專利名稱：一種軟土地基的真空滲透吸附加固法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程建筑領(lǐng)域，具體涉及一種針對軟土地基，尤其是沿海、沿江淤泥土地基的真空滲透吸附加固法。
背景技術(shù)：
軟土地基給工程上帶來的事故、缺陷很多，要減少軟土地基的危害，工程技術(shù)人員必須熟悉當(dāng)?shù)剀浲恋奶匦?。所謂軟土是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟弱粘性土。中國建筑工業(yè)出版社出版的《工程地質(zhì)手冊》稱軟土為“軟土是指天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的粘性土，如淤泥、淤泥質(zhì)土以及其他高壓縮性飽和粘性土等”。特征指標也做了如下表述當(dāng)天然孔隙比e大于1.5時，稱為淤泥；天然孔隙比小于1.5而大于1.0時，稱為淤泥質(zhì)土。
目前，工程上處理軟土地基的方法劃分為動力固結(jié)法、置換法、排水固結(jié)法和復(fù)合地基法四類，其中排水固結(jié)法中的一種真空預(yù)壓法應(yīng)用最為廣泛。
傳統(tǒng)真空預(yù)壓法工藝為1、鋪設(shè)40cm砂墊層；2、打設(shè)塑料排水板，建立起垂直向排水、排氣通道；3、塑料排水板端部埋置在砂墊層內(nèi)，在砂墊層之中布置PVC塑料主管和支管，構(gòu)成水平排水、排氣系統(tǒng)；4、射流真空裝置與PVC塑料主管相連；5、在其上鋪設(shè)2～3層土工薄膜，土工薄膜四周壓入相對不透水地層50cm以下；6、通過射流真空裝置，抽取PVC塑料主管的真空度，使得膜下的真空度達到80～90kPa以上；7、在射流真空裝置抽取真空過程中，根據(jù)原地基土的條件不同，抽取的時間在90天以上，最長可達1年之久；停止抽真空的條件，以地面沉降速率連續(xù)5天小于2mm/d為準；
8、地面沉降大于或等于國家技術(shù)規(guī)范所要求的計算沉降指標；9、對于地下局部透水、透氣層，進行粘土墻或水泥土墻封閉；10、達到軟土地基處理目的。
該方法的缺點是1)真空度必須借助砂墊層，并通過排水板向深部傳遞，其效率低，能量損失大；2)必須鋪設(shè)砂墊層，浪費砂的自然資源，同時由于砂墊層材料較貴，提高了施工成本；3)主管和支管采用PVC塑料管進一步增加了成本，且主、支管管徑不一增加了施工負擔(dān)；4)施工處理時間長，拖延施工進度。
5)、單個加固面積受到施工工藝的限制，無法適應(yīng)大面積區(qū)域(加固面積大于2.8萬m2)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提高真空預(yù)壓加固效果、縮短施工工期、降低工程施工成本而提供一種軟土地基的真空滲透吸附加固法，并能實現(xiàn)對該方法的二次開發(fā)。
本發(fā)明所述的一種軟土地基的真空滲透吸附加固法，其包括以下幾個步驟1)、首先在軟土地基內(nèi)縱橫設(shè)置多條垂直向排水、排氣通道，各垂直向排水、排氣通道的水平間距在0.8～1.5m之間；2)、在軟土地基表面鋪設(shè)多條相互連通并呈網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的水平向排水、排氣通道，其具有一定的抗壓與抗拉強度，且具有良好的抗變形能力，并且在排水、排氣同時不透土顆粒。橫向間距0.8～1.8m，縱向間距3～15m。
3)、將垂直向排水、排氣通道的出土部位與水平向排水、排氣通道直接連接，從而在軟土地基層面構(gòu)成立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)；4)、在水平向排水、排氣通道端部設(shè)置射流真空裝置，所述射流真空裝置按600～1000m2/l臺套均衡配置，射流真空裝置與水平向排水、排氣通道連接的真空壓力大于96kPa；
5)、在水平向排水、排氣通道上部鋪設(shè)防止破壞土工薄膜的土工織物；6)、在土工織物之上鋪設(shè)2～3層土工薄膜，土工薄膜四周壓入相對不透水的地層50cm以下形成密封區(qū)域；7)、通過射流真空裝置抽取立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)的真空，使得水平向排水、排氣通道內(nèi)的真空度達到80～90kPa以上，并直接沿著垂直向排水、排氣通道高效往深部傳遞，在土體與垂直向排水通道之間形成水力梯度，促使土體內(nèi)自由水和氣體向垂直向排水通道滲透，這些水和氣在毛細、虹吸和壓差共同作用下，沿著垂直向排水、排氣通道被吸到水平向排水、排氣通道，再由真空射流系統(tǒng)抽出加固區(qū)之外；8)、當(dāng)?shù)孛娉两邓俾蔬B續(xù)5天小于2mm/d，停止射流真空裝置工作，完成對軟土地基的加固。
步驟1)中的垂直向排水、排氣通道可以是打設(shè)的塑料排水板、透水波紋軟管、砂井或袋裝砂井等，所采用的是能夠在土體內(nèi)形成排水通道的透水材料，該材料并具有一定的柔性、強度和透水、透氣功能，要求具有一定的毛細或虹吸作用。
