低位負(fù)壓立體多通道排水組合夯實(shí)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及低位負(fù)壓立體多通道排水組合夯實(shí)裝置，適用于組合動力夯實(shí)作 業(yè)，屬于地基處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)發(fā)明人了解，近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展和我國土地資源的日益緊 缺，大規(guī)模的灘涂圍墾造陸工程在我國的沿海、沿江、沿湖地帶展開。此類場地地下水埋深 較淺，廣泛分布滲透性較好的砂性松軟地基，必須經(jīng)過排水固結(jié)處理才能成為可利用的土 地資源。
[0003] 為了快速壓實(shí)地基土、提高地基承載力，通常采用降水強(qiáng)夯法處理場地，降水強(qiáng)夯 法包括高真空擊密法、管井降水強(qiáng)夯法、井點(diǎn)降水強(qiáng)夯法等。降水強(qiáng)夯法通過設(shè)置井點(diǎn)管、 管井進(jìn)行真空抽吸降低地下水位，然后實(shí)施高能量動力強(qiáng)夯，使得地下水位以上的地基土 體得以密實(shí)，達(dá)到地基承載力的設(shè)計要求。該方法加固機(jī)理成熟，施工簡便，在地下水位降 低效果較好時加固效果具有較好的可靠性，一般有效加固深度在6m左右。
[0004] 與真空排水固結(jié)預(yù)壓法相比，降水強(qiáng)夯法在工期、快速壓實(shí)土體、快速提高地基承 載力、造價等方面均具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。但是，從工程實(shí)踐和其加固機(jī)理上綜合分析，降水強(qiáng) 夯法還存在以下缺點(diǎn)：
[0005] (1)降水處理是降水強(qiáng)夯法中一項十分重要的工作，降水處理效果會影響后續(xù)強(qiáng) 夯處理的加固效果，而降水處理效果受土質(zhì)條件和施工期雨水補(bǔ)給的影響較大，易由此導(dǎo) 致出現(xiàn)"橡皮土"或"彈簧土"現(xiàn)象，進(jìn)而使加固質(zhì)量和效果控制難度較大；
[0006] (2)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79 - 2002)》中提到"兩遍夯擊之間應(yīng)該有一定 的時間間隔，時間間隔取決于途中超靜孔隙水壓力的消散時間。當(dāng)缺少實(shí)測資料時，可根據(jù) 地基土的滲透性確定，對于滲透性較差的粘性土地基，間隔時間不應(yīng)少于3 - 4周；對于滲 透性好的地基可連續(xù)夯擊"。由于井點(diǎn)管需要多遍插拔，強(qiáng)夯施工則需要等待水位降低和超 靜孔隙水壓力消散，致使施工時間很長，而且無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)施工。受此限制，對于一個中等 面積大小的場地，累計施工間歇期就將近一個月之久；
[0007] (3)該方法的有效加固深度受土質(zhì)條件、夯擊能量、降排水條件、夯擊遍數(shù)等諸多 因素的影響，一般工程施工常用的夯擊能量在1000 - 3000kN ? m，《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 (JGJ79 - 2002)》表6. 2. 1的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明有效加固深度一般在6m左右，對于下臥較深處 的軟弱土層加固效果較差。而且夯擊能量與有效加固深度不是簡單的線性關(guān)系，一味地提 高夯擊能量不一定會得到理想的加固效果，反而會降低夯實(shí)處理方法的經(jīng)濟(jì)性。
[0008] 經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號為201320454326. 2、授權(quán)公告號為CN203452064U、名稱為《吹 填淤泥軟基淺層處理用長短結(jié)合型排水系統(tǒng)》的中國實(shí)用新型專利，采用長短結(jié)合的排水 體，充分考慮了吹填淤泥地基土體受力物理力學(xué)和顆粒級配分布的特點(diǎn)，以較低的工程材 料成本達(dá)到較好的淺層處理加固效果，尤其適用于大面積圍海吹填工程的淤泥處理。然而， 該技術(shù)方案明顯不能在強(qiáng)夯施工時同步進(jìn)行降水處理。
