專利名稱：一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種軟土地基處理方法，特別涉及軟弱飽和土地基排水固結(jié)處
理方法。
背景技術(shù)：
排水固結(jié)是一種常用的軟土地基處理方法，它是指在含水量高、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的軟土地基上設(shè)置水平或豎向排水體形成排水系統(tǒng)，并結(jié)合一定的加壓系統(tǒng)，從而加速排出軟土地基中的孔隙水，提高土體強(qiáng)度、減少建構(gòu)筑物工后沉降和差異沉降的一種地基處理方法。在本發(fā)明之前，排水固結(jié)通常采用普通砂井、袋裝砂井和塑料排水板作為豎向排水通道。一般的施工方法為先在軟土地基表面鋪設(shè)砂墊層，然后施工砂井、袋裝砂井或塑料排水板作為豎向排水體，當(dāng)采用真空預(yù)壓時(shí)，砂墊層頂部還需鋪設(shè)土工布和密封的土工膜以保證真空效果，最后再采取堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓或二者聯(lián)合應(yīng)用的方法進(jìn)行排水固結(jié)。但是目前的豎向排水體均存在著一定的問題。普通砂井的一般直徑為30(T400mm，袋裝砂井的直徑一般為7(Tl20mm，二者均不易成空且處理深度有限；塑料排水板一般厚度3 4mm，但存在真空壓力隨土體深度衰減的問題，尤其是排水固結(jié)后期，由于塑料排水板的變形彎折以及土體細(xì)粒的堵塞，塑料排水板的真空負(fù)壓損失變大，排水效果變差。此外，砂井、袋裝砂井和塑料排水板頂部需要設(shè)置砂墊層作為水平排水體，當(dāng)采用真空預(yù)壓時(shí)，其頂部還需要鋪設(shè)土工布和土工膜以保證密封，加之這些豎向排水體都不能重復(fù)利用，這都降低了排水系統(tǒng)的簡易性和經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述豎向排水體的缺點(diǎn)，研制一種處理深度更深、排水效果更好、更易施工的排水固結(jié)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法，
(1)根據(jù)軟土地基特性選擇硬質(zhì)空心管的材質(zhì)和規(guī)格；
(2)將側(cè)壁開孔的硬質(zhì)空心管外壁和底部套上透水土工織物；
(3)將套有土工織物的硬質(zhì)空心管打入軟土地基中；
(4)將硬質(zhì)空心管頂部連接單根軟管；
(5)將單根軟管與 總管連接，總管與真空泵連接，形成真空系統(tǒng)；
(6)啟動(dòng)真空泵，形成負(fù)壓，土體中孔隙水通過硬質(zhì)空心管側(cè)壁開孔流入管中并被抽
出；
(7)土體固結(jié)達(dá)到預(yù)期結(jié)果后，停止作業(yè)。所述的步驟(7 )真空泵啟動(dòng)前，所述的步驟(3 )后，在軟土地基表面堆土或碎石等荷載，增加土體內(nèi)部空隙水壓力。
所述的步驟(3)中采用錘擊式打樁設(shè)備或靜力壓樁設(shè)備將套有土工織物的硬質(zhì)空心管打入軟土地基中。所述的步驟(4)中采用軟管直接與硬質(zhì)空心管頂部密封連接。所述的步驟(7)中停止作業(yè)后，將硬質(zhì)空心管從地基中拔出后循環(huán)利用，或者將硬質(zhì)空心管留在地基中當(dāng)?shù)鼗h(huán)境變化時(shí)進(jìn)行重復(fù)固結(jié)作業(yè)，或者留在地基中作為永久支持物。本發(fā)明的有益效果是:采用套有土工織物的硬質(zhì)空心管作為豎向排水體，方便施工，增加了排水固結(jié)的適用深度；側(cè)壁開洞的硬質(zhì)空心管真空效果好，避免了真空負(fù)壓隨深度的損失；具有透水功能的土工織物過濾了土的細(xì)微顆粒進(jìn)入空心管的同時(shí)又不影響排水效果；真空系統(tǒng)直接與硬質(zhì)空心管頂部連接，省去了砂墊層、土工布和密封土工膜等材料；加載系統(tǒng)可以采用真空預(yù)壓或者堆載和真空預(yù)壓相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了加載系統(tǒng)的多樣性；排水固結(jié)結(jié)束后，硬質(zhì)空心管可以拔出重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)了豎向排水體的循環(huán)利用；施工方法簡單，排水效果好，降低了地基處理成本，縮短了工期。


圖1是本發(fā)明一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法的示意圖。圖2是硬質(zhì)空心管側(cè)壁開孔的大樣圖。圖中標(biāo)號(hào)所表示的含義如下:1是軟土層；2是側(cè)壁開孔的硬質(zhì)空心管；3是具有透水功能的土工織物；4是單根軟管；5是總管；6是真空泵；7是排水口 ；8是硬質(zhì)空心管表面的開孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖·，進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案是如何具體實(shí)施的。(I)根據(jù)軟土地基特性選擇合適的硬質(zhì)空心管。