濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于巖土工程地基處理技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型提供一種濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備，所述設(shè)備包括濾井、真空裝置、密封結(jié)構(gòu)、注漿裝置和連接管道，真空裝置通過連接管道連接到濾井上端，密封結(jié)構(gòu)用于保證整個設(shè)備在真空預(yù)壓操作時的密封。濾井由砂井和真空管組合構(gòu)成，所述真空管位于砂井的中間位置，其由多段PVC管和多段濾水管組成。注漿裝置用于在真空預(yù)壓結(jié)束后，通過濾井的真空管將水泥粘土漿液充填到濾井的孔隙中形成水泥砂漿樁。所述設(shè)備能減少濾井的真空度的沿程損失，使濾井全斷面的真空度維持在高值，保證了深厚軟土地基整體加固效果。同時利用真空管往砂井注水泥砂漿，形成水泥樁，大幅度提高了地基承載力。
【專利說明】
濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于巖土工程地基處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種深厚軟土地基加固裝置， 尤其是一種基于濾井結(jié)構(gòu)的真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]海洋、港口、水利、交通等工程建設(shè)中經(jīng)常面臨深厚軟土地基加固處理的問題。目前，真空預(yù)壓法被廣泛應(yīng)用于軟基加固工程實際。真空預(yù)壓法是在待加固軟基中設(shè)置豎向塑料排水帶或砂井等排水體，上鋪砂層，再覆蓋薄膜封閉，抽氣使膜內(nèi)排水帶、砂層等處于部分真空狀態(tài)，排除土中的水分，使土預(yù)先固結(jié)以減少地基后期沉降的一種地基處理方法。 實踐證明，真空預(yù)壓法是一種基于土的固結(jié)原理而發(fā)展起來的經(jīng)濟可靠的軟土地基處理方法。然而，該技術(shù)實施的過程中，真空負壓沿排水體向地基深度傳遞時會發(fā)生明顯的沿程損失，真空度傳遞深度有限，真空度向深層軟土難以有效傳遞，這導(dǎo)致真空預(yù)壓技術(shù)應(yīng)用于深厚軟土地基加固工程時，埋藏較深的軟弱土層得不到有效地加固，深厚軟基的整體加固效果不理想，抽真空時間長，難以滿足工期要求。此外，真空負壓的理論最高值為lOOkPa，真空預(yù)壓技術(shù)提高軟基承載力效果有限，對于地基承載力要求較高的加固工程，真空預(yù)壓加固效果有時難以達到設(shè)計要求。
[0003]針對真空預(yù)壓技術(shù)應(yīng)用于深層軟土地基面臨的真空傳遞深度淺以及處理效果存在局限的瓶頸問題，本發(fā)明提供一個基于濾井結(jié)構(gòu)的真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備及方法，一方面能夠克服真空度向軟土地基深部傳遞淺的問題，同時能夠在真空預(yù)壓后將既有的排水體轉(zhuǎn)變成粧體，大幅度提高地基整體加固效果。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有真空預(yù)壓技術(shù)存在的缺陷，解決真空預(yù)壓技術(shù)處理深厚軟基時有效加固深度淺及地基承載力提高有限的難題，提供一種可以有效提高深厚軟土地基整體加固效果的新型濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備。本實用新型采用的技術(shù)方案如下所述。
[0005]本實用新型提供一種新型濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備，所述設(shè)備包括濾井、真空裝置、密封結(jié)構(gòu)、注漿裝置和連接管道，所述真空裝置通過連接管道連接到濾井上端，所述密封結(jié)構(gòu)用于保證整個設(shè)備在真空預(yù)壓操作時的密封。所述濾井由砂井和真空管組合構(gòu)成，所述真空管位于砂井的中間位置，其由多段PVC管和多段濾水管組成。所述注漿裝置用于在真空預(yù)壓結(jié)束后，通過濾井的真空管將水泥粘土漿液充填到濾井的孔隙中形成水泥砂漿粧。
[0006]所述注漿裝置包括注漿管、壓力表、控制閥門、注漿栗和儲漿桶，在使用時，所述注漿管的一端與濾井的真空管相連接，另一端與注漿栗相連接，所述壓力表和控制閥門安裝在注漿管上，所述儲漿桶與注漿栗相連接。
[0007]進一步的，所述砂井的直徑為10?20cm，填充的砂料選用天然級配的中砂和粗砂，且含泥量應(yīng)小于3%。所述真空管的直徑為1?2cm，其長度與砂井相同。所述濾水管的單段長度為1?2m。
