用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地基處理工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)軟土地基加固處理時(shí)，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓軟基處理技術(shù)是一種常用的施工方法。該方法集中了真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法的優(yōu)點(diǎn)，用于處理滲透系數(shù)小、厚度厚、含水量大的淤泥層，具有良好的效果。采用該方法，首先需要在待處理的淤泥層表面鋪設(shè)透水性好的砂墊層(中粗砂)。然后，在淤泥層中打入垂直排水通道，并在砂墊層中鋪設(shè)水平排水管道，再用不透氣的密封膜覆蓋砂墊層。密封膜四周埋入土中，使其下部的砂墊層、淤泥層與大氣隔絕。利用抽真空裝置通過(guò)水平排水管道抽氣，使管道中形成真空負(fù)壓。在負(fù)壓作用下，淤泥土層中的孔隙水通過(guò)垂直排水通道逐漸向砂墊層中匯集，并通過(guò)水平排水管道排出。淤泥層的含水量逐漸降低，產(chǎn)生固結(jié)，承載能力也得到提高。此外，還可在密封膜上鋪設(shè)一定厚度的砂層，進(jìn)行堆載，增加淤泥層中的孔隙水壓力，加快淤泥層中空氣和水分的排出，縮短淤泥土體的固結(jié)時(shí)間。
[0003]為了盡快將匯集在砂墊層中的水分通過(guò)水平排水管道排出，需要使用大量透水性好的粗砂或中粗砂。受地理環(huán)境及運(yùn)輸條件限制，很多地區(qū)缺少中粗砂的資源，從外地購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)輸，成本過(guò)高，制約了該項(xiàng)技術(shù)的推廣與應(yīng)用。
[0004]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外研究主要針對(duì)該方法的處理效果及土體變形規(guī)律展開(kāi)，對(duì)砂墊層的研究極少。如王軍等在《新型防淤堵真空預(yù)壓法室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究》一文中，通過(guò)采用防淤堵排水板改善排水效果，采用的仍然為中粗砂墊層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)及施工方法，具有施工方便、排水效果好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)，包括下層砂墊層，所述下層砂墊層上鋪設(shè)有中層砂墊層；所述中層砂墊層中設(shè)有水平管道；所述中層砂墊層上鋪設(shè)有下層土工布；所述下層土工布上鋪設(shè)有兩層密封膜；所述密封膜上鋪設(shè)有上層土工布；所述上層土工布上鋪設(shè)有上層砂墊層；所述上層砂墊層上鋪設(shè)有堆載層；所述下層砂墊層、中層砂墊層、上層砂墊層和堆載層均采用中細(xì)砂；所述下層砂墊層中還縱向插入有豎向排水通道，所述豎向排水通道貫穿待處理的淤泥土層，且上端插入到中層砂墊層。
[0007]所述下層砂墊層采用吹填法直接鋪設(shè)，厚度為0.5m。
[0008]所述豎向排水通道采用SPB-B/C型塑料排水板，按固定間距布置成正方形，其垂直度偏差不大于1.5% ;所述豎向排水通道插入到中層砂墊層的部分至少為0.3m。
[0009]所述中層砂墊層采用機(jī)械攤鋪，厚度為0.5m。
[0010]所述水平管道包括若干根主管、多根支濾管和抽真空裝置；所述若干根主管間隔排布；所述多根支濾管等間距的布置在主管上，并與主管連通；所述支濾管的管壁按正三角形開(kāi)濾水孔，并在外包無(wú)紡?fù)凉げ紴V膜；所述主管與抽真空裝置連接。
[0011]所述水平管道還包括多根水平排水通道，所述水平排水通道與支濾管的軸線(xiàn)布置在同一平面，并位于相鄰兩根支濾管之間，與支濾管垂直等間距的布置。
[0012]所述密封膜采用聚氯乙稀膜，厚度不小于0.12mm。
[0013]所述下層土工布和上層土工布均采用合成纖維材料。
[0014]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0015](I)采用吹填法在淤泥層表面鋪設(shè)下層砂墊層；
