[发明专利]一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种密闭直抽分段式真空预压地基处理方法，主要适用于软土、超软土地基或污泥的排水处理，属于岩土工程领域。

背景技术

自从上世纪八十年代真空预压技术的提出与应用，经过不断的改进与发展，真空预压技术已成为软土地基处理最为有效的方法之一。在本发明之前，已产生了无砂垫层技术、直排式真空预压技术、增压真空预压技术、长短板联合真空预压技术等工法，为真空预压技术的大规模工程应用奠定了基础。

真空预压加固软土地基的作用效果体现在土工密封膜膜下真空度的提高与竖向塑料排水板中真空度的提高两个方面。土体在膜下真空度的作用下，类似于受到堆载预压提供的一个竖向作用压力，将土体中的水沿竖向排水体及土体孔隙压出；土体在竖向塑料排水板中的真空度作用下，类似插入水井中的抽水管，将竖向塑料排水板沿程周边土体中的水通过传递真空度的方法吸入排水板并沿排水路径排出。但现有真空预压技术中插入土体的竖向塑料排水板与土体表面上铺设的滤管采用绑扎的方式连接进而组成横向排水系统，抽真空过程中膜下真空度可以很快提高到一定高度，有利用真空预压硬壳层的形成，但由于横向排水系统与竖向排水体连接的非密闭性将导致真空度向竖向塑料排水板中传递的低效，导致竖向塑料排水板中真空度低，进而造成深层土体中的水难以排出，直接造成真空预压处理深度有限、深层土体无法处理。专利CN1667203A中介绍了一种用于地基处理的轻筒、轻筒复合地基及轻筒复合地基法，文中描述了其作为复合地基处理方法进行多种施工操作加固地基的过程，其中提到了利用轻筒真空联合堆载预压复合地基法，在堆载预压复合地基的基础上增加抽真空措施，但其抽水气部分与真空预压法存在巨大差异，在现实工程中其抽水气的作用也难以实现，其加固效果得以实现的核心实际上来自其复合地基的功效。专利中描述了其通过深埋土下的轻筒抽水气，而不需对土体进行表面密封，专利中也描述了由于轻筒内的排水通道畅通无阻，通过将轻筒与水平排水支管相连，对深埋土中的轻简直接抽水气以达到真空度传递快、影响深度大等效果。但该种轻筒的构造在排水固结方面更类似于井点降水法中加粗了的井点管，其内外层的构造形式与巨大的筒径无法满足在抽真空过程中在空心轻筒中形成巨大的真空度，也就产生不了足够的“吸力”抽取水气。该方法在本质上与真空预压法中袋装沙井存在一定的区别，与真空预压法普遍采用的塑料排水板作为竖向排水体则差异更大，虽具备了竖向排水体中一定的密闭性，但工程实际中抽真空部分难以实现，实现不了真空预压排水的作用，不属于真空预压法。轻筒表层排水孔无滤膜反滤易于淤堵，且该轻筒的构造形式在深层土体中的打设密闭也存在一定难度，不适于高含水率软粘土的排水固结。

当针对需要采用长短板联合应用进行预处理垫层施工的真空预压地基处理项目时，现有真空预压技术利用首先插设短板的方法实现浅层土体的加固处理以形成硬壳层进而满足机械进场的承载力要求，之后再打设长板对深层土体进行加固。上述打设的长板在事先打设的短板高度范围内仍然对浅层土体进行了真空加固(真空度向浅层土体传递从而造成真空度损耗)，但浅层土体事先已通过短板加固达到了处理要求，且由于后续基础承台的施工，部分高度的浅层土体还将会被挖除，这就造成了长板施工过程中的巨大浪费。如果能将长板中短板高度范围内的沿程真空度传递到深层土体而不是浪费在浅层土体，不仅将节约大量能源也将提高深层土体的处理效果。

针对直排式真空预压法、采用密封接头与不透气密封钢丝水管连接的密闭直抽式真空预压法、土中塑料排水板浅层段采用密封钢丝水管代替的分段密闭直抽式真空预压法所开展的三组室内模型试验证明了上述论述。试验结果显示，三种方法膜下真空度均可以达到80～85kPa，但直排式真空预压法塑料排水板底部真空度只有10kPa，并逐渐衰减；采用密封接头与不透气密封钢丝水管连接的密闭直抽式真空预压法的塑料排水板底部真空度可以达到25kPa，衰减较慢；土中塑料排水板浅层段采用密封钢丝水管代替的分段密闭直抽式真空预压法，其塑料排水板底部真空度接近40kPa，底部真空度较高且衰减后仍可维持在25～30kPa。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，实现一种密闭直抽分段式的真空预压处理方法，达到将真空度高效传递至深层土体的目的，起到有效处理深层土体的作用。

本发明的技术方案是：

本方法涉及一种密闭直抽分段式真空预压方法，该方法克服了常规真空预压中膜下真空度高但竖向塑料排水板中真空度传递效率低的问题；在长短板联合应用的真空预压地基处理中，该方法克服了长板在浅层土体内的真空度损失，有利于深层土体的加固处理。