[0008]再進一步的，所述連接管道包括主管、支管、連接管和連接頭，所述主管一端與真空裝置連接，所述主管在每個連接濾井的位置與一根支管連接，每個支管的另一端通過連接管和/或連接頭與濾井的真空管連接。所述密封結(jié)構(gòu)包括在需要加固的地基場地上鋪設(shè)至少一層土工布和至少一層密封膜，以及場地周邊開挖的壓膜溝。所述濾井可采用梅花形或正方形布設(shè)，布設(shè)間距為1?2m。
[0009]本實用新型提供的上述設(shè)備，采用了新型的濾井結(jié)構(gòu)，所述濾井由砂井和真空管組合構(gòu)成，所述真空管由多段PVC管和多段濾水管組成。相對于傳統(tǒng)的排水板和全管打孔的真空管或排水管，真空度在本實用新型使用的真空管中的沿程損失很小，這是因為PVC管限制了真空度的損失，從而增強埋藏較深的軟土的加固效果，節(jié)省施工時間，使加固后的地基承載力提高。在實際操作中，可以根據(jù)軟土地基的實際情況布置PVC管和濾水管的分布，在需要重點加固的深土層設(shè)置多段或較長的濾水管，而在容易加固的次要的淺土層設(shè)置少段或較短的濾水管。這樣就能使真空管在深土層仍能保持較高的真空度，增強深土層地基的加固效果。
[0010]上述設(shè)備在開啟真空裝置后，當密封膜下真空度穩(wěn)定在85kPa以上時，濾井全斷面穩(wěn)定在70kPa以上的高真空度值。
[0011]除了采用新型濾井代替排水板，減少真空度在真空管中的沿程損失，本實用新型還采用將砂料結(jié)構(gòu)的濾井充填水泥砂漿的方式進一步加固地基的強度，尤其水泥砂漿和砂井發(fā)生膠結(jié)作用形成水泥粧，進一步起到復(fù)合地基的加固效果，大幅度增強了地基的承載力。新型濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的方法根據(jù)軟基不同的地質(zhì)條件進行靈活應(yīng)用， 避免了傳統(tǒng)真空預(yù)壓技術(shù)千篇一律的做法，可大幅度加快排水固結(jié)，縮短施工工期，保證了深厚軟土地基整體加固效果。
[0012]本實用新型具有如下技術(shù)效果:1、減少濾井的真空度的沿程損失，使濾井全斷面的真空度維持在高值，保證了深厚軟土地基整體加固效果，提高了地基承載力。2、可大幅度加快排水固結(jié)，縮短施工時間。3、利用真空預(yù)壓既有的排水系統(tǒng)，對砂井進行注水泥砂漿， 將排水體轉(zhuǎn)變成粧體，形成符合地基作用，大幅度提高地基承載力;4、簡單可靠，經(jīng)濟實用， 市場應(yīng)用范圍廣闊。【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型實施例中的濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實用新型實施例中的濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備的注漿裝置示意圖。
[0015]其中，1為濾井，2為真空管，3為小直徑砂井，4為PVC管，5為濾水管，6為主管，7為支管，8為真空裝置，9為連接頭，10為連接管，11為土工布及密封膜，12為壓膜溝?！揪唧w實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行說明，但是本實用新型的技術(shù)方案不受下述實施例的限制。[〇〇17] 實施例1
[0018]本實施例的新型濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備及方法在某深厚軟基加固工程上實施，如圖1所示，該深厚軟基的地質(zhì)條件復(fù)雜，堤身下20m深度范圍內(nèi)分布軟弱土層，軟弱土層厚度大、含水率高、強度低，沉降不穩(wěn)定。
[0019]如圖1所示，新型濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備，所述設(shè)備包括濾井1、真空裝置8、密封結(jié)構(gòu)和連接管道，所述真空裝置8通過連接管道連接到濾井1上端，所述密封結(jié)構(gòu)能夠?qū)V井1和連接管道與外界隔離。所述濾井1由砂井3和真空管2組合構(gòu)成，所述真空管2位于砂井3的中間位置，其由3段PVC管4和3段濾水管5組成。
[0020]所述注漿裝置包括注漿管13、壓力表14、控制閥門15、注漿栗16和儲漿桶17,在使用時，所述注漿管13的一端與濾井1的真空管2相連接，另一端與注漿栗16相連接，所述壓力表14和控制閥門15安裝在注漿管13上，所述儲漿桶17與注漿栗16相連接。
[0021]所述砂井的直徑為15cm，填充的砂料選用天然級配且含泥量應(yīng)小于3%的中砂。所述真空管的直徑為1.6cm，砂井和真空管的長度均為15m。所述PVC管4長度分別為5m，5m和 2m，2m的PVC管4位于最下部，濾水管5長度均為lm。
[0022]所述連接管道包括主管6、支管7、連接管10和連接頭9,所述主管6—端與真空裝置 8連接，所述主管6在每個連接濾井1的位置與一根支管7連接，每個支管7的另一端通過連接管10和/或連接頭9與濾井1的真空管2連接。所述密封結(jié)構(gòu)包括在需要加固的地基場地上鋪設(shè)一層土工布11和3層密封膜11，以及場地周邊開挖的壓膜溝12。所述濾井1采用梅花形布設(shè)，布設(shè)間距為1.5m。[〇〇23]上述設(shè)備在開啟真空裝置后，當密封膜下真空度穩(wěn)定在85kPa以上時，濾井全斷面穩(wěn)定在70kPa以上的高真空度值。
