真空联合堆载预压加固软土地基法制造技术

本发明专利技术充分利用抽真空产生的真空压力取代一部分堆荷，使与堆载产生的附加压力相叠加，获得真空法所不及的较大预压荷重和加固效果。在真空负压作用下，加固区土体向内呈收缩趋势，联合堆载时，加荷速率可相应加快。采用密封膜的防护措施可直接用机械施工，在整个施工过程都能保持稳定的较高真空压力。本法密封性好，真空度高，设备简单，施工方便，加固效果好，工期短，造价低，能很好地应用于各种实际工程。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种加固软土地基的方法。利用真空预压加固软土地基是一种经济有效的方法。然而，该法所能形成的最大预压荷重不会超过90KPA，只适用于像一般货场、低层工业与民用建筑等对地基承载力要求不太高的地基工程;对于荷载较大、承载力要求较高的地基，如矿建码头、机场或较高层建筑等地基加固时，单靠真空预压法则无法满足要求。如果采用常规的堆载法，虽然能使预压荷载超过90KPA，地基承载力也能达到设计要求。但是工程量大、造价高、工期长、施工困难，遇有特别软弱地基，若不控制加荷速率，还会引起加固区土体侧向挤出破坏。本专利技术的目的在于提供一种不但可获得较高的预压荷载，而且工期短、造价低、施工方便，适用于大面积软土地基的加固方法。本专利技术的主要特征在于加固地基的预压荷重是以抽真空产生的真空压力取代一部分堆载预压荷重，使堆荷高度降低而便于施工。另在加固过程中，由于真空负压作用下使加固区土体向内呈收缩趋势，不但可立即施加堆荷，而且堆载部分的加荷速率也可相应加快。此外，本专利技术在抽真空部分采用了射流泵和离心泵组合而成的抽真空装置，以及对密封膜采取了保护措施，可直接用堆土机械进行施工，使在堆荷过程和整个加固过程的真空压力都能保持在80KPA以上。本专利技术的具体技术解决方案如下首先对软土地基进行真空预压施工，即在软基内打设垂直排水通道，它可以是袋装砂井和/或排水塑料板;在软基上铺设水平排水通道，它可以是砂垫层;在该水平排水通道内埋设排水滤管，它可以是钢管、塑料管和/或排水塑料板。上述水平排水通道和排水滤管也可以用二层土工织物中间夹有相隔一定间距的排水塑料板代替。当被加固地基标高不够而需要上部堆载预压材料作为地基的一部分时，在满足设计要求的情况下，也可取消前述排水滤管，而只将与出膜装置相连的一段滤管插入砂垫层，以节省工程费用，当水平排水通道为砂垫层时，需先在其上铺设一层或一层以上编织物，然后再覆盖1至3层密封膜，它可以是聚氯乙烯和/或聚乙烯以及其它材料制成的薄膜。为了能获得较高的真空度，可采用射流泵和离心泵组合而成的抽真空装置，它通过膜上管道与所述的出膜装置连通，膜上管道可以是钢管或在其中连接一段弹簧胶管，接着开始铺设膜上防护层，即在膜上覆盖一层或一层以上土工织物或/和一层或一层以上的编织物，必要时还可再加铺一层砂垫层，其中编织物可以是聚丙烯编织布，土工织物可以是涤纶无纺布。为了节省工程费用，膜的防护层还可采用密封膜上铺一层素土，这里最好在土层上部和/或下部各铺一层或一层以上编织物，然后开始抽真空，同时在膜上覆盖液层，液层可以是水;待膜下真空度达到规定要求时，便可进行边抽真空边堆载施工。如果遇到超软地基时，可先抽真空一段时间，然后控制一定加荷速率逐级进行堆载施工。因为铺设了上述密封膜的防护层，故可选用容重较大的预压材料，利用人力或堆土机械直接进行施工。当工程中遇到已加固地区某一部分的地基要求进一步消除残余变形或提高承载力，而用真空法受荷载限制无法满足工程要求，用堆载法又因堆荷过高施工困难时，采用本法以抽真空取代一部分堆荷，可大大降低堆载高度，使在抽真空的同时进行堆载施工，在堆载不太大的情况下无需控制加荷速率。本专利技术的优点在于抽真空产生的真空压力取代一部分或大部分堆载，和由堆载产生的附加压力共同作用于地基，使地基土中孔隙水随着孔隙水压力的迅速降低或消散过程而加速排出固结。故使本专利技术能获得较高的预压荷载。既可进一步提高真空法所不及的加固效果，又可降低堆荷高度减少堆载法的工程量，充分利用抽真空时形成的负压，使地基土中孔隙水压力迅速降低，加固区土体向内呈收缩趋势，以利于联合堆载时，预压荷重可迅速施加而不会引起土体侧向挤出破坏。故本专利技术既适用于一般软粘土地基更适用于超软地基。加固时可使整个加固区沉降均匀。本专利技术的最大优点还在于采用密封膜的防护措施，可直接用堆土机等机械进行施工。