一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法及系统，第一步，硬壳土层上表面从下至上依次铺设有下层土工布、中层不透气膜、上层土工布和砂垫层，上层土工布上表面铺设砂垫层；第二步，硬壳土层上插打长排水板和短排水板，在硬壳土层中的长排水板和直排式短排水板外表面均包裹有阻隔膜，砂垫层内嵌有水平排水管一和水平排水管二，水平排水管一和水平排水管二分别对应与长排水板和短排水板相连通，水平排水管一和水平排水管二分别对应的连接有真空泵一和真空泵二；第三步，分别开启真空泵二和真空泵一，并连续抽真空至达到设计要求。本发明专利技术设计合理，便于施工，减少了成本，大大降低了硬壳地层对地基处理的差异性。

【技术实现步骤摘要】
一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法及系统
本专利技术涉及岩土工程软土地基
，尤其涉及一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法及系统。
技术介绍
真空预压法是对高含水率软土地基进行排水固结处理，是十分成熟的软土地基工艺，在国内得到了广泛而成功的应用，其中真空负压随软土地基深度和不同渗透性能的土体快速衰减的特性，从而影响着处理深度和处理效果。经过大量国内试验和现场实测资料发现，不同渗透性能的材料使真空负压传播速率大为不同，表现为渗透性越差，真空度衰减速度越快，如淤泥＞淤泥质粉土＞粉质粘土＞袋装砂井＞塑料排水板，亦即塑料排水板的真空度损失最慢而在淤泥中损失最快，表层硬壳土层的真空度损失快于塑料排水板和低于淤泥土。在大范围的真空预压施工中，常会出现上层为渗透性能较好的天然或人工填土硬土层，下层为大厚度的淤泥或淤泥质土的二元结构状态，上、下层的渗透系数差在10-2～10-3cm/s以上，在新近吹填场地上先筑设施工道路和鱼塘养殖区吹填场地的众多塘埂范围均为此类状况。为了加固下覆淤泥或淤泥质土，往往采用真空预压进行排水固结处理。但处理结果发现，采用相同的真空预压参数和施工时间确有差别较大的施工沉降量，有施工道路或塘埂范围的施工沉降量远小于无施工道路或塘埂(上层硬壳土层)的区域，如在珠海、温州、深圳、宁波等地的真空预压处理软土地基时，20m厚的淤泥其沉降差可达1.2m以上。是什么原因产生这一现象？经认真研究发现，是上层硬壳土层因渗透性远小于上部砂垫层，真空负压在其中快速衰减，使下部淤泥在低真空度下排水固结造成的。这种因上层硬壳土层导致采用真空预压处理后的软土地基出现沉降差，影响软土地基处理的均匀性和处理效果，倘若后期二次处理，一方面会造成周期较长，另一方面也会提高成本，且现有的真空预压处理软土地基的方法远远不能够满足现代市场发展需求。综上所述，有必要对存在硬壳土层的真空预压处理方法及结构做出改进。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法及系统，其在软土层表面同一平面内真空压力基本一致，处理后软土地基沉降基本一致，从而使得软土地基处理之后更加平整，处理效果更加均匀，能够消除因表层硬壳土层带来的差异沉降问题。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法,包括如下步骤：第一步，在表层具有硬壳土层的软土地层先进行如下设置：硬壳土层上表面从下至上依次铺设有下层土工布、中层不透气膜和上层土工布，下层土工布、中层不透气膜和上层土工布的宽度均要大于硬壳土层宽度，上层土工布上表面铺设砂垫层；第二步，硬壳土层上插打直排式长排水板和直排式短排水板，所述在硬壳土层中的直排式长排水板和直排式短排水板外表面均包裹有阻隔膜，砂垫层内嵌有水平排水管一和水平排水管二，水平排水管一与直排式长排水板相连通，水平排水管二与直排式短排水板相连通，水平排水管一和水平排水管二分别对应的连接有真空泵一和真空泵二，砂垫层上表面从下至上依次铺设有土工布和真空膜，铺设土工布和真空膜起到作用密封，真空膜下埋设有真空表；第三步，开启真空泵二，当真空泵二中的真空压力达到50Kpa以上，即当真空膜中的真空压力达到50Kpa以上，再开启真空泵一，直至真空膜下压力达到80Kpa以上并连续抽真空至达到设计要求。本专利技术中通过分别开动真空泵二和真空泵一，通过下层土工布、中层不透气膜和上层土工布阻隔砂垫层中的真空负压进入到硬壳土层中，在硬壳土层中的直排式长排水板和直排式短排水板外表面均包裹有阻隔膜，包裹的阻隔膜阻隔真空负压进入硬壳土层中，其通过直排式短排水板传入软土地层中的真空负压因未被硬壳层土吸收删减而具有高真空度，加速排水固结的强度和深度，从而实现硬壳土层处和不具有硬壳土层的软土地层处的沉降差相均匀，硬壳土层处和不具有硬壳土层的软土地层处水平面相平齐。一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理系统，包括在局部具有硬壳土层的软土地层，硬壳土层上表面从下至上依次铺设有下层土工布、中层不透气膜和上层土工布，下层土工布、中层不透气膜和上层土工布的宽度均要大于硬壳土层宽度，上层土工布上表面铺设有砂垫层，硬壳土层上插打有直排式长排水板和直排式短排水板，所述在硬壳土层中的直排式长排水板和直排式短排水板外表面均包裹有阻隔膜，砂垫层内嵌有水平排水管一和水平排水管二，水平排水管一与直排式长排水板相连通，水平排水管二与直排式短排水板相连通，水平排水管一和水平排水管二分别对应的连接有真空泵一和真空泵二。