格标准的条件下，建(构)筑物的安全性和耐久性才是合格的，才能保证建(构)筑物的功能正常使用。地基处理是地基稳固的关键，其中软土地基的处理是重点和难点。
软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑～流塑状态的黏性土，包括软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。主要分布在沿海、湖泊、洼地及河流两岸地带，尤其是沿海地带沉积的软土厚度较大。随着沿海开发建设的加速进行，建筑工程中遇到的软土工程越来越多，软土厚度越来越厚，对该类地基进行处理，最常采用的方法是排水固结法，如真空预压法、堆载预压法等，存在需要超载预压、工期长以及处理效果不一定能够满足要求。需找一种施工工艺简单、处理速度快、加固效果好的软土地基处理方法十分必要。
发明内容
为了解决背景技术中存在的软土处理问题，本实用新型提供了一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，该处理结构在传统管井降水强夯加固的基础上，对管井进行改进，采用双层管井的技术，有机结合面层堆载预压、管井降水预压、深层土体真空预压的优点，达到软土快速排水固结的效果。
为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，所述处理结构包括堆载在待处理软土地基面层上的荷载堆载层、抽真空装置和埋设在待处理软土地基内的多组双层管井，每组双层管井穿过待处理软土地基的砂层插入软土层内；所述双层管井包括内层管井和外层管井，所述内层管井和外层管井的管口均伸出荷载堆载层，且内层管井的管口高于外层管井，所述外层管井的管口通过井管盖帽与内层管井之间密封连接，在外层井管的外壁与井管安装孔之间填充有下层中粗砂填充层和上层黏土密封层；在每组双层管井的内层管井内设置降水装置，所述降水装置包括潜水泵和竖向排水管，每组降水装置的竖向排水管均伸出对应的内层管井，并通过横向排水管相互连通；在每组双层管井的内层管井与外层管井之间设有抽真空管，且每根抽真空管通过对应的井管盖帽引出，并与抽真空装置连通。
本实用新型较优的技术方案：所述处理结构还包括强夯锤，并在潜水泵和抽真空装置工作过程中，通过强夯锤对荷载堆载层进行强夯处理。
本实用新型进一步的技术方案：所述处理结构还包括止水帷幕和排水板，所述止水帷幕为围设在待处理软土地基周围的防水密封墙，所述止水帷幕下端嵌入软土层内，且嵌入深度大于双层管井插入软土层的深度，所述荷载堆载层堆载范围大于止水帷幕围设范围；所述排水板均匀插设在止水帷幕围设的待处理软土地基区域，每块排水板的均插入软土层内，且深度大于止水帷幕插入软土层的深度。
本实用新型较优的技术方案：所述内层管井由PVC管制成，底端与外层管井齐平，内层管井管口朝下0.3米范围内的管壁开孔，并确保内层管井中水位与外层管井齐平，所述内层管井管口高出外层管井管口部0.15～0.25米；所述外层管井用塑料波纹管制作，管壁开设进水孔，并用滤网包扎；所述井管盖帽为中部开设有通孔的井管盖帽，其中部通孔与内层管井外径相匹配的，并通过内层管井与外层管井的管口密封连接，所述井管盖帽与内层管井接触面设有密封垫圈。
本实用新型较优的技术方案：所述内层管井底端朝上0.3米开孔，所述上层黏土密封层的深度为0.9～1.1m；所述潜水泵下端距离双层管井底部0.6米以上。
本实用新型结合了管井降水和负压加载结构，管井降水采用了双层管井技术，外层管井汇集地下水，并且施加真空负压，真空负压前期起到加速软土中水分子向管井流动，后期在土体中施加负压荷载，通过内层管井监测水位变化情况，并通过潜水泵将管井中的水排出；本实用新型的管井降水是在PVC管制作的内井管中进行，抽真空施加负压是在内外井管之间的空间进行，两种施工可以同时进行，并且施加负压有助于土中水向管井汇集。
本实用新型的处理结构还可以结合面层强夯施工，通过反复的动力加载，提高土体中的孔隙水压力，在管井负压的作用下，加速超孔隙水压力的消散。本实用新型可以根据管井中水位变化情况，控制强夯施工开始时间，强夯施工一方面可对堆载填土层进行夯击密实形成大厚度超固结的硬壳层，形成高承载力的人工地基土；另一方面可促使深层软土产生超静孔隙水压力，在管井负压作用下加速孔隙水消散，加大加固深度和减少工后沉降的目的，与管井负压作用、堆载预压一起加速排水固结，且通过强夯形成的硬壳层起到密封作用，防止管井传递的负压消散。