[0009] 專利號為201510124853. 0、申請公布號為CN104711968A、名稱為《一種負(fù)壓立體 導(dǎo)流擾動沖擊固結(jié)吹填土方法》的中國發(fā)明專利申請，其方案主要包括：對吹填區(qū)進(jìn)行清理 和整平；在吹填區(qū)內(nèi)開溝水平或傾斜0. 5 - 5°布設(shè)水平向滲水管并用中粗砂石料回填； 在吹填區(qū)外圍構(gòu)筑圍堤、排水溝渠，預(yù)埋引水管和自流排水管；將吹填管道引入圍堤內(nèi)的吹 填區(qū)；泥漿引入吹填區(qū)表層水和泥沙沉淀后地下水引入排水溝渠；在引水管的外端口接入 抽水栗，進(jìn)行強(qiáng)制排水。然而，該技術(shù)方案中的滲水管路需要在吹填軟土之前預(yù)先布設(shè)，無 法適用于已有軟土地基的情況，且該技術(shù)方案同樣不能實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)夯施工時同步進(jìn)行降水處 理。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供低位負(fù)壓立 體多通道排水組合夯實(shí)裝置，可在負(fù)壓排水的同時承受組合動力夯實(shí)作業(yè)，并將強(qiáng)夯產(chǎn)生 的超靜孔隙水壓力連續(xù)順暢地排出消散，從而實(shí)現(xiàn)無間歇夯實(shí)作業(yè)，有效縮短工期。
[0011] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
[0012] 低位負(fù)壓立體多通道排水組合夯實(shí)裝置，包括位于目標(biāo)加固場地的排水管網(wǎng)，以 及與排水管網(wǎng)連通的抽真空裝置；其特征是，所述排水管網(wǎng)包括至少一條主排水溝以及一 組相互平行的支排水溝，所述主排水溝分別與支排水溝連通；所述支排水溝內(nèi)沿其長度方 向分別設(shè)有排水濾管以及一組縱向布置的地下排水板，所述地下排水板與相應(yīng)排水濾管連 通；所述主排水溝內(nèi)沿其長度方向設(shè)有排水主管，所述排水主管與排水濾管分別連通；所 述排水主管和排水濾管上方分別設(shè)有密封層；還包括位于排水管網(wǎng)外側(cè)的地下密封墻，所 述地下密封墻底部所處深度大于地下排水板底端所處深度。
[0013] 該結(jié)構(gòu)中，排水管網(wǎng)采用三維空間立體滲流結(jié)構(gòu)，優(yōu)化滲流途徑，縮短滲流長度， 增大滲流的水力坡度，進(jìn)而顯著提高土體滲流排水固結(jié)的速度和效果；地基土自由水在自 重、負(fù)壓作用下可迅速匯集到排水管網(wǎng)并排出；同時可使動力夯實(shí)所產(chǎn)生的超靜孔隙水壓 力通過排水管網(wǎng)迅速消散，有利于土體快速固結(jié)密實(shí)；該排水管網(wǎng)有利于負(fù)壓傳遞和動力 夯實(shí)能量的擴(kuò)散傳播，不僅能使加固范圍和深度增加，還能使加固效果更加均勻。
[0014] 密封墻可起到隔水和密封的雙重作用，不僅能在較大程度上切斷場地外的地下水 補(bǔ)給，保障場地內(nèi)降水效果，還能使場地內(nèi)產(chǎn)生一定程度的負(fù)壓，加快超靜孔隙水壓力的快 速消散和地基土的固結(jié)密實(shí)。
[0015] 排水管網(wǎng)和密封墻全部位于夯實(shí)施工面之下，無礙于目標(biāo)加固場地的夯實(shí)作業(yè)， 可在負(fù)壓排水的同時承受組合動力夯實(shí)作業(yè)，并將強(qiáng)夯產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力連續(xù)順暢地 排出消散，從而實(shí)現(xiàn)無間歇夯實(shí)作業(yè)，有效縮短工期。
[0016] 本實(shí)用新型系統(tǒng)進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下：
[0017] 優(yōu)選地，所述地下密封墻圍成框形，所述抽真空裝置位于地下密封墻的外側(cè)。
