專利名稱：粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟土地基加固技術(shù)，涉及一種不鋪設(shè)中粗砂墊層、濾管加密以及濾管排水板無需綁扎的粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于高含水量、高壓縮性的淤泥質(zhì)土，較為經(jīng)濟(jì)有效的加固處理方法為固結(jié)排水法，即通過打設(shè)豎向排水通道和增加預(yù)壓荷載，進(jìn)行人工加速淤泥中飽和水的排出。比較常用的方法有“真空預(yù)壓法”、“堆載預(yù)壓法”及“真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法”。軟土地基土體大部分是淤泥質(zhì)粘土，成流塑狀態(tài)，具有很高的含水量和很低的強(qiáng)度，壓縮性高、滲透性差，采用傳統(tǒng)軟基處理方法很難達(dá)到造地要求。一般采用真空預(yù)壓法加固地基。“真空預(yù)壓法”在我國(guó)成功應(yīng)用已20多年，經(jīng)過近些年的工程實(shí)踐及方法研究，在降低真空預(yù)壓造價(jià)、提高真空預(yù)壓效率等方面進(jìn)行了多方面的探索。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，也發(fā)明了“直排式真空預(yù)壓·方法”。真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水管道，再使用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，使其形成真空，增加地基的有效應(yīng)力。真空預(yù)壓法加固軟基的基本原理是借助不透氣膜通過射流泵和埋設(shè)在墊層中的管道，將土體中的空氣抽出，形成真空，產(chǎn)生負(fù)壓并通過砂井或排水板將軟基中的地下水垂直排出地表，其作用為使地基壓密。真空荷載作用下的土體固結(jié)過程也即是在總應(yīng)力不變的情況下，孔隙水壓力降低、有效應(yīng)力增長(zhǎng)的過程。真空預(yù)壓的另一作用，由于土體中含有大量的封閉氣泡，在正壓應(yīng)力作用下該氣泡只能微量溶解于孔隙水中而不能被排除，因而使土的滲透性降低，固結(jié)過程減慢，但在真空吸力下，封閉氣泡易被吸出，從而使土的滲透性提高，固結(jié)速度加快。真空預(yù)壓法具有加固費(fèi)用低、加固工期短、無環(huán)境污染等特點(diǎn)。“六五”國(guó)家攻關(guān)的真空預(yù)壓法在現(xiàn)場(chǎng)獲得成功后，在沿海港口得到了廣泛地應(yīng)用，并已成為軟土地基加固中最常用的方法。對(duì)于目前濱海軟土地區(qū)主要的地基加固工藝一是傳統(tǒng)普通真空預(yù)壓、二是直排式真空預(yù)壓。每種方案都有各自的特點(diǎn)和適用情況。普通真空預(yù)壓一般是鋪設(shè)40cm中粗砂墊層，然后進(jìn)行打設(shè)塑料排水板的施工，要求場(chǎng)地平整，能行駛小型器具，滿足打板機(jī)具的施工要求。對(duì)于工藝要求比較簡(jiǎn)單，工期適中，但砂墊層價(jià)格比較昂貴，導(dǎo)致工程造價(jià)較高。直排式真空預(yù)壓一般要求下部有80cm以上粉細(xì)砂，然后再進(jìn)行打設(shè)排水板的的施工。場(chǎng)地要求一般，滿足打板機(jī)具施工的要求。需要綁扎濾管和排水板，對(duì)工藝要求比較復(fù)雜，需逐步加壓抽氣達(dá)到設(shè)計(jì)真空壓力要求，工期較長(zhǎng)。對(duì)于一般小于5-6m不太厚的吹填土層，而且晾曬時(shí)間超過一年以上時(shí)，地表無積水，基本可以上人的區(qū)域，可吹填粉細(xì)砂的區(qū)域，可采用直排式真空預(yù)壓。常規(guī)真空預(yù)壓法真空壓力的傳遞過程是真空裝置一主管一支管(濾管)一中粗砂墊層一排水板一加固土體。真空壓力在傳遞過程中受砂墊層和真空濾管、濾膜的阻尼作用，功率損失很大。