双层复式真空预压吹填软土地基处理方法

摘要

本发明涉及沿海吹填软土地基处理技术，特别是涉及一种双层复式真空预压软土地基处理的方法，属于岩土工程领域。本发明利用双层软土处理，克服了以往单一真空预压技术处理深度不够以及膜下真空度随着深度递减的缺陷，增大了真空度沿深度的传递能效，以及设计密封式排水系统减少了膜下真空度的损失，使得软土地基处理深度大大增加，上半浅层软土进行真空预压处理方式，同时下半深层软土进行真空与堆载联合预压处理方式，弥补了深层由于传统方式排水困难固结效果差的现象。

说明书

技术领域

本发明涉及沿海吹填软土地基处理技术，特别是涉及一种双层复式真空预压软土地基 处理的方法，属于岩土工程领域。

背景技术

随着城市化建设规模的不断扩大，对外经济贸易的飞速增长，我国沿海港口城市进入 了一个全面发展的新时期，大规模围海造地、海涂围垦等工程竞相发展，成为了沿海开放 城市的一道亮丽风景线。沿海地区的造地工程均面临一个重要问题，即该类地区多为高含 水率、高压缩性的淤泥质粘土，需要一种高效、节能和环保的技术手段来处理，那么从二 十世纪八九十年代起，真空预压技术作为一种处理软弱土地基的新技术便应运而生，并在 几十年中不断发展和完善，就有了今天各种各样的真空预压处理技术；从单一真空预压技 术、到真空联合堆载、真空联合强夯、低位真空预压、深浅层结合真空预压以及真空联合 电渗等各种综合有效的工法，真空预压技术的发展历程见证了中国围海造地工程的伟大业 绩并推动了其迅速的发展。

经过工程实践发现，常规真空预压技术虽然是一种目前较为有效的吹填软土地基处理 技术，但是存在这较大的局限性。比方说，使用粗砂作为砂垫层提供排水路径以及常规纵 向透水管简单捆绑式连接排水板等，都会造成靠近土工膜土体处往深层土体内部真空度损 失较为严重，土体内部排水固结效果不好。而且对于处理深度较大15～20m的吹填软土地基， 传统处理方法难以照顾到深层土体，造成表硬内软的效果欠佳现象，如低位真空预压中的 上层土体是通过低位水平真空管来完成排水固结，达不到预期的加固效果，同时也延长了 加固周期。《吹填土地基双面真空预压施工工艺与加固效果研究》一文中，也需要铺设砂垫 层来作为底层软土地基的处理。专利申请号为200810153628的双层低位真空预压加固装置 及软土地基加固方法》中的真空管网并未严格采用密封处理，存在真空能量利用效率低， 容易造成真空度传递受阻。专利公开号为CN101235634A的双向真空预压吹填软土地基的 方法中将上层软土地基作为堆载对下层软土层进行真空预压联合加固中，真空管间的连接 都是脆性连接，接头容易造成脆性断裂，以致于真空预压中断。

故本发明提出一种新的双层复式真空预压软土地基处理技术，不仅保证了膜下真空度 的传递，节约了原有的垫层用砂，而且采用复式接头和手型接头对纵向排水及真空管进行 柔性密封连接，降低真空度沿程损失，将上层软土作为堆载结合覆水对较深软土进行真空 预压处理具有和浅层处理的同样效果，加快土体的固结，缩短施工工期，满足了工程实际 的应用需要。

发明内容

本发明涉及一种双层复式真空预压地基处理方法，该方法利用双层软土处理，克服了 以往单一真空预压技术处理深度不够以及膜下真空度随着深度递减的缺陷，增大了真空度 沿深度的传递能效，以及设计密封式排水系统减少了膜下真空度的损失，使得软土地基处 理深度大大增加，上半浅层软土进行真空预压处理方式，同时下半深层软土进行真空与堆 载联合预压处理方式，弥补了深层由于传统方式排水困难固结效果差的现象。

为了实现上述目的，本发明采用的方案中采用了双层复式处理手段以及密封式排水系 统。

本发明的技术解决方案包括以下步骤：

(1)在预处理场地周围打设围堰及密封墙，以保证真空预压过程中膜下真空度不会从土 体侧面损失；

(2)按设计填土标高一半值，在围堰内部吹填软土，在土体表层铺设两层隔离层：一层 土工织物一层土工布；按照设计的横向间隔在隔离层表面开口，打设塑料排水板，将30cm 左右长的土表排水板利用手型接头与排水及真空管相连，最后在表面覆盖一到两层HDPE 土工膜。

