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
技術領域：
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：
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、抗剪強度低的軟土地基上設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，當采用真空預壓時，砂墊層頂部還需鋪設土工布和密封的土工膜以保證真空效果，最后再采取堆載預壓、真空預壓或二者聯(lián)合應用的方法進行排水固結(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粒的堵塞，塑料排水板的真空負壓損失變大，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置砂墊層作為水平排水體，當采用真空預壓時，其頂部還需要鋪設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利用，這都降低了排水系統(tǒng)的簡易性和經(jīng)濟性。

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，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)啟動真空泵，形成負壓，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)達到預期結(jié)果后，停止作業(yè)。所述的步驟(7 )真空泵啟動前，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備或靜力壓樁設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?shù)鼗h(huán)境變化時進行重復固結(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，避免了真空負壓隨深度的損失；具有透水功能的土工織物過濾了土的細微顆粒進入空心管的同時又不影響排水效果；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)可以采用真空預壓或者堆載和真空預壓相結(jié)合的方式，實現(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利用，實現(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。圖中標號所表示的含義如下: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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖·，進一步說明本發(fā)明技術方案是如何具體實施的。(I)根據(jù)軟土地基特性選擇合適的硬質(zhì)空心管。當軟土層處理厚度小于IOm時，硬質(zhì)空心管可采用直徑IOOmm的鋼管或直徑150mm的PVC管；當軟土層處理度在10nT20m時，可采用直徑150mm的鋼管或直徑250mm的PVC管；當軟土層處理厚度大于20m時，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備，可以采用錘擊式打樁設備或采用靜力壓樁設備打入軟土地基中。(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)如果真空負壓力小于建筑物設計荷載或者需要更大壓力加速土體固結(jié)時，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)啟動真空泵，利用真空系統(tǒng)在硬質(zhì)空心管管體內(nèi)形成負壓，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，并通過地面的排水系統(tǒng)流走。(9) 土體固結(jié)達到預期結(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，也可將硬質(zhì)空心管留在地基中當?shù)鼗h(huán)境變化時進行重復固結(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)明的一個具體實施方式
，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、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
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)啟動真空泵，形成負壓，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)達到預期結(jié)果后，停止作業(yè)。
2.根據(jù)權利要求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備或靜力壓樁設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?shù)鼗h(huán)境變化時進行重復固結(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壓系統(tǒng)，啟動真空泵在硬質(zhì)管內(nèi)形成負壓，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壓損失的問題，而且頂部不需要設置密封膜和砂墊層，排水效果好，縮短了工期，且硬質(zhì)空心管可反復使用，節(jié)約成本，減少污染。
文檔編號E02D3/10GK103243703SQ20131013527
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權日2013年4月18日
發(fā)明者謝新宇, 韓冬冬 申請人:浙江大學寧波理工學院