本發(fā)明屬于軟土地基處理技術(shù)領(lǐng)域 ,具體是一種吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)及吹填土快速加固方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國建設(shè)用地需求的增大，土地供應(yīng)日趨緊張，沿海各地普遍都在圍墾造地，特別是近年來，浙江開展大規(guī)模的“五水共治”工作，人們充分利用河道、湖泊、港池中的疏浚泥漿作為吹填材料造地，達(dá)到清淤、疏浚、造地兼得的目的；然而在吹填過程中，淤泥層結(jié)構(gòu)遭到破壞，淤泥被以稀釋的泥漿形式進(jìn)行吹填、緩慢沉積，吹填土具有高流動(dòng)性、高含水量、大孔隙比、高壓縮性、低滲透性等特點(diǎn)；由吹填土構(gòu)成的地基，強(qiáng)度極低，人員、機(jī)械無法在上面行走、加固作業(yè)，更不能直接用于工程建設(shè)，需要等表層形成硬殼層后進(jìn)行加固處理；吹填完成后一般需要擱置若干年，待其蒸發(fā)、在自重作用下固結(jié)并在表面形成具有一定強(qiáng)度的硬殼層后，再開始進(jìn)行加固處理，新造土地達(dá)到使用要求需要時(shí)間太長(zhǎng)；目前成熟的吹填土加固處理方法是真空預(yù)壓法，施工步驟一般為：插打塑料排水板---鋪設(shè)濾水管---鋪設(shè)上層砂墊層---鋪設(shè)聚氯乙烯薄膜---施工密封溝---安裝真空泵---抽真空預(yù)壓固結(jié)土層；插打塑料排水板屬于隱蔽工程，施工質(zhì)量難以保障，質(zhì)量出現(xiàn)問題不能被發(fā)現(xiàn)，且目前技術(shù)只能插打豎向排水板，在吹填土表面抽真空，預(yù)壓過程中吹填土內(nèi)部真空度低且不均勻、固結(jié)歷時(shí)長(zhǎng)，這些客觀原因決定了吹填土不能滿足土地使用的急迫需求。

在加固吹填土工作中，技術(shù)人員使用真空預(yù)壓法時(shí)還存在一種慣性思維，即先進(jìn)行吹填，吹填完成后擱置若干年，待其蒸發(fā)、在自重作用下固結(jié)并在表面形成具有一定強(qiáng)度的硬殼層后，再開始進(jìn)行真空預(yù)壓，在吹填土表面抽真空，殊不知目前插打塑料排水板---鋪設(shè)濾水管---鋪設(shè)上層砂墊層---鋪設(shè)聚氯乙烯薄膜---施工密封溝---安裝真空泵---抽真空預(yù)壓固結(jié)土層這套方法存在很多弊端，如：真空負(fù)壓沿排水體向軟基深度傳遞時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的沿程損失，膜下地表負(fù)壓80kPa，一般向深部傳遞每米損失負(fù)壓10kPa左右，地表8到10米左右以下土體真空度極低，加固效果極差，其原因很大一部分源于水的滲透力和自重方向相反；水的滲透力和自重反向，首先，增加了負(fù)壓的沿程損失，影響加固效果，其次，向上的滲透力與向下的壓縮應(yīng)力抵消，使得加固效果變差；針對(duì)上述問題，發(fā)明一種科學(xué)的吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)和吹填土快速加固方法很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)及吹填土快速加固方法, 吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)由水平排水板、豎向排水板、濾水管網(wǎng)、集水管、排水管、土工布、砂墊層、抽真空機(jī)構(gòu)、排水溝、圍堰組成,所述的水平排水板、豎向排水板與吹填過程同步布設(shè)，水平排水板、豎向排水板交叉處被夾持為一體，構(gòu)成相互連通的排水通道，濾水管網(wǎng)布設(shè)在土工布下面的砂墊層中。

進(jìn)一步的，所述的豎向排水板下端固定設(shè)置10kg重的砂袋，放置在土工布上面，豎向排水板上端設(shè)置封堵，豎向排水板上端低于吹填土設(shè)計(jì)表面30cm。