直排式真空預(yù)壓法有兩種工藝，第一種工藝真空壓力的傳遞路徑是真空裝置一主管一支管一聯(lián)接軟管一排水板一加固土體，除去了水平排水砂墊層和真空慮管、濾膜，直接用軟管將排水板與真空管相聯(lián)接，雖然減少了功率損失，但工藝更加復(fù)雜，工期較長(zhǎng)；第二種工藝真空壓力的傳遞路徑為真空裝置一主管一支管一排水板一加固土體，同第一種工藝相比塑料排水板上端與濾管直接相連，真空度由真空濾管直接傳遞到排水板，軟土地基滲流到塑料排水板中的水和氣也直接通過真空濾管排出，但排水板與濾管需要綁扎，工藝也較復(fù)雜。隨著吹填造陸工程的發(fā)展，傳統(tǒng)的真空預(yù)壓方案逐漸顯現(xiàn)出工期較長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，工程造價(jià)較高等缺陷。因此急于需要尋找一種工期較短，工程造價(jià)較低，工藝比較簡(jiǎn)單的真 空預(yù)壓技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法，該方法具有施工速度快，施工質(zhì)量高，節(jié)約資金的優(yōu)勢(shì)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法，在吹填泥面或填土頂面上修建臨時(shí)擋埝，吹填粉細(xì)砂，然后進(jìn)行真空預(yù)壓，臨時(shí)擋埝內(nèi)的區(qū)域?yàn)榧庸虆^(qū)域，該方法包括有以下步驟①整平場(chǎng)地，在所述吹填泥面或填土頂面上鋪設(shè)一層編織布、兩層竹芭及一層土工布，竹芭和土工布鋪設(shè)范圍寬出吹填擋埝范圍外I. 0m，形成工作墊層，修建臨時(shí)擋埝；②吹填粉細(xì)砂，粉細(xì)砂通過吹沙船運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，吹砂船的吹砂泵通過吹砂管吹填至步驟①的施工區(qū)域，吹填厚度為60-80cm以上粉細(xì)砂，形成粉細(xì)砂層；③在所述吹填泥面或填土頂面上打設(shè)多塊塑料排水板至粉細(xì)砂層，每二塊塑料排水板間距O. 7-0. 9m,布設(shè)為多組正方形狀的塑料排水板塊,每塊塑料排水板的板頭外露于所述吹填泥面或填土頂面150-200_，每塊塑料排水板的頂部彎成U型，插入粉細(xì)砂層中；④鋪設(shè)濾管，在粉細(xì)砂頂面下15-20cm處埋設(shè)多根濾管，每二根濾管的間距為80-120cm，形成網(wǎng)格狀；在加固區(qū)域四周開挖壓膜溝，壓膜溝回填有素粘土，素粘土上部起隆坡，在粉細(xì)砂層上鋪設(shè)密封膜；⑤抽真空，與濾管連接的真空主管通過出膜器及吸水膠管連接真空泵連接，首先試抽氣檢查，然后正式抽氣；真空泵抽真空時(shí)間為在3天內(nèi)均勻速率逐漸開啟，在3-10天真空泵的真空度達(dá)85kPa時(shí)，抽真空滿載穩(wěn)定3天后開始計(jì)時(shí)，作為有效計(jì)時(shí)開始的時(shí)間，抽真空有效時(shí)間約為90-120天，在抽真空時(shí)密封膜上設(shè)有覆水層。本發(fā)明的效果是本方法與其他真空預(yù)壓工藝相比有以下特點(diǎn)I、吹填完粉細(xì)砂后直接打排水板，省去了砂墊層，既縮短了工期又節(jié)省了資金，2、排水板和濾管不做連接處理，根據(jù)粉細(xì)沙的透水透氣性能，適當(dāng)縮短濾管間距，將縱橫濾管加密布置。無需綁扎排水板和濾管，工藝更加簡(jiǎn)單，縮短了工期。3、可根據(jù)設(shè)計(jì)需要縮短傳遞路徑，提高對(duì)深層軟土作用效果，降低了真空預(yù)壓能量傳遞損失，能效提高，加固效果更佳。
本真空預(yù)壓方法縮短工期，工藝簡(jiǎn)單，通過實(shí)踐能夠廣泛應(yīng)用于濱海地區(qū)軟土地基加固工程。由于省去了砂墊層，排水板與濾管不連接無需綁扎，所以本工藝造價(jià)同常規(guī)真空預(yù)壓相比節(jié)省了了鋪設(shè)砂墊層這一部分費(fèi)用，與直排式真空預(yù)壓相比節(jié)省了綁扎排水板和濾管這一部分的費(fèi)用，而且施工速度較快，施工容易控制，常規(guī)真空預(yù)壓方式需要鋪設(shè)中粗砂墊層工期較長(zhǎng)，直排式真空預(yù)壓工期需要綁扎排水板與濾管，綁扎工藝比較復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，本工藝無需鋪設(shè)中粗砂墊層以及綁扎排水板和濾管，故工期較短。三種方法綜合比較，本工藝不但造價(jià)較低，節(jié)省了大量資金，而且工期也相對(duì)較短。