[0018] 優(yōu)選地，所述地下密封墻由一組粘土攪拌粧搭接而成；所述地下密封墻的頂部與 目標(biāo)加固場地的地面平齊。
[0019] 優(yōu)選地，所述密封層包括由下至上依次疊加的中粗砂層、真空密封膜及場地土層。
[0020] 優(yōu)選地，所述排水濾管包括透水波紋管，所述透水波紋管外包裹至少兩層反濾布。
[0021] 更優(yōu)選地，所述透水波紋管的直徑為4 一 6cm。
[0022] 優(yōu)選地，所述主排水溝位于支排水溝的端部；所述抽真空裝置與排水濾管或排水 主管的出水口對接；所述抽真空裝置為射流式真空栗。
[0023] 優(yōu)選地，所述地下排水板頂端露出支排水溝溝底、并與排水濾管纏繞綁扎固定。
[0024] 優(yōu)選地，所述支排水溝內(nèi)還設(shè)有縱向的地下管井，所述地下管井與排水濾管連通。
[0025] 更優(yōu)選地，所述地下管井直徑為20 - 30cm，深度為6 - 8m，管井間距為10 - 15m。
[0026] 本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0027] (1)排水管網(wǎng)位于地基內(nèi)部，連通抽真空裝置后形成能在組合動力夯實(shí)作業(yè)時連 續(xù)抽吸水氣的三維立體多通道集排水體系，集中了自流自重、負(fù)壓抽吸、動力擠壓等多種排 水固結(jié)機(jī)制對滲透性較好的松軟砂性地基進(jìn)行快速加固，改變了以往井點(diǎn)管單一的滲流結(jié) 構(gòu)，增大了集排水接觸面積。
[0028] (2)與普通的井點(diǎn)降水+強(qiáng)夯、高真空擊密法、真空預(yù)壓法相比，本實(shí)用新型的降 排水體系和機(jī)制更加完善、科學(xué)，能夠促使地基土體排水預(yù)壓固結(jié)，并迅速消散超靜孔隙水 壓力，克服淤泥質(zhì)土層超靜孔隙水壓力消散慢需要長時間停工等待的缺陷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連續(xù) 動力夯實(shí)，有利于保障和提高動力夯實(shí)效果，縮短工期。
[0029] (3)與普通的井點(diǎn)降水+強(qiáng)窮、高真空擊密法相比，本實(shí)用新型的立體排水管網(wǎng)需 事先埋設(shè)在地基內(nèi)部，加固過程中無需進(jìn)行多次插拔降水作業(yè)，不僅能有效保障降排水和 動力夯實(shí)施工的連續(xù)性，還克服了地下水位降低的缺陷，避免出現(xiàn)施工間歇期，實(shí)現(xiàn)連續(xù)降 排水，顯著縮短了加固工期，最后預(yù)留在地基內(nèi)部的立體排水管網(wǎng)還兼具了場地后續(xù)運(yùn)行 的集排水功能。此外，本實(shí)用新型能快速提尚淺土層的密實(shí)度，提尚地基承載力，同時有效 促使深層土體的排水固結(jié)和密實(shí)，顯著消除地基沉降，改善深層土體的土性指標(biāo)，減少地基 工后沉降，消除不均勻沉降產(chǎn)生的隱患。
[0030] (4)在地基內(nèi)部設(shè)置縱向排水板，不僅為夯實(shí)能量的深層傳遞提供了通道，顯著提 高夯實(shí)能量的有效利用率，還保證真空負(fù)壓傳遞到地基深層土體，增大了夯實(shí)能量和真空 負(fù)壓影響的深度和范圍，增加了有效加固深度，解決了深層淤泥質(zhì)土固結(jié)密實(shí)的難題。
[0031] (5)加固深度大，對淤泥質(zhì)土有顯著的預(yù)壓排水固結(jié)功效，有效解決了降水不及 時、超靜孔隙水壓力不能及時消散導(dǎo)致的橡皮土、彈簧土問題，有利于消除后期粧基承臺的 負(fù)摩阻力，消弱了下臥粉砂粉土層的液化性。
[0032] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，施工方便、快速、連續(xù)、高效，材料設(shè)備常規(guī)，能滿足不同土 質(zhì)條件的加固，實(shí)現(xiàn)地基淺層和深層土體內(nèi)部水氣的匯集和排出，處理深度大，適用范圍 廣，同時結(jié)合靜力排水固結(jié)和動力夯實(shí)固結(jié)，顯著提高固結(jié)效率，保證了夯實(shí)效果。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例