進(jìn)一步的，所述的排水管設(shè)置在圍堰底面，在圍堰內(nèi)與濾水管網(wǎng)連接，圍堰外圍開挖排水溝。

利用吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)的吹填土快速加固方法,其特征在于包括以下步驟：

一、清理吹填區(qū)域地面雜物，整平；

二、垂直圍堰軸向鋪設(shè)排水管；

三、分層碾壓填筑圍堰至設(shè)計(jì)高程；

四、在圍堰周圍開挖排水溝；

五、在吹填區(qū)域鋪設(shè)濾水管網(wǎng)并與排水管連通；

六、在吹填區(qū)域鋪設(shè)砂墊層；

七、在砂墊層上鋪設(shè)土工布；

八、利用申請(qǐng)人發(fā)明的吹填土塑料排水板植板裝置布設(shè)豎向排水板、水平排水板；吹填土塑料排水板植板裝置就位：a、豎向排水板上端封堵，防止淤泥泥漿進(jìn)入排水板造成堵塞，水平排水板分別卡在托板上的鎖鉤中，b、按設(shè)計(jì)要求的水平排水板間距將收納鎖定機(jī)構(gòu)固定在豎向排水板上，c、將豎向排水板盤繞在輪轂上，d、將輪轂固緊在支座上，通過元寶螺母調(diào)節(jié)中軸轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，使豎向排水板需要30N的力才能被拉出，保障排水板受到水流、風(fēng)力作用不會(huì)歪斜，e、從水平排水板和豎向排水板通道槽下面拉出豎向排水板，f、在豎向排水板下端固定設(shè)置10kg重的砂袋，保障排豎向排水板不移位，g、開始吹填：稀釋的淤泥漿液液面上升，吹填土塑料排水板植板裝置漸漸浮起，當(dāng)浮力大于浮體最大負(fù)荷總重時(shí)，豎向排水板受拉，當(dāng)受到的拉力大于30N時(shí)，豎向排水板被拉出，液面繼續(xù)上升，吹填土塑料排水板植板裝置繼續(xù)上浮，豎向排水板繼續(xù)被拉出，到達(dá)第一道水平排水板設(shè)計(jì)高程時(shí)，收納鎖定機(jī)構(gòu)將水平排水板收納、鎖定，與豎向排水板夾持為一體，這是申請(qǐng)人發(fā)明的吹填土塑料排水板植板裝置具有的創(chuàng)造性功能；隨著液面繼續(xù)上升，吹填土塑料排水板植板裝置繼續(xù)上浮，豎向排水板繼續(xù)被拉出，遇到水平排水板即收納、鎖定，至吹填土設(shè)計(jì)高程以下30cm，豎向排水板用完，保障豎向排水板上端低于吹填土設(shè)計(jì)表面30cm，這30cm后的極細(xì)顆粒淤泥層稱為天然隔水層，吹填結(jié)束馬上可以從吹填土底面抽真空，無需等待吹填完成后擱置若干年，待其蒸發(fā)、在自重作用下固結(jié)并在表面形成具有一定強(qiáng)度的硬殼層后，再開始進(jìn)行加固處理，無需單獨(dú)鋪設(shè)聚氯乙烯薄膜，排水板布設(shè)完成，h、回收吹填土塑料排水板植板裝置，i、繼續(xù)吹填至吹填土達(dá)到設(shè)計(jì)高程；豎向排水板被拉出的整個(gè)過程中，在轉(zhuǎn)軸上配重板的作用下，豎向排水板是緊貼著水平排水板向下滑動(dòng)的，所以收納鎖定機(jī)構(gòu)能夠方便地將水平排水板收納、鎖定；第一條水平排水板隨豎向排水板滑出托板后，配重板驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第二條水平排水板又與豎向排水板貼在一起，依此類托；

九、與g同步，疏通排水溝，保持通暢，吹填土中的重力水滲入豎向排水板、水平排水板、砂墊層，濾水管網(wǎng)匯入排水管流入排水道，吹填施工過程中吹填土已經(jīng)開始在自重作用下排水固結(jié)；

十、吹填結(jié)束，馬上啟動(dòng)抽真空機(jī)構(gòu)，通過排水管從吹填土底面抽真空，對(duì)吹填土進(jìn)行真空預(yù)壓，繼續(xù)加固吹填土；

十一、吹填土達(dá)到加固設(shè)計(jì)要求，工作結(jié)束。

使用本發(fā)明的吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)及吹填土快速加固方法，可以與吹填施工同步布設(shè)排水板網(wǎng)、增加水平排水通道；吹填施工工程中即開始自動(dòng)排水固結(jié)，并產(chǎn)生一定真空度加快固結(jié)；頂層吹填淤泥做為自然隔離層，無需單獨(dú)鋪設(shè)聚氯乙烯薄膜，因此吹填結(jié)束即可進(jìn)行加固處理，無等待時(shí)間；加固處理為底部抽真空，水的滲透方向與自重同向，負(fù)壓沿程損失少、滲流快、吹填土真空度高、分布均勻，滲透力與固結(jié)應(yīng)力、土體變形同向，固結(jié)應(yīng)力變大，固結(jié)歷時(shí)縮短、加固效果好。

附圖說明

圖1是吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)局部空間布置示意圖；

圖2是該系統(tǒng)局部剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1-2所示，本發(fā)明的吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)由水平排水板1、豎向排水板2、濾水管網(wǎng)3、集水管4、排水管5、土工布6、砂墊層7、抽真空機(jī)構(gòu)8、排水溝9、圍堰10組成,所述的水平排水板1、豎向排水板2與吹填過程同步布設(shè)，水平排水板1、豎向排水板2交叉處被夾持為一體，構(gòu)成相互連通的排水通道，濾水管網(wǎng)3布設(shè)在土工布6下面的砂墊層7中。