圖I為本工藝的真空預(yù)壓平面示意圖；圖2本工藝的真空預(yù)壓斷面示意圖。
圖中1、塑料排水板 2、濾管 3、真空泵 4、加固區(qū)域5、壓膜溝 6、覆水層
7、密封膜8、粉細(xì)砂層9、工作墊層10、三通11、四通
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法作詳細(xì)說明。本發(fā)明的粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法的傳遞路徑是真空裝置一主管一濾管一粉細(xì)砂一排水板一加固土體。除去了排水板和濾管的連接裝置并且無需綁扎，直接將縱橫濾管加密布置在粉細(xì)砂層內(nèi)。本發(fā)明的粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法，在吹填泥面或填土頂面上修建臨時(shí)擋埝，吹填粉細(xì)砂，然后進(jìn)行真空預(yù)壓，臨時(shí)擋埝內(nèi)的區(qū)域?yàn)榧庸虆^(qū)域，該方法包括有以下步驟①整平場(chǎng)地，在所述吹填泥面或填土頂面上鋪設(shè)一層編織布、兩層竹芭及一層土工布，竹芭和土工布鋪設(shè)范圍寬出吹填擋埝范圍外I. 0m，形成工作墊層9，修建臨時(shí)擋埝；②吹填粉細(xì)砂，粉細(xì)砂通過吹沙船運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，吹砂船的吹砂泵通過吹砂管吹填至步驟①的施工區(qū)域，吹填厚度為60-80cm以上粉細(xì)砂，形成粉細(xì)砂層8 ；③在所述吹填泥面或填土頂面上打設(shè)多塊塑料排水板I至粉細(xì)砂層，每二塊塑料排水板I間距O. 7-0. 9m,布設(shè)為多組正方形狀的塑料排水板塊，每塊塑料排水板I的板頭外露于所述吹填泥面或填土頂面150-200_，每塊塑料排水板I的頂部彎成U型，插入粉細(xì)砂層8中；④鋪設(shè)濾管，在粉細(xì)砂頂面下15-20cm處埋設(shè)多根濾管2，每二根濾管2的間距為80-120cm，形成網(wǎng)格狀；在加固區(qū)域4四周開挖壓膜溝5，壓膜溝5回填有素粘土，素粘土上部起隆坡，在粉細(xì)砂層8上鋪設(shè)密封膜7 ；⑤抽真空，與濾管2連接的真空主管通過出膜器及吸水膠管連接真空泵3，首先試抽氣檢查，然后正式抽氣；真空泵3抽真空時(shí)間為在3天內(nèi)均勻速率逐漸開啟，在3-10天真空泵3的真空度達(dá)85kPa時(shí)，抽真空滿載穩(wěn)定3天后開始計(jì)時(shí)，作為有效計(jì)時(shí)開始的時(shí)間，抽真空有效時(shí)間約為90-120天，在抽真空時(shí)密封膜7上設(shè)有覆水層6。本發(fā)明的粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法具體操作在吹填土泥面上鋪設(shè)工作墊層9 :一層編織布，兩層竹芭以及一層長(zhǎng)絲土工布；在此基礎(chǔ)上再吹填一層厚度為60-80cm的粉細(xì)砂層8，然后打設(shè)塑料排水板I至底標(biāo)高_(dá)14m，二塑料排水板I間距O. 7-0. 9m,正方型布置，塑料排水板I頂部彎成U型，插入粉細(xì)砂層8中，直接鋪設(shè)濾管2，濾管2與塑料排水板I無需綁扎，開挖壓膜溝5，鋪設(shè)三層密封膜7，最后連接抽真空裝置，與濾管2連接的真空主管通過出膜器及吸水膠管連接真空泵3，進(jìn)行抽真空施工，密封膜7上設(shè)有覆水層6。濾管2布置成網(wǎng)格狀，緊密分布在塑料排水板I之間。I.施工前如場(chǎng)地內(nèi)有積水，應(yīng)將場(chǎng)地內(nèi)積水排凈，并平整場(chǎng)地，各區(qū)內(nèi)高差不宜大于15cm，應(yīng)將場(chǎng)地內(nèi)的垃圾清理干凈，包括竹竿、木桿以及其他影響吹填質(zhì)量的各種垃圾。2.鋪設(shè)工作墊層9，包括一層編織布、兩層竹芭以及一層土工布，竹芭和土工布鋪設(shè)范圍應(yīng)寬出吹填擋埝范圍外I. 0m。3.