步驟2)中的水平向排水、排氣通道是具有一定的抗壓與抗拉強度，且具有良好的抗變形能力，以及排水、排氣同時不透土顆粒功能的是塑料波紋管或透水波紋軟管，各管橫向間距0.8～1.8m，縱向間距3～15m。
步驟3)中垂直向和水平向排水、排氣通道連接采用綁扎連接、接頭連接或嵌入性連接。
步驟5)中的土工織物是彩條布或有紡?fù)凉げ肌?br> 步驟6)中的土工薄膜是聚乙烯膜或聚氯乙烯膜等材料，該材料必須具有一定的抗拉強度和延伸率。
在步驟7)抽取立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)的真空過程中，當(dāng)?shù)叵鲁霈F(xiàn)局部透水、透氣層時，采用粘土墻或水泥土墻進行封閉。
本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1、由于采用了立體網(wǎng)絡(luò)狀排水、排氣通道系統(tǒng)，以及在土工薄膜覆蓋下所形成的密封區(qū)域，使射流真空裝置抽取的真空度傳遞深且沿途損失小，提高了其工作效率；2、省略了砂墊層，節(jié)約大量砂的自然資源，降低了施工成本；3、由于排水、排氣效率大幅提升，使施工工期明顯縮短；4、網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)連接自由，可進行現(xiàn)場裝配式工程施工，避免傳統(tǒng)真空預(yù)壓單個面積有限性制約；5、可以用單一管徑的帶孔塑料波紋管，降低了選用材料類別多的負擔(dān)；6、單位面積施工成本明顯低于傳統(tǒng)真空預(yù)壓法的成本。
四

圖1是本發(fā)明立體網(wǎng)絡(luò)垂直向排水、排氣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明立體網(wǎng)絡(luò)水平向排水、排氣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實施例加固前后的地基荷載試驗曲線圖。
五具體實施例方式
如圖1圖2所示，本實施例采用步驟如下1)、在軟土地基內(nèi)縱橫設(shè)置多條垂直向排水、排氣通道1；垂直向排水、排氣通道1采用塑料排水板，截面尺寸為(100*4mm)，外包無紡?fù)凉げ?，?guī)格≥90g/cm2；排水板間距為1.0m；梅花型布置；2)、在軟土地基表面鋪設(shè)多條相互連通并呈網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的水平向排水、排氣通道2；水平向排水、排氣通道2采用φ60的帶孔的塑料波紋管，布設(shè)尺寸為1.6*15m2；3)、將垂直向排水、排氣通道1的出土部位與水平向排水、排氣通道2直接連接，每根塑料排水板需與水平波紋管纏繞兩圈以上，并用麻繩綁扎在一體；5)、在水平向排水、排氣通道2上部鋪設(shè)一層彩條布作為保護層；6)、在保護層上鋪設(shè)二層土工薄膜形成土工膜及土工織物保護層4；4)、設(shè)置真空射流系統(tǒng)3的入膜裝置，將水平排水、排氣通道2出口與真空射流系統(tǒng)裝置3安裝好，真空射流系統(tǒng)3配置數(shù)量按加固面積600～1000m2/l臺套計算；
7)、真空射流系統(tǒng)3運行，地基開始沉降；8)、真空射流系統(tǒng)3一直運行到地基沉降量和沉降速率滿足設(shè)計、規(guī)范要求為止；9)、完成對軟土地基的加固。
某濱海開發(fā)區(qū)工業(yè)廠房(工程實例)該項目位于濱海灘涂地帶，為25000m2的工業(yè)化標準廠房地基，地質(zhì)勘察報告顯示，該地分布著淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，20m深度范圍內(nèi)軟土層厚度達到12m以上，軟土層地基承載力在45～60kPa范圍，具體巖土指標參數(shù)表1。
1、地質(zhì)條件該項目巖土參數(shù)指標表 表1

2、采用真空滲透吸附法進行處理由于該項目工期緊，投資額又控制的比較嚴，故采用真空滲透吸附法進行軟基處理。與傳統(tǒng)真空預(yù)壓相比，施工工藝發(fā)生如下變化(1)、取消砂墊層；(2)、土工膜采用雙層，與常規(guī)鋪三層相比，減少了一層；(3)、增加一層膜下土工織物防護層；(4)、抽真空的時間實際用了40天。
塑料排水板深度12m，間距1.0m，將塑料排水板與透水軟管直接捆拌在一起，構(gòu)筑成立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)。
3、效果檢驗加固前兩組荷載試驗其中表2是加固前荷載試驗數(shù)據(jù)，表3是加固后荷載試驗；加固前荷載試驗 表2

加固后兩組荷載試驗加固后荷載試驗 表3

將上述資料繪制出荷載試驗曲線圖(圖3)荷載試驗資料顯示，承載力提高了近3倍左右，效果非常明顯。工期大幅度減少，處理方法成本大幅度降低，經(jīng)濟性非常明顯。
40天累計最大沉降達到580mm，效果明顯。檢測報告顯示，地基承載力達到110kPa。