所述硬壳土层之上铺设下层土工布、中层不透气膜和上层土工布，其宽度均比硬壳土层宽度至少外扩3m，所述中层不透气膜的厚度至少为0.3mm，所述上层土工布和下层土工布采用的规格型号不低于150g/m2，便于能够更好的阻隔砂垫层中的真空负压进入到硬壳土层中，能够真正起到阻隔式预压，有利于硬壳土层处和不具有硬壳土层的软土地层处在进行预压时真空压力均匀，沉降差基本一致。所述在硬壳土层中的直排式长排水板和直排式短排水板外表面均包裹有的阻隔膜亦可采用无滤孔的PU气管外套，PU气管外套和所述阻隔膜均应向下穿透硬壳土层至少0.5m以上，一方面可以采用阻隔膜进行包裹或缠绕方式，也还可以通过PU气管外套套在直排式长排水板和直排式短排水板外表面上，供选择方式多样，可选择的余地较大，另一方面PU气管外套和所述阻隔膜均应向下穿透硬壳土层至少0.5m以上也避免了通过直排式长排水板和直排式短排水板将砂垫层中的真空负压传给了硬壳土层，有利于实现了硬壳土层处和不具有硬壳土层的软土地层处的真空压力均匀，沉降差基本一致。所述直排式长排水板和直排式短排水板均为直排式塑料排水板，直排式短排水板下端面穿过硬壳土层下端面的长度为1m～2m，由于所述直排式长排水板和直排式短排水板在硬壳土层深度范围内表面包裹的阻隔膜，砂垫层中的含有的真空负压也不会随着直排式长排水板和直排式短排水板进入到硬壳土层中，直排式短排水板下端面穿过硬壳土层下端面的长度为1m～2m，其通过直排式短排水板进入到厚层的软土地层中的真空负压因未被硬壳土层吸收衰减而具有高真空度，从而加速了硬壳土层和硬壳土层下的软土地层排水固结的强度和深度。所述水平排水管一和水平排水管二分别为不同真空度的排水主管，在水平排水管一和水平排水管二的真空度下降过大和过快时提高真空度，从而实现硬壳土层处和不具有硬壳土层的软土地层处的真空压力和沉降差基本均匀。专利技术原理：本专利技术的阻隔式真空预压处理方法，其机理为不同的材料具有不同的渗透性能和对真空负压的吸收衰减能力不同，具上硬下软二元结构的真空预压地基土，按常规真空预压方式在砂垫层中抽气产生负压场后，负压沿渗透性好的塑料排水板和渗透性能差的硬壳土层向下传播，经吸收衰减后传入软土体内。位于塑料排水体周围的软土中的负压因排水板对负压的吸收衰减低而明显高于处于塑料排水板之间的软土中的负压真空度，因负压经硬壳土层传播时产生了较大真空度的衰减，从而产生了塑料排水板周围与塑料排水板之间的软土中的负压场差，导致在相同深度内的软土具有不同的负压真空度而形成不同的排水固结效果，加之软土的渗透性较低，真空度随深度加大快速下降，使塑料排水板之间的软土因硬壳土层吸收衰减后较低的真空度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，在表层具有硬壳土层的软土地层先进行如下设置：硬壳土层上表面从下至上依次铺设有下层土工布、中层不透气膜和上层土工布，下层土工布、中层不透气膜和上层土工布的宽度均要大于硬壳土层宽度，上层土工布上表面铺设砂垫层；第二步，硬壳土层上插打直排式长排水板和直排式短排水板，所述在硬壳土层中的直排式长排水板和直排式短排水板外表面均包裹有阻隔膜，砂垫层内嵌有水平排水管一和水平排水管二，水平排水管一与直排式长排水板相连通，水平排水管二与直排式短排水板相连通，水平排水管一和水平排水管二分别对应的连接有真空泵一和真空泵二，砂垫层上表面从下至上依次铺设有土工布和真空膜，真空膜下埋设有真空表；第三步，开启真空泵二，当真空泵二中的真空压力达到50Kpa以上，再开启真空泵一，直至真空膜下压力达到80Kpa以上并连续抽真空至达到设计要求。

【技术特征摘要】
1.一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，在表层具有硬壳土层的软土地层先进行如下设置：硬壳土层上表面从下至上依次铺设有下层土工布、中层不透气膜和上层土工布，下层土工布、中层不透气膜和上层土工布的宽度均要大于硬壳土层宽度，上层土工布上表面铺设砂垫层；第二步，硬壳土层上插打直排式长排水板和直排式短排水板，所述在硬壳土层中的直排式长排水板和直排式短排水板外表面均包裹有阻隔膜，砂垫层内嵌有水平排水管一和水平排水管二，水平排水管一与直排式长排水板相连通，水平排水管二与直排式短排水板相连通，水平排水管一和水平排水管二分别对应的连接有真空泵一和真空泵二，砂垫层上表面从下至上依次铺设有土工布和真空膜，真空膜下埋设有真空表；第三步，开启真空泵二，当真空泵二中的真空压力达到50Kpa以上，再开启真空泵一，直至真空膜下压力达到80Kpa以上并连续抽真空至达到设计要求。2.如权利要求1所述一种对表层硬壳土层的软土地阻隔式预压处理方法，其特征在于：所述硬壳土层之上铺设下层土工布、中层不透气膜和上层土工布，其宽度均比硬壳土层宽度至少外扩3m，所述中层不透气膜的厚度至少为0.3mm，所述上层土工布和下层土工布采用的规格型号不低于150g/m2。3.如权利要求1所述一种对表层硬壳土层的软土...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴价城，周琳，吴安琪，陈杰德，廖雄辉，
申请(专利权)人：杭州亿东岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33