吹填一層粉細(xì)砂層8，然后打設(shè)塑料排水板I，塑料排水板I 頂部彎成U型，插入粉細(xì)砂層8中。4.根據(jù)設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)濾管2，安裝射流泵。鋪設(shè)濾管2，確保濾管2埋在粉細(xì)砂下15cm以上；鋪設(shè)濾管2時(shí)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，濾管2通過三通10、四通11連通，三通10、四通11的形狀做適當(dāng)調(diào)整，但應(yīng)確保濾管2排水通暢。5.挖密封溝5和鋪密封膜7，密封膜7上有覆水層6。6.安放地表沉降盤。7.連接抽真空設(shè)備，試抽氣檢查，正式抽氣。真空泵3天內(nèi)按勻速率逐漸開啟，約3天真空度達(dá)85kPa時(shí)，滿載穩(wěn)定3天后開始計(jì)時(shí)，抽真空有效時(shí)間為90-120天，符合設(shè)計(jì)要求。8.卸載以后應(yīng)整平場(chǎng)地；對(duì)壓膜溝5進(jìn)行換填，換填深度至密封膜7。
權(quán)利要求
1. 一種粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法，在吹填泥面頂面上修建臨時(shí)擋埝，臨時(shí)擋埝內(nèi)的區(qū)域?yàn)榧庸虆^(qū)域，吹填粉細(xì)砂，然后進(jìn)行真空預(yù)壓，該方法包括有以下步驟 ①整平場(chǎng)地，在所述吹填泥面頂面上鋪設(shè)一層編織布、兩層竹芭及一層土工布，竹芭和土工布鋪設(shè)范圍寬出吹填擋埝范圍外l.om，形成工作墊層(9)，修建臨時(shí)擋埝； ②吹填粉細(xì)砂，粉細(xì)砂通過吹沙船運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，吹砂船的吹砂泵通過吹砂管吹填至步驟①的施工區(qū)域，吹填厚度為60-80cm以上粉細(xì)砂，形成粉細(xì)砂層(8)； ③在所述吹填泥面或填土頂面上打設(shè)多塊塑料排水板(I)至粉細(xì)砂層，每二塊塑料排水板(I)間距O. 7-0. 9m，布設(shè)為多組正方形狀的塑料排水板塊，每塊塑料排水板(I)的板頭外露于所述吹填泥面或填土頂面150-200_，每塊塑料排水板(I)的頂部彎成U型，插入粉細(xì)砂層(8)中； ④鋪設(shè)濾管，在粉細(xì)砂頂面下15-20cm處埋設(shè)多根濾管(2)，每二根濾管(2)的間距為80-120cm，形成網(wǎng)格狀；在加固區(qū)域(4)四周開挖壓膜溝(5)，壓膜溝(5)回填有素粘土，素粘土上部高出地面約80cm，在粉細(xì)砂層(8)上鋪設(shè)密封膜(7)； ⑤抽真空，與濾管(2)連接的真空主管通過出膜裝置及吸水膠管連接真空泵(3)，首先試抽氣檢查，然后正式抽氣；真空泵(3)抽真空時(shí)間為在3天內(nèi)均勻速率逐漸開啟，在3-10天真空泵(3)的真空度達(dá)85kPa時(shí)，抽真空滿載穩(wěn)定3天后開始計(jì)時(shí)，作為有效計(jì)時(shí)開始的時(shí)間，抽真空有效時(shí)間約為90-120天，在抽真空時(shí)密封膜(7)上設(shè)有覆水層(6)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種粉細(xì)砂墊層濾管加密的真空預(yù)壓方法，該方法無需鋪設(shè)中粗砂墊層，無需綁扎濾管與排水板，濾管與排水管無連接，只鋪設(shè)粉細(xì)砂墊層，縱橫濾管加密布置。本預(yù)壓方法充分結(jié)合了普通真空預(yù)壓與直排式真空預(yù)壓的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，縮短了工期，節(jié)約了資金，縮短了傳遞路徑，降低了真空預(yù)壓能量傳遞損失，能效提高，加固效果更佳，施工質(zhì)量更高。
文檔編號(hào)E02D3/10GK102912787SQ201210458660
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者侯建飛, 朱福明, 張長(zhǎng)忠, 劉翔, 張保杰, 楊之良 申請(qǐng)人:天津港建設(shè)公司