[发明专利]一种透水桩联合真空预压地基处理方法

说明书

 

技术领域

本发明提出了一种利用透水桩联合真空预压处理地基的方法，属于土木工程领域。

背景技术

近几年来，出现了大量的软弱地基工程，地基处理一般用塑料排水板—真空预压法，即先插排水板再进行真空预压，但是，该法存在施工过程中塑料排水板易堵塞、工后地基承载力不够等问题；或者用塑料排水板—堆载预压法进行处理，即先插排水板再进行堆载预压，但是，该法存在施工质量难以控制、远途运输堆载料成本高、工程周期长等问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺点，本发明提出一种利用透水桩联合真空预压处理地基的新型地基处理方法，结合透水桩复合地基和真空预压法的优点，使处理过后的软弱地基既具有高的承载能力和透水能力，又降低了工后沉降，而且提高施工效率，地基处理效果明显。

本发明采用的技术方案如下：

一种透水桩联合真空预压地基处理方法：

步骤（1）将透水桩制好，桩体为中空管桩，带有桩帽，桩帽透水透气；

步骤（2）将地基的处理区域分块，相邻多个单块组成一个区，进行真空预压时各块同步施工，各区之间实行流水作业；

步骤（3）将预制好的透水桩打入预压区地基内，先不盖桩帽，用土工布盖好；在预压区内满铺砂垫层；将砂垫层分层铺设，其间夹设土工格栅；

步骤（4）布置真空管网；在砂垫层上布设真空管网，且就地挖沟将真空管网的管节全部埋入砂层中，并通过出膜器将真空管网与真空排水泵连接；

步骤 （5）将密封膜分次铺设在平整好的砂垫层表面，密封膜上下设无纺土工布加以保护；

步骤（6）在铺设好密封膜的区域四周挖设密封沟；密封沟主要起着周边密封作用，将密封膜膜边沿密封沟内壁垂直插入软土和平铺于沟底，用黏土或淤泥回填，并进行压实；

步骤（7）待密封沟压实加固后开始抽真空，保持膜下真空度75KPa以上，连续抽真空3～4个月，地基平均固结度可达80%以上，盖好桩帽。

所述的步骤（1）中桩体强度为15MPa～30MPa，渗透系数为0.01mm/s～5.4mm/s，桩径取350～600mm，桩壁厚度取100～200mm，桩体长度为10 m～20 m。

所述的步骤（2）每块按3×104 m²～4×104 m²进行分割，相邻6～8个单块组成一个区。

所述的步骤（3）中将预制好的透水桩打入预压区地基内，其间距为1.2～1.5 m。

所述的步骤（3）中砂垫层的厚度为50 cm～80 cm，其中，粗砂（含泥量≤ 3%）为主。

所述的步骤（4）中管网包括主管和支滤管，所述的主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用网丝胶管连接，端头管设置封堵。

所述的主管和支滤管选用PVC塑料管材，主管管径为70 mm～90 mm，壁厚为2.4 mm～3.5 mm，支滤管管径50 mm～60 mm，壁厚为2.0 mm～2.5 mm，且外裹反滤材料(如无纺土工布布套)。

所述的步骤（5）中密封膜材料为密封性和韧性好、抗穿透能力和抗老化能力强的聚氯乙烯土工膜，密封膜设2层～3层。

所述的步骤（6）所述的密封沟的深度为2～3 m。

所述的桩径是指桩体的直径。主管管径是指主管直径。支滤管管径是指支滤管直径。

    本发明的工作原理如下：

（1）真空预压的加固机理是在外加荷载不变的情况下，通过抽真空对加固区域密封膜下的土体施加流体压力(负压)，并通过能够传递流体压力的孔隙介质，在较短的时间内将其作用和影响由近及远地向距边界较远的部位延伸，逐步建立起新的动平衡。在形成动态平衡的过程中，土体较快的固结。即通过在软土地基上铺设砂垫层，并设置竖向排水通道（砂井或塑料排水板），再在其上覆盖不透气的薄膜形成一密封层，然后用真空泵抽气，使排水通道保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，孔隙水逐渐被吸出，从而使土体达到固结。

（2）透水桩具有良好的透水性能，渗透系数较大，排水速度快，可作为竖向排水体打入软土地基形成排水通道，快速排出地基在施工过程及工后沉降过程中产生的孔隙水，从而消散超静空隙水压力。透水性桩不仅透水性强，而且强度和刚度高，这使得上覆荷载在桩体中力的传递和地基的排水固结过程耦合在一起，相互促进，既加快了地基固结速度，减小了工后沉降，又提高了地基承载力。