[0024]使用濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備的方法的具體實施步驟如下:
[0025]第一步、新型濾井設(shè)計一一新型濾井1是由真空管2和小直徑砂井3組合構(gòu)成，新型濾井1的總長度為設(shè)計深度15m。小直徑砂井3的直徑為15cm，填充的砂料選用天然級配且含泥量應(yīng)小于3%的中砂。真空管2位于小直徑砂井3中間位置，直徑為1.6cm，長度為15m。真空管由3段PVC管4和3段濾水管5組成，PVC管4長度分別為5m，5m和2m，2m的PVC管4位于最下部， 濾水管5長度均為lm。[〇〇26] 第二步、新型濾井打設(shè)一一整平待處理地基場地，打設(shè)新型濾井1至設(shè)計深度，新型濾井1間距1.5m，梅花形布設(shè)。[〇〇27]第三步、管路系統(tǒng)連接一一在加固場地表面鋪設(shè)主管6,主管6—端與真空裝置8連接，主管6在每排新型濾井1的位置處分出一根支管7,每根支管7通過連接頭9和連接管10與新型濾井1的真空管2連接，串聯(lián)起整排新型濾井1，形成管路系統(tǒng)。[〇〇28]第四步、場地密封——管路系統(tǒng)連接完成后，在待處理地基場地上鋪設(shè)一層250g/ m2 土工布11，然后鋪設(shè)3層厚度不小于0.12mm密封膜11，場地周邊開挖壓膜溝12。[〇〇29]第五步、真空排水固結(jié)一一開啟真空裝置8,當密封膜11下真空度穩(wěn)定在85kPa以上時，新型濾井1全斷面穩(wěn)定在70kPa以上的高真空度值，實現(xiàn)深厚軟土地基全斷面高真空排水固結(jié)。
[0030] 經(jīng)過90天真空預(yù)壓處理處置后，堤基固結(jié)度達到95%，大于設(shè)計值90%。新型濾井注漿形成水泥砂漿粧后，復(fù)合地基的承載力達到120kPa以上，加固效果顯著。
[0031]除上述實施例外，本實用新型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(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種新型濾井真空預(yù)壓加固深厚軟土地基的設(shè)備，所述設(shè)備包括濾井、真空裝置、密 封結(jié)構(gòu)、注漿裝置和連接管道，所述真空裝置通過連接管道連接到濾井上端，所述密封結(jié)構(gòu) 用于保證整個設(shè)備在真空預(yù)壓操作時的密封，其特征在于:所述濾井由砂井和真空管組合 構(gòu)成，所述真空管位于砂井的中間位置，其由多段PVC管和多段濾水管組成;所述注漿裝置 用于在真空預(yù)壓結(jié)束后，通過濾井的真空管將水泥粘土漿液充填到濾井的孔隙中形成水泥 砂漿粧。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:所述注漿裝置包括注漿管、壓力表、控制閥 門、注漿栗和儲漿桶，在使用時，所述注漿管的一端與濾井的真空管相連接，另一端與注漿 栗相連接，所述壓力表和控制閥門安裝在注漿管上，所述儲漿桶與注漿栗相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于:所述砂井的直徑為10?20cm，填充的砂 料選用天然級配的中砂和粗砂;所述真空管的直徑為1?2cm，其長度與砂井相同；所述濾水 管的單段長度為1?2m。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于:所述連接管道包括主管、支管、連接管 和連接頭，所述主管一端與真空裝置連接，所述主管在每個連接濾井的位置與一根支管連 接，每個支管的另一端通過連接管和連接頭與濾井的真空管連接;所述密封結(jié)構(gòu)包括在需 要加固的地基場地上鋪設(shè)至少一層土工布和至少一層密封膜，以及場地周邊開挖的壓膜溝。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于:所述濾井可采用梅花形或正方形布設(shè)， 布設(shè)間距為1?2m。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于:當開始抽真空后當密封結(jié)構(gòu)下真空度 穩(wěn)定在85kPa以上時，濾井全斷面的真空度穩(wěn)定在70kPa以上。
【文檔編號】E02D3/10GK205636721SQ201620249347
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】吉鋒, 馮旭松, 李輝, 別學(xué)清, 翁佳興, 馬志華, 劉建龍
【申請人】江蘇鴻基水利建設(shè)工程有限公司, 南水北調(diào)東線江蘇水源有限責任公司