一種氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法
【專利摘要】本發明涉及一種深厚軟土地基加固方法，尤其是一種氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，屬于巖土工程地基處理技術領域。本發明采用氣沖排水體代替傳統的排水板，所述排水體由排水板、多功能管道、手型接頭和連通接頭組合連接而成，其優點是在加固前期，多功能管道系統與真空裝置連接，為真空抽水系統，上下真空作用面共同起作用，實現雙面真空排水固結，加大了有效加固深度，加快了排水固結，縮短了施工工期，在加固后期，多功能管道系統與增壓裝置連接，為氣沖排水系統，可快速提升排水能力，有效緩解排水板的淤堵效應。技術克服了傳統真空預壓技術處理深厚軟基時有效加固深度淺、排水能力有限及會發生淤堵效應的難題，保證了深厚軟土地基的整體加固效果，簡單可靠，經濟實用。
【專利說明】
一種氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種深厚軟土地基加固方法，尤其是一種氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，屬于巖土工程地基處理技術領域。
【背景技術】
[0002]在我國的沿海和內陸地區，海相、湖相、河相沉積軟弱地基廣泛分布，除此之外還有圍海造陸等形成的吹填軟弱地基。隨著我國基礎設施建設的快速發展，在軟土地基上修建公路、鐵路、橋梁、水利、房屋、機場、港口及口岸等工程項目日益增多，特別是在沿海以及內陸江河湖泊地區進行工程建設時經常會面臨軟弱地基加固處理的問題。真空預壓法在處理軟土地基中有著獨特優勢，被廣泛應用于軟土地基加固工程中，取得了良好的社會和經濟效益。真空預壓法一般是在軟基表面鋪墊40-50cm厚的砂墊層之后，在砂墊層中埋入水平濾管，構成水平向排水系統，在土體中打入塑料排水板，作為豎向排水系統;然后將密封膜鋪設在軟基表面的砂墊層上，薄膜四周埋入土中；通過抽真空系統，借埋設于砂墊層中的水平濾管，將薄膜下土體間的空氣抽出，使其形成相對負壓，由于塑料排水板滲透性較大，該負壓能夠快速傳遞到排水板中，從而在排水板和排水板周圍土體之間形成孔壓差，使土體中的孔隙水流入排水板并被排出，從而達到加固軟基的目的。
[0003]然而當該技術應用于深厚軟土地基時，會出現以下問題:I)由于真空負壓沿排水體向軟基深度傳遞時會發生明顯的沿程損失，真空度傳遞深度有限，導致深部的軟弱土層加固效果差；2)對于超軟土地基，特別是吹填軟基，排水板還經常會發生淤堵，導致深厚軟土地基的整體加固效果不理想;3)技術排水能力有限，到后期排水效果明顯變差，而此時排水系統中仍有大量的水未排出，影響地基加固效果。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對技術存在的上述缺陷，克服真空預壓技術處理深厚軟基時有效加固深度淺、排水能力有限及會發生淤堵效應的難題，提供一種可以有效提高深厚軟土地基整體加固效果的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法。
[0005]本發明的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，是通過如下技術方案實現的，包括以下步驟:
[0006]第一步、氣沖排水體制作，氣沖排水體是由排水板(排水板其典型結構參見專利申請號為200620014821.1的專利文獻《排水板》)、多功能管道、手型接頭和連通接頭組合連接而成。排水板頂部與手型接頭連接，底部通過連通接頭與多功能管道連通。排水板和多功能管道的長度都大于氣沖排水體設計插設深度的0.3m?0.5m，多功能管道的直徑為Icm?2cm；
[0007]第二步、氣沖排水體插設，整平待加固軟基場地，按照設計方案插設氣沖排水體至設計深度，氣沖排水體的布設間距一般為0.8?1.2m，布設形式一般采用正方形，插設的設計深度一般不超過30m;
[0008]第三步、管道系統連接，管道系統連接包括真空管道系統連接和多功能管道系統連接。真空管道系統連接是指排水板頂部的手型接頭通過連接管和十字接頭與真空排水支管連接，真空排水支管再通過T型接頭與真空排水主管連接，形成一套真空管道系統；多功能管道系統連接是指多功能管道通過十字接頭與多功能支管連接，多功能支管再通過T型接頭與多功能主管連接，形成一套多功能管道系統。
[0009]第四步、場地密封，管道系統連接完成后，再待加固軟基場地上鋪設至少一層土工布，然后再鋪設至少一層密封膜，最后再將密封膜壓入壓膜溝中；
[0010]第五步、雙面真空抽水，軟基加固前期，將真空管道系統和多功能管道系統都與真空裝置連接。開啟真空裝置，膜下真空度穩定在>85kPa，上下真空作用面共同起作用，實現雙面真空預壓排水固結；
[0011]第六步、氣沖排水，軟基加固后期，待系統排水效果明顯變差后，將多功能管道系統與真空裝置斷開，轉而與增壓裝置連接，實現氣沖排水，提升系統的排水能力，緩解排水板的淤堵效應。增壓過程中，增壓裝置采用短時脈沖式的噴氣方式，增壓值控制范圍為
0.02-0.05MPa，視軟基具體情況確定。
[0012]該方法還包括第七步、再次雙面真空抽水及氣沖排水，直至達到軟基加固的設計要求。
[0013]本發明氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，采用氣沖排水體代替傳統的排水板，在軟基加固前期，多功能管道系統與真空裝置連接，為真空抽水系統，上下真空作用面共同起作用，實現了雙面真空排水固結，加大了有效加固深度，加快了排水固結，縮短了施工工期;在軟基加固后期，多功能管道系統與增壓裝置連接，為氣沖排水系統，不僅可以快速提升排水能力，排除排水系統內存留的大量水分，還可以有效緩解排水板的淤堵效應。氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法克服了真空預壓技術處理深厚軟基時有效加固深度淺、排水能力有限及會發生淤堵效應的難題，保證了深厚軟土地基的整體加固效果，簡單可靠，經濟實用。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法的示意圖。