本实用新型的结构可以结合管井降水预压、真空预压、堆载预压及强夯施工四种工艺同时进行，相互之间既相对独立，又相互促进影响；本实用新型处理软土的工期短、效果好、投资省等优点，其适用范围、技术关键、工程效果。
附图说明
图1为本实用新型的整体剖面示意图；
图2为本实用新型双层管井结构剖面图。
图中：1—砂层，2—荷载堆载层，3—双层管井，300—内层管井，301—外层管井，302—井管盖帽，303—井管安装孔，304—下层中粗砂填充层，305—上层黏土密封层，4—抽真空装置，5—软土层，6—潜水泵，7—横向排水管，8—抽真空管，9—竖向排水管，10—强夯锤，11—止水帷幕，12—排水板。
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和图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。
实施例提供了一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，如图1和图2所示，所述处理结构包括堆载在待处理软土地基面层上的荷载堆载层2、抽真空装置4、止水帷幕11和排水板12和埋设在待处理软土地基内的多组双层管井3，每组双层管井3穿过待处理软土地基的砂层1插入软土层5内；所述止水帷幕11为围设在待处理软土地基周围的防水密封墙，所述止水帷幕11下端嵌入软土层5内，且嵌入深度大于双层管井3插入软土层5的深度，所述荷载堆载层2堆载范围大于止水帷幕11围设范围；所述排水板12均匀插设在止水帷幕11围设的待处理软土地基区域，每块排水板12的均插入软土层5内，且深度大于止水帷幕11插入软土层5的深度。
实施例提供了一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，如图2所示，所述双层管井3包括内层管井300和外层管井301，所述内层管井300由PVC管制成，确保连接处的密封性能，底端与外层管井301齐平，内层管井300管口朝下0.3米范围内的管壁开孔，并确保内层管井300中水位与外层管井301齐平，所述内层管井300管口高出外层管井301管口部0.15～0.25米；所述外层管井301用塑料波纹管制作，管壁开设进水孔，并用滤网包扎；所述内层管井300和外层管井301的管口均伸出荷载堆载层2，所述外层管井301的管口通过井管盖帽302与内层管井300之间密封连接，所述井管盖帽302为中部开设有通孔的井管盖帽，其中部通孔与内层管井300外径相匹配的，并通过内层管井300与外层管井301的管口密封连接，所述井管盖帽302与内层管井300接触面设有密封垫圈。在外层井管301的外壁与井管安装孔303之间填充有下层中粗砂填充层304和上层黏土密封层305；所述内层管井300底端朝上0.3米开孔，起到联通作用；所述上层黏土密封层305的深度为0.9～1.1m，起到密封作用。在每组双层管井3的内层管井300内设置降水装置，所述降水装置包括潜水泵6和竖向排水管9，所述潜水泵6下端距离双层管井3底部0.6米以上，确保管井底部水位高于内部管井开孔高度。如图1所示，每组降水装置的竖向排水管9均伸出对应的内层管井300，并通过横向排水管7相互连通；在每组双层管井3的内层管井300与外层管井301之间设有抽真空管8，且每根抽真空管8通过对应的井管盖帽302引出，并与抽真空装置4连通。
实施例提供了一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，如图1所示，所述处理结构还包括强夯锤10，并在潜水泵6和抽真空装置4工作过程中，通过强夯锤10对荷载堆载层2进行强夯处理。
本实用新型在进行软土处理时，井管盖帽3处预留抽真空管3与抽真空装置4连接，再由塑料波纹管作为外壁、PVC管作为内壁、上部盖帽为顶、下部超过开孔位置的水位底部的空间施加负压荷载，负压通过塑料波纹管壁开孔施加到土体内部，加速土中自由水排出，再通过排水板12使水向管井汇集以及加速强夯产生的超静孔压消散的作用，后期可作为负压荷载，与面层荷载堆载层2起作用，加速土体固结。本实用新型采用双层管井的技术，有机结合管井降水预压、深层土体真空预压、面层堆载预压和强夯的优点，达到软土快速排水固结的效果。
下面结合实施例对本实用新型的施工过程进一步说明，使用本实用新型的处理结构对软土进行处理的施工过程具体如下：
(1)施工准备平整场地，测放施工边线，高程测量，布设监测设备，进行原位静力触探等。
(2)边界区域密封墙施工，确保能够截断施工区域与外围边界地下水联系。
