[发明专利]无排水砂垫层真空预压法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种大面积软地基处理方法，特别是一种无排水砂垫层真空预压法，属于大面积软地基处理方法的创新技术。

背景技术：

随着我国现代化进程的加快，在(沿海)城市建设的过程中，大量的软土地基需要处理，目前，使用较为广泛的软地基处理方法有以下三种：

1、真空预压法：该方法使用大气预压作为预压荷重，先在地面上铺设一层排水垫层，然后使用插板机按设计间距插设塑料排水板，再在其上覆盖一至两层不透气密封膜，然后使用真空泵抽气使透水材料中保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力、孔隙水逐渐被吸出从而达到预压效果。

但是传统真空预压软地基处理方法存在以下局限性：

(1)需要铺设排水砂垫层，一般需严格采用含泥量小于5％的中粗砂，一般情况下需铺设50cm左右，对于吹填或新近淤积的超软土以及水下真空预压，甚至需要铺设厚达100cm以上的垫层，铺设砂垫层价格昂贵，导致整个软地基处理工程投资大大增加。

(2)真空泵提供的真空度须通过透水的砂及砾石层传递到软土层中，真空度损失较大，要在抽真空一段时间之后才能在软土层中产生较高真空度，导致软土固结慢，且处理效果不佳。

(3)在垂直向排水系统施工完成之后，必须铺设多条主管和滤管，作为真空度的传递通道，耗费大量管材。

2、堆载预压法：通过在场地上堆填一定厚度的填土层来作为预压荷载，以达到加固下覆软土层的目的，但其土方工程量巨大，且处理时间长。

3、强夯法：该方法是反复将很重的锤(一般为10～40t)提到高处使其自由落下(落距一般为10～40m)给地基以振动和冲击，使地基压缩固结，从而提高地基的强度并降低其压缩性。强夯法应用广泛，但对于饱和度较高的粘性土，处理效果不佳，尤其是淤泥质土地基，处理效果更差。需联合排水固结法使用才能达到较好的处理效果。

4、桩基础法：例如粉喷桩，搅拌桩，石灰桩、振冲桩等桩基。这种处理方法施工造价高、施工工期长。

发明内容：

本发明的目的在于改进现有真空预压方法的不足，提供一种工期较短、真空度传递效果好，不需要使用砂垫层，节省施工材料，施工进度快，经济节约，加固效果好的无排水砂垫层真空预压法。本发明由于不必铺设排水砂层，可用于在水下进行作业。

本发明的目的是这样实现的：本发明无排水砂层真空预压法，包括有如下主要步骤：

1)在处理场地上按梅花桩型打设排水板；

2)布置取代以往真空预压施工中所使用的中粗砂垫层的水平方向的管式排水系统；

3)将管式排水系统的主管连接到抽真空装置上，铺膜后进行抽真空施工，满足卸载要求后卸载。

上述步骤2)中布置的水平方向的管式排水系统为钢丝弹簧管+管板连接器+排水板的铺设方式，或为软式弹簧透水管+圆环套箍(或直接绑扎)+排水板的铺设方式。

上述在地基设计承载力要求较高时，可选择在步骤1)前期增加填土和在步骤1)后期增加堆载联合真空预压施工，并在步骤3)卸载后进行分层碾压施工。

上述塑料排水板和钢丝弹簧管的连接使用管板连接器，管板连接器由高密聚乙烯塑料制成，一端为圆筒状，此端可通过三通连接装置与钢丝弹簧管相连接，另一端为扁平开口状，可容许三根塑料排水板插入其中。

上述管板连接器的圆筒端的通径和扁平开口端的尺寸依据三通接头通径以及排水板宽度和厚度确定。

上述塑料排水板和软式弹簧透水管的连接使用圆环套箍装置，圆环套箍装置为有一定的弹性的橡胶管，通径比软式弹簧管略大的一端套在软式弹簧管上，塑料排水板箍在软式弹簧透水管管壁上，并保证其连接的紧密性。

上述塑料排水板和软式弹簧透水管的连接使用直接绑扎法，将软式弹簧透水管相邻的两列塑料排水板以及与其同列的塑料排水板露出部分紧贴在软式弹簧透水管一侧；使用不透水胶带将塑料排水板紧紧缠绕在软式弹簧透水管上，并保证接触部分的密封性。

上述在场地设计承载力较高时，将相邻两列排水板再使用排水板搭接，与钢丝弹簧管或软式弹簧透水管一起形成网络状水平排水通道，网络状水平排水通道还具有架空密封膜，使膜下形成整体真空度。

上述塑料排水板的间距、钢丝弹簧管或软式弹簧透水管的间距以及真空泵数量根据地基处理设计承载力要求而调整。

上述水平方向管式排水系统中的钢丝弹簧管+管板连接器+排水板的铺设方式中，钢丝弹簧管和管板连接器在进场之前进行预连接，并绕制成方便运输的卷状。