(3)首先开动真空泵进行初期抽真空，排出因施工时留下的膜内空气，以防上覆土体在 自重下压迫土工膜，待土工膜紧贴在土体表层时停止抽真空。

(4)继续在围堰内部吹填软土至设计标高，重复步骤(2)中所提到的施工方案，最后形成 了双层土体的排水板的打设，管道的连接以及隔离层的铺设。

(5)将上下两侧已完成的主排水及真空管道通出，接到真空泵上，将土中抽出的水灌入 围堰内，真空泵的数量依据处理场地的面积灵活设定，随后在保证覆盖土工膜无损的情况 下开动真空泵在土体达到设计固结度后，即结束施工。

本发明是在对传统真空预压处理技术改进的基础上提出的，具有显著优点：(1)增大了 真空预压的处理深度，传统的处理方法只能进行浅层处理，深层处理的效果不明显，会出 现表硬内软的现象。而在本发明中涉及的双层复式真空预压处理方法，对浅层土进行传统 抽真空结合覆水处理，而对深层土体则同时进行覆水真空预压堆载联合预压进行地基处理， 避免了传统方法中深层土体处理效果欠佳的后果。(2)使用密封式排水系统可以避免传统工 艺中垫层中粗砂的使用，大大节约了资源，同时确保了土体内部真空度传递。(3)本发明使 用的密封式排水系统是将横向塑料排水板与纵向排水及真空管通过手型接头连接，并以塑 料薄膜缠绕管口接头处，以确保管线的密封性。

采用双层复式真空预压处理技术对于深度15～20m的吹填软土处理具有和浅层处理一 样的效果。本发明主要应用于沿海港口城市、铁路、机场等大型重点建设项目的吹填软土 地基处理，满足了工程实际的要求。

附图说明

图1——本发明双层复式真空预压地基处理方法剖面图。

图2——本发明双层复式真空预压地基处理方法俯视图。

图3——本发明所使用的密封式管道2接头。

图4——本发明所使用的密封式排水板与管道接头。

具体实施方式

结合附图1，本发明的双层复式真空预压处理吹填软土地基的施工步骤为：

(1)在软土吹填开始之前，首先在待处理场地周围修筑围堰1，以及打设密封墙2，确 保后期的施工过程中空气不会从土体周围进入场地，确保膜下真空度。

(2)按设计标高值的一半，在围堰1内部进行软土7吹填工作，随后在上面分别覆盖上 一层土工织物及土工布3作为隔离层，以保护排水系统与土体分离；按排水板横向间距设 计值，在已铺设的隔离层上开口，进行塑料排水板4的打设工作。

(3)随后进入施工的一个重要环节，30cm左右长的土表塑料排水板与钢丝波纹排水及 真空管5相连，使用手型管板接头，接头处使用密封材料进行气密性保证，以及防止脆性 断裂。然后在已铺设的管道上方按实际情况铺设一到两层HDPE土工膜6，使得整个施工过 程在密封条件下进行，确保工程质量。

(4)待下半层排水系统及密封系统搭建完成后，开动真空泵8进行初期抽真空，排除因 施工产生的膜内空气，以防上层土体在自重作用下压迫土工膜；当土工膜紧贴土体后即可 停止真空泵。

(5)继续在围堰内部吹填软土至设计标高，重复步骤(2)～(3)中所提到的施工步骤，最后 完成双层复式软土排水系统的连接以及密封隔离层铺设的工作。

(6)将上下两侧已完成的主排水及真空管道通出，接到真空泵8上，随后在保证覆盖土 工膜无损并一般情况下应控制膜下真空度达到80～100kPa，便可以开动真空泵进行抽真空， 将土中抽出的水灌入围堰内，在土体达到设计固结度后，施工便完成。

图2所示为本发明的横向排水板与排水及真空管之间的连接方式图，两者通过设计的 手型接头进行连接，确保排水系统的密封性。

图3、图4所示为本发明的排水及真空管道之间的螺纹接头以及塑料排水板与管道之 间的手型接头，加以粘合材料确保气密性。

本发明的保护范围并不仅仅局限于本实施方案的描述。