(3)双层管井施工及抽真空设备安装
①采用泥浆护壁进行钻孔施工，成井直径在550mm以上，清水清孔；
②外层管井301材料采用直径为φ500mm的塑料波纹管，管壁开设进水孔并用滤网包扎；
③管井周围用中粗砂回填，靠近地面1米深度处用黏土密封，并保证井身竖直、稳固，井口水平并；出地面0.3米以上；
④清水泵向管井内注水，下潜水泵6抽水，直至泥浆洗净出清水为止；
⑤安装内层管井300，并保证内层管井300的密封性，底部端头与外层管井301齐平，端部约0.3米开孔，两层管井之间用井管盖帽302连接并密封，将抽真空连接管8连接到井管盖帽302预留的连接处，潜水泵6下放到内层管井300中，并确保潜水泵6不超过内层管井300底部，开始抽真空和排水；
(4)堆载强夯：根据管井中水位情况，进行面层堆载强夯施工，施工过程中控制好普夯和点夯的施工参数，强夯施工过程中，继续管井降水的施加负压荷载；
(5)卸载至设计标高，整平、振动碾压。
以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，其特征在于：所述处理结构包括抽真空装置(4)、堆载在待处理软土地基面层上的荷载堆载层(2)和埋设在待处理软土地基内的多组双层管井(3)，每组双层管井(3)穿过待处理软土地基的砂层(1)插入软土层(5)内；所述双层管井(3)包括内层管井(300)和外层管井(301)，所述内层管井(300)和外层管井(301)的管口均伸出荷载堆载层(2)，且内层管井(300)的管口高于外层管井(301)，所述外层管井(301)的管口通过井管盖帽(302)与内层管井(300)之间密封连接，在外层管井(301)的外壁与井管安装孔(303)之间填充有下层中粗砂填充层(304)和上层黏土密封层(305)；在每组双层管井(3)的内层管井(300)内设置降水装置，所述降水装置包括潜水泵(6)和竖向排水管(9)，每组降水装置的竖向排水管(9)均伸出对应的内层管井(300)，并通过横向排水管(7)相互连通；在每组双层管井(3)的内层管井(300)与外层管井(301)之间设有抽真空管(8)，且每根抽真空管(8)通过对应的井管盖帽(302)引出，并与抽真空装置(4)连通。
2.根据权利要求1所述的一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，其特征在于：所述处理结构还包括强夯锤(10)，并在潜水泵(6)和抽真空装置(4)工作过程中，通过强夯锤(10)对荷载堆载层(2)进行强夯处理。
3.根据权利要求1所述的一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，其特征在于：所述处理结构还包括止水帷幕(11)和排水板(12)，所述止水帷幕(11)为围设在待处理软土地基周围的防水密封墙，所述止水帷幕(11)下端嵌入软土层(5)内，且嵌入深度大于双层管井(3)插入软土层(5)的深度，所述荷载堆载层(2)堆载范围大于止水帷幕(11)围设范围；所述排水板(12)均匀插设在止水帷幕(11)围设的待处理软土地基区域，每块排水板(12)的均插入软土层(5)内，且深度大于止水帷幕(11)插入软土层(5)的深度。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，其特征在于：所述内层管井(300)由PVC管制成，底端与外层管井(301)齐平，内层管井(300)管口朝下0.3米范围内的管壁开孔，并确保内层管井(300)中水位与外层管井(301)齐平，所述内层管井(300)管口高出外层管井(301)管口部0.15～0.25米；所述外层管井(301)用塑料波纹管制作，管壁开设进水孔，并用滤网包扎；所述井管盖帽(302)为中部开设有通孔的井管盖帽，其中部通孔与内层管井(300)外径相匹配的，并通过内层管井(300)与外层管井(301)的管口密封连接，所述井管盖帽(302)与内层管井(300)接触面设有密封垫圈。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种双层管井真空降水联合堆载预压软基处理结构，其特征在于：所述内层管井(300)底端朝上0.3米开孔，所述上层黏土密封层(305)的深度为0.9～1.1m；所述潜水泵(6)下端距离双层管井(3)底部0.6米以上。
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