不仅大大加快施工进度，而且在堆荷过程和整个加固过程都能保持稳定的较高的真空压力。与单一堆载法相比，不需大量堆载材料，可解决供料困难、运输紧张的矛盾。试验结果表明达到相同加固效果时，使用本法不仅缩短工期、便于施工，还可降低工程造价三分之一。本专利技术的实施例如图1所示。某工程软土地基已进行了真空预压加固，在加固土体①中已打设袋装砂井②和在砂井顶部铺设厚约30厘米的砂垫层③，然后在此基础上进行一次面积为2464m2的真空联合堆载加固法的试验。首先在加固区的砂垫层内埋入水平排水滤管④在加固区四周开挖0.8米深的沟槽⑤，另在砂垫层上先铺一层聚丙烯编织布⑥，然后铺设三层厚度为0.1和0.2毫米的聚氯乙烯和聚乙烯薄膜⑦，薄膜周边放入沟槽内，再在薄膜上铺设一层涤纶无纺布⑧，将挖出的粘土回填沟槽并高出地面形成围堰(11);同时，排水滤管通过出膜装置(12)伸出薄膜与膜外管道(13)、射流泵(14)和离心水泵(15)组合而成的抽真空装置相接;试抽气时在围堰内膜上覆水⑨，待膜下真空度达到600MMHG以上时，便开始边抽真空边堆载施工，堆载荷重为55KPA，采用山皮土⑩作预压料分二级连续施加，第一级为30KPA，第二级为25KPA。施工时采用推土机、装载机和自卸汽车，按规定路线由外向内逐步推进。堆载过程不停地抽真空，始终保持膜下真空度恒定在610MMHG相当于80KPA等效荷重，再联合堆载55KPA即预压荷重可达135KPA，经过98天真空联合堆载预压使加固区中心点沉降由前期真空预压加固的77.7厘米增加到131.2厘米，此时砂井范围的固结度已达86%以上，地基承载力达200KPA。经过实载检验，可知真空联合堆载加固后的地基，从工程效果上证明了真空压力与堆荷引起的附加压力两者可以叠加，从而达到了预期的工程技术指标。附图说明图1是真空联合堆载加固软土地基法示意图。 图2是密封膜的保护层放大示意图。 附图标记(1)软土地基 (9)膜上覆水(2)裁装砂井 (10)山皮土(3)砂垫层 (11)土围堰(4)排水滤管 (12)出膜装置(5)沟槽 (13)膜外管道(6)编织布 (14)射流泵(7)密封薄膜 (15)离心水泵(8)涤纶无纺布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空联合堆载预压加固软土地基法，首先对软土地基进行真空预压施工，即在软土地基内打设垂直排水通道，在软土地基上铺设水平排水通道，其内设有水平排水滤管，其上覆盖密封膜，把射流泵和离心泵组合而成的抽真空装置通过膜上管道与出膜装置连通；接着铺设膜上防护层；然后开始抽真空，待膜下真空度达到规定要求经过一段时间以后进行逐级堆载施工。

【技术特征摘要】
1.一种真空联合堆载预压加固软土地基法，首先对软土地基进行真空预压施工，即在软土地基内打设垂直排水通道，在软土地基上铺设水平排水通道，其内设有水平排水滤管，其上覆盖密封膜，把射流泵和离心泵组合而成的抽真空装置通过膜上管道与出膜装置连通；接着铺设膜上防护层；然后开始抽真空，待膜下真空度达到规定要求经过一段时间以后进行逐级堆载施工。2.根据权利要求1所述的方法，所说的膜上防护层是一层或一层以上的土工织物和/或一层或一层以上的编织物。3.根据权利要求2所述的方法，在所说的土工织物和/或编织物上再铺设一层砂垫层。4.根据权利要求1所述的方法，所说的膜上防护层是一层素土。5.根据权利要求4所述的方法，所说的素土层上部和/或下部铺一层或一层以上编织物。6.根据权利要求1、2、4所述的方法，所说密封膜采用聚乙烯和/或聚氯乙烯塑料薄膜1至3层，在膜上覆盖液层。7.根据权利要求1、2、4所述的方法，所说的水平排水通道采用砂垫层，将与出膜装置相连是一段滤管插入砂垫层。8.根据权利要求1、2、4所述的方法，所说的水平排水通道采用砂垫层，先在其上铺设一层或一层以上编织物，然后再覆盖1至3层密封膜。9.根据权利要求1、2、4所述的方法，所说的堆载采用山皮土预压材料并进行堆载施工。10.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐羿生，叶柏荣，矫德全，高志义，杨玉玺，蔡蓉，
申请(专利权)人：交通部第一航务工程局科学研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]