所述的豎向排水板2下端固定設(shè)置10kg重的砂袋，放置在土工布6上面，豎向排水板2上端設(shè)置封堵，豎向排水板2上端低于吹填土設(shè)計(jì)表面30cm；排水管5設(shè)置在圍堰10底面，在圍堰10內(nèi)與濾水管網(wǎng)3連接，圍堰10外圍開挖排水溝9。

利用本發(fā)明吹填土固結(jié)排水系統(tǒng)的吹填土快速加固方法,可按以下步驟進(jìn)行：

一、清理吹填區(qū)域地面雜物，整平；

二、垂直圍堰軸向鋪設(shè)排水管；

三、分層碾壓填筑圍堰至設(shè)計(jì)高程；

四、在圍堰周圍開挖排水溝；

五、在吹填區(qū)域鋪設(shè)濾水管網(wǎng)并與排水管連通；

六、在吹填區(qū)域鋪設(shè)砂墊層；

七、在砂墊層上鋪設(shè)土工布；

八、利用申請(qǐng)人發(fā)明的吹填土塑料排水板植板裝置布設(shè)豎向排水板、水平排水板；吹填土塑料排水板植板裝置就位：a、豎向排水板上端封堵，防止淤泥泥漿進(jìn)入排水板造成堵塞，水平排水板分別卡在托板上的鎖鉤中，b、按設(shè)計(jì)要求的水平排水板間距將收納鎖定機(jī)構(gòu)固定在豎向排水板上，c、將豎向排水板盤繞在輪轂上，d、將輪轂固緊在支座上，通過元寶螺母調(diào)節(jié)中軸轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，使豎向排水板需要30N的力才能被拉出，保障排水板受到水流、風(fēng)力作用不會(huì)歪斜，e、從水平排水板和豎向排水板通道槽下面拉出豎向排水板，f、在豎向排水板下端固定設(shè)置10kg重的砂袋，保障排豎向排水板不移位，g、開始吹填：稀釋的淤泥漿液液面上升，吹填土塑料排水板植板裝置漸漸浮起，當(dāng)浮力大于浮體最大負(fù)荷總重時(shí)，豎向排水板受拉，當(dāng)受到的拉力大于30N時(shí)，豎向排水板被拉出，液面繼續(xù)上升，吹填土塑料排水板植板裝置繼續(xù)上浮，豎向排水板繼續(xù)被拉出，到達(dá)第一道水平排水板設(shè)計(jì)高程時(shí)，收納鎖定機(jī)構(gòu)將水平排水板收納、鎖定，與豎向排水板夾持為一體，這是申請(qǐng)人發(fā)明的吹填土塑料排水板植板裝置具有的創(chuàng)造性功能；隨著液面繼續(xù)上升，吹填土塑料排水板植板裝置繼續(xù)上浮，豎向排水板繼續(xù)被拉出，遇到水平排水板即收納、鎖定，至吹填土設(shè)計(jì)高程以下30cm，豎向排水板用完，保障豎向排水板上端低于吹填土設(shè)計(jì)表面30cm，這30cm后的極細(xì)顆粒淤泥層稱為天然隔水層，吹填結(jié)束馬上可以從吹填土底面抽真空，無需等待吹填完成后擱置若干年，待其蒸發(fā)、在自重作用下固結(jié)并在表面形成具有一定強(qiáng)度的硬殼層后，再開始進(jìn)行加固處理，無需單獨(dú)鋪設(shè)聚氯乙烯薄膜，排水板布設(shè)完成，h、回收吹填土塑料排水板植板裝置，i、繼續(xù)吹填至吹填土達(dá)到設(shè)計(jì)高程；豎向排水板被拉出的整個(gè)過程中，在轉(zhuǎn)軸上配重板的作用下，豎向排水板是緊貼著水平排水板向下滑動(dòng)的，所以收納鎖定機(jī)構(gòu)能夠方便地將水平排水板收納、鎖定；第一條水平排水板隨豎向排水板滑出托板后，配重板驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第二條水平排水板又與豎向排水板貼在一起，依此類托；

九、與g同步，疏通排水溝，保持通暢，吹填土中的重力水滲入豎向排水板、水平排水板、砂墊層，濾水管網(wǎng)匯入排水管流入排水道，吹填施工過程中吹填土已經(jīng)開始在自重作用下排水固結(jié)；

十、吹填結(jié)束，馬上啟動(dòng)抽真空機(jī)構(gòu)，通過排水管從吹填土底面抽真空，對(duì)吹填土進(jìn)行真空預(yù)壓，繼續(xù)加固吹填土；

十一、吹填土達(dá)到加固設(shè)計(jì)要求，工作結(jié)束。