[0015]圖2是本發明的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法的管道系統連接示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明的實施例作下說明:
[0017]實施例
[0018]本實施例的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法在某深厚超軟土地基加固工程上實施，如圖1和圖2所示，該深厚超軟土地基的地質條件復雜，下面埋藏有15m厚的超厚軟弱土層，軟弱土層土性差，黏粒含量高、含水率高、強度低，沉降不穩定。
[0019]具體實施步驟如下:
[0020]第一步、氣沖排水體制作一一氣沖排水體I是由排水板2、多功能管道3、手型接頭5和連通接頭4組合連接而成。排水板2頂部與手型接頭5連接，底部通過連通接頭4與多功能管道3連通。氣沖排水體I的設計插設深度為15m。排水板2和多功能管道3的長度為15.5m，多功能管道3的直徑為1.5cm。
[0021]第二步、氣沖排水體插設一一整平待加固軟基場地，插設氣沖排水體I至設計深度，氣沖排水體間距1.0m，正方形布設；
[0022]第三步、管道系統連接一一排水板2頂部的手型接頭5通過連接管6和十字接頭7與真空排水支管9連接，真空排水支管9再通過T型接頭8與真空排水主管11連接，形成一套真空管道系統；多功能管道3通過十字接頭7與多功能支管10連接，多功能支管10再通過T型接頭8與多功能主管12連接，形成一套多功能管道系統。
[0023]第四步、場地密封一一管道系統連接完成后，再待加固軟基場地上鋪設一層300g/m2 土工布13，然后再鋪設三層厚度約0.12mm密封膜14，最后再將密封膜14壓入壓膜溝15中；
[0024]第五步、雙面真空抽水一一將兩套管道系統都與真空裝置16連接，并開啟真空裝置16，膜下真空度穩定在>85kPa，實現雙面真空預壓排水固結；
[0025]第六步、氣沖排水一一待系統排水效果明顯變差后，將多功能管道系統與真空裝置16斷開，轉而與增壓裝置17連接，控制增壓裝置17的增壓值為0.03MPa，采用短時脈沖式的噴氣方式進行氣沖排水，提升系統的排水能力。
[0026]加固過程中，重復第五步-雙面真空排水和第六步-氣沖排水兩次，經過100天的加固處理后，深厚超軟土地基的固結度達到95%，大于設計值90%;同時，加固范圍內軟弱土層的地基承載力得到明顯提高，承載力均達到10kPa以上，加固效果顯著。
[0027]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，包括以下步驟: 第一步、氣沖排水體制作； 第二步、氣沖排水體插設，將待加固場地整平，按設計的布設間距和布設形式將氣沖排水體插設至設計深度； 第三步、管道系統連接，管道系統連接包括真空管道系統連接和多功能管道系統連接； 第四步、場地密封，管道系統連接完成后，在待加固軟基場地上鋪設至少一層土工布，然后再鋪設至少一層密封膜，最后再將密封膜壓入壓膜溝中； 第五步、雙面真空抽水，軟基加固前期，將真空管道系統和多功能管道系統都與真空裝置連接，開啟真空裝置，上下真空作用面共同起作用，實現雙面真空預壓排水固結； 第六步、氣沖排水，待系統排水效果明顯變差后，將多功能管道系統與真空裝置斷開，轉而與增壓裝置連接，開啟增壓裝置，實現氣沖排水，提升系統的排水能力，緩解排水板的淤堵效應。2.根據權利要求1所述的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，其特征在于:還包括第七步、再次雙面真空抽水及氣沖排水，直至達到軟基加固的設計要求。3.根據權利要求1所述的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，其特征在于:所述第一步中氣沖排水體是由排水板、多功能管道、手型接頭和連通接頭組合連接而成，所述排水板頂部與手型接頭連接，所述排水板底部通過連通接頭與多功能管道連通。4.根據權利要求3所述的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，其特征在于:所述排水板和多功能管道的長度均大于氣沖排水體插設設計深度的0.3m-0.5m，多功能管道的直徑為lcm_2cm05.根據權利要求1所述的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，其特征在于:所述第二步中，氣沖排水體的布設間距為0.8?1.2m，布設形式采用正方形，插設的設計深度不超過30m。6.根據權利要求1所述的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，其特征在于:所述第三步中，真空管道系統連接首先是排水板頂部的手型接頭通過連接管和十字接頭與真空排水支管連接，然后真空排水支管再通過T型接頭與真空排水主管連接，形成一套真空管道系統。7.根據權利要求1所述的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，其特征在于:所述第三步中，多功能管道系統連接首先是多功能管道通過十字接頭與多功能支管連接，然后多功能支管再通過T型接頭與多功能主管連接，形成一套多功能管道系統。8.根據權利要求1所述的氣沖排水雙面真空預壓加固深厚軟土地基的方法，其特征在于:所述第六步中，增壓裝置采用短時脈沖式的噴氣方式，增壓值控制范圍為0.02-.0.05MPa。
【文檔編號】E02D3/10GK106013044SQ201610348524
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】別學清, 翁佳興, 王南江, 馮英, 劉日海, 周志彥
【申請人】江蘇鴻基水利建設工程有限公司