當(dāng)軟土層處理厚度小于IOm時(shí)，硬質(zhì)空心管可采用直徑IOOmm的鋼管或直徑150mm的PVC管；當(dāng)軟土層處理度在10nT20m時(shí)，可采用直徑150mm的鋼管或直徑250mm的PVC管；當(dāng)軟土層處理厚度大于20m時(shí)，可采用直徑200mnT250mm的鋼管。硬質(zhì)空心管側(cè)壁開孔采用圓形開孔,開孔直徑開孔間距2 3倍孔徑，開孔宜采用上下交錯(cuò)布置形式。(2)將具有透水性的土工織物套在硬質(zhì)空心管的外壁和底部。土工織物是采用聚丙烯、聚酯、聚酰胺等材料制成的土工薄膜，土工薄膜厚度約1_，包裹在硬質(zhì)空心管的外側(cè)以防止土體顆粒進(jìn)入空心管內(nèi)。(3)將套有土工織物的硬質(zhì)空心管打入軟土地基中。硬質(zhì)空心管不需要專門的設(shè)備，可以采用錘擊式打樁設(shè)備或采用靜力壓樁設(shè)備打入軟土地基中。(4)將單根軟管與硬質(zhì)空心管頂部連接，并檢查密封性，保證能形成真空。(5)將單根軟管通過三通或四通接頭與總管連接，并將總管與真空泵連接，形成真空系統(tǒng)。(6)如果真空負(fù)壓力小于建筑物設(shè)計(jì)荷載或者需要更大壓力加速土體固結(jié)時(shí)，可在軟土地基表面填土或碎石等荷載，在地基表面形成堆載，從而增加土體內(nèi)部空隙水壓力。(7)啟動(dòng)真空泵，利用真空系統(tǒng)在硬質(zhì)空心管管體內(nèi)形成負(fù)壓，土體中孔隙水通過硬質(zhì)管側(cè)壁開孔流入管內(nèi)并被抽出。(8)抽出的水通過真空系統(tǒng)排至制定的排水點(diǎn)，并通過地面的排水系統(tǒng)流走。(9) 土體固結(jié)達(dá)到預(yù)期結(jié)果，停止作業(yè)，拆除真空系統(tǒng)。(10)將硬質(zhì)空心管從地基中拔出。有必要時(shí)，也可將硬質(zhì)空心管留在地基中當(dāng)?shù)鼗h(huán)境變化時(shí)進(jìn)行重復(fù)固結(jié)作業(yè)，或者留在地基中作為永久支持物。本發(fā)明適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土和沖填土等飽和軟土，也適用于圍海造田工程。以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何 修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法，其特征在于: (1)根據(jù)軟土地基特性選擇硬質(zhì)空心管的材質(zhì)和規(guī)格； (2)將側(cè)壁開孔的硬質(zhì)空心管外壁和底部套上透水土工織物； (3)將套有土工織物的硬質(zhì)空心管打入軟土地基中； (4)將硬質(zhì)空心管頂部連接單根軟管； (5)將單根軟管與總管連接，總管與真空泵連接，形成真空系統(tǒng)； (6)啟動(dòng)真空泵，形成負(fù)壓，土體中孔隙水通過硬質(zhì)空心管側(cè)壁開孔流入管中并被抽出； (7)土體固結(jié)達(dá)到預(yù)期結(jié)果后，停止作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法，其特征在于，所述的步驟 (7)真空泵啟動(dòng)前，所述的步驟(3)后，在軟土地基表面堆土或碎石等荷載，增加土體內(nèi)部空隙水壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中采用錘擊式打樁設(shè)備或靜力壓樁設(shè)備將套有土工織物的硬質(zhì)空心管打入軟土地基中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法，其特征在于，所述的步驟(4)中采用軟管直接與硬質(zhì)空心管頂部密封連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用側(cè)壁開孔硬質(zhì)空心管處理軟土固結(jié)的方法，其特征在于，所述的步驟(7)中停止作業(yè)后，將硬質(zhì)空心管從地基中拔出后循環(huán)利用，或者將硬質(zhì)空心管留在地基中當(dāng)?shù)鼗h(huán)境變化時(shí)進(jìn)行重復(fù)固結(jié)作業(yè)，或者留在地基中作為永久支持物。
全文摘要
本發(fā)明涉及軟土地基排水固結(jié)處理方法。本發(fā)明將具有透水性的土工織物包裹在側(cè)壁開洞的硬質(zhì)空心管外，將其打入飽和軟土中，硬質(zhì)軟管頂部連接由密封軟管和真空泵組成的負(fù)壓系統(tǒng)，啟動(dòng)真空泵在硬質(zhì)管內(nèi)形成負(fù)壓，軟土中的孔隙水通過硬質(zhì)管側(cè)壁的開孔流入管內(nèi)并被抽出排至地面收集系統(tǒng)，管外包裹的土工織物起到阻止土顆粒進(jìn)入管內(nèi)的作用。通過該系統(tǒng)將軟土中孔隙水排出加速土體固結(jié)。本發(fā)明解決了塑料排水板負(fù)壓損失的問題，而且頂部不需要設(shè)置密封膜和砂墊層，排水效果好，縮短了工期，且硬質(zhì)空心管可反復(fù)使用，節(jié)約成本，減少污染。
文檔編號(hào)E02D3/10GK103243703SQ20131013527
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者謝新宇, 韓冬冬 申請人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院