[0016](2)采用插板機(jī)安裝豎向排水通道，所述豎向排水通道貫穿待處理的淤泥土層，且上端露出下層砂墊層表面；
[0017](3)采用機(jī)械攤鋪的形式在下層砂墊層上鋪設(shè)中層砂墊層；
[0018](4)在中層砂墊層中開(kāi)挖溝槽，安裝水平管道，所述水平管道上覆砂層厚度不小于200mm ；
[0019](5)在中層砂墊層上方鋪設(shè)下層土工布；
[0020](6)在下層土工布上鋪設(shè)整幅的密封膜；
[0021](7)在確認(rèn)無(wú)漏氣現(xiàn)象后，在密封膜上方鋪設(shè)上層土工布；
[0022](8)采用吹填法在上層土工布表面鋪設(shè)上層砂墊層；
[0023](9)采用機(jī)械分層攤鋪的方式在上層砂墊層上鋪設(shè)堆載層，實(shí)現(xiàn)對(duì)下部淤泥層的加載。
[0024]所述步驟(9)中當(dāng)真空裝置運(yùn)行10天后，開(kāi)始鋪設(shè)第一層堆載層，施加第一級(jí)荷載，并在10天內(nèi)完成加載；第一級(jí)荷載堆載完成穩(wěn)定10天后，開(kāi)始鋪設(shè)第二層堆載層，施加第二級(jí)荷載，在10天內(nèi)完成加載；第二級(jí)荷載施加完成后，開(kāi)始真空聯(lián)合堆載預(yù)壓計(jì)時(shí)，真空度不小于80kPa，滿(mǎn)載預(yù)壓時(shí)間不少于90天。
[0025]有益效果
[0026]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明充分利用大多數(shù)地區(qū)常見(jiàn)的中細(xì)砂，具有施工方便、排水效果好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是采用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0028]圖2是水平排水管道與水平排水通道局部平面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0030]某淤泥地質(zhì)軟基加固處理工程總面積17942.30m2(平方米)，淤泥層厚度16m?19m。現(xiàn)場(chǎng)有大量中細(xì)砂資源，粗砂及中粗砂資源匱乏。采用上述采用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)及施工方法。
[0031]如圖1和圖2所示，所述采用低透水性砂層的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓排水結(jié)構(gòu)，由下層砂墊層1、豎向排水通道2、中層砂墊層3、水平管道4、水平排水通道7、下層土工布8、密封膜9、上層土工布10、上層砂墊層11、抽真空裝置12及堆載層13等組成。
[0032]所述下層砂墊層1采用中細(xì)砂，采用吹填法直接在原始淤泥層表面鋪設(shè)，厚度0.5mο
[0033]所述豎向排水通道2采用SPB-B/C型塑料排水板，按1.0m間距正方形布置，垂直度偏差不大于1.5%。塑料排水板需貫穿待處理的淤泥土層，且上端需露出下層砂墊層表面至少0.3m，便于排水。根據(jù)插入深度的要求，20m以?xún)?nèi)選用SPB-B型塑料排水板，20m以上選用SPB-C型塑料排水板。本實(shí)施例淤泥層厚度為16?19m，因此采用SPB-B型塑料排水板。
[0034]所述中層砂墊層3采用中細(xì)砂，位于下層砂墊層上，采用機(jī)械攤鋪，厚度0.5m。
[0035]所述水平管道4包括主管5和支濾管6，均采用PVC管材。管材要能承受不小于150kPa的壓力。管道位于中層砂墊層3中，上覆砂層厚度200mm。主管5直徑75mm，間距25m。支濾管6直徑50mm，排距6m。其中，若干根主管間隔排布，多根支濾管等間距的布置在主管上，并與主管連通。支濾管6的管壁按正三角形開(kāi)濾水孔，外包無(wú)紡?fù)凉げ紴V膜，達(dá)到只透水不透砂的效果。
[0036]所述水平排水通道7采用SPB-A型塑料排水板，與水平管道4的軸線(xiàn)布置在同一平面，位于相鄰兩根支濾管6之間，與支濾管6垂直布置，間距0.5m。
[0037]所述密封膜9采用聚氯乙烯膜