4結(jié)論(1)、通過真空滲透吸附法實際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)其加固作用與常規(guī)真空預(yù)壓存在一些差異，如真空度在垂直向排水通道中衰減比傳統(tǒng)真空預(yù)壓要緩慢的多。
(2)、施工工期大幅度縮短，與傳統(tǒng)真空預(yù)壓法相比，施工工期明顯縮短。
(3)、真空滲透吸附法加固軟土地基，其成本較傳統(tǒng)真空預(yù)壓法降低10～15元/m2。
權(quán)利要求
1.一種軟土地基的真空滲透吸附加固法，其特征在于包括以下步驟1)、首先在軟土地基內(nèi)縱橫設(shè)置多條垂直向排水、排氣通道；2)、在軟土地基表面鋪設(shè)多條相互連通并呈網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的水平向排水、排氣通道；3)、將垂直向排水、排氣通道的出土部位與水平向排水、排氣通道直接連接，從而在軟土地基層面構(gòu)成立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)；4)、在水平向排水、排氣通道端部設(shè)置射流真空裝置，所述射流真空裝置按600～1000m2/1臺套均衡配置，射流真空裝置與水平向排水、排氣通道連接的真空壓力大于96kPa；5)、在水平向排水、排氣通道上部鋪設(shè)防止破壞土工薄膜的土工織物；6)、在土工織物之上鋪設(shè)2～3層土工薄膜，土工薄膜四周壓入相對不透水的地層50cm以下形成密封區(qū)域；7)、通過射流真空裝置抽取立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)的真空，使得水平向排水、排氣通道內(nèi)的真空度達到80～90kPa以上，并直接沿著垂直向排水、排氣通道高效往深部傳遞，在土體與垂直向排水通道之間形成水力梯度，促使土體內(nèi)自由水和氣體向垂直向排水通道滲透，這些水和氣在毛吸、虹吸和壓差共同作用下，沿著垂直向排水、排氣通道被吸到水平向排水、排氣通道，再由真空射流系統(tǒng)抽出加固區(qū)之外；8)、當(dāng)?shù)孛娉两邓俾蔬B續(xù)5天小于2mm/d，停止射流真空裝置工作，完成對軟土地基的加固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地基的真空滲透吸附加固法，其特征在于步驟1)中的垂直向排水、排氣通道是打設(shè)的塑料排水板、透水波紋軟管、砂井或袋裝砂井，各垂直向排水、排氣通道的水平間距在0.8～1.5m之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟土地基的真空滲透吸附加固法，其特征在于步驟2)中的水平向排水、排氣通道是塑料波紋管或透水波紋軟管，各管橫向間距0.8～1.8m，縱向間距3～15m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟土地基的真空滲透吸附加固法，其特征在于步驟3)中垂直向和水平向排水、排氣通道連接采用綁扎連接、接頭連接或嵌入性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟土地基的真空滲透吸附加固法，其特征在于步驟5)中的土工織物是彩條布或有紡?fù)凉げ肌?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟土地基的真空滲透吸附加固法，其特征在于步驟6)中的土工薄膜是聚乙烯膜或聚氯乙烯膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟土地基的真空滲透吸附加固法，其特征在于在步驟7)抽取立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)的真空過程中，當(dāng)?shù)叵鲁霈F(xiàn)局部透水、透氣層時，采用粘土墻或水泥土墻進行封閉。
全文摘要
本發(fā)明公開了工程建筑領(lǐng)域中一種對軟土地基的真空滲透吸附加固法，其在地基內(nèi)設(shè)置垂直向排水、排氣通道；在地基表面鋪設(shè)相互連通呈網(wǎng)絡(luò)狀的水平向排水、排氣通道；將兩種通道直接連接，在水平向通道端部設(shè)置射流真空裝置，在水平向通道上部鋪設(shè)土工織物及2～3層土工薄膜，土工薄膜四周壓入相對不透水的地層50cm以下，通過射流真空裝置抽取立體網(wǎng)絡(luò)排水、排氣系統(tǒng)的真空，促使土體內(nèi)自由水和氣體排出，當(dāng)?shù)孛娉两邓俾蔬B續(xù)5天小于2mm/d，停止射流真空裝置工作，完成對軟土地基的加固。本發(fā)明真空度傳遞較深，施工工期明顯縮短，因省略了砂墊層而節(jié)約大量砂的自然資源，單位面積造價明顯低于傳統(tǒng)真空預(yù)壓法。
文檔編號E02D3/00GK101041961SQ20071002149
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者李 杰 申請人:李 杰