[发明专利]一种真空预压处理软土地基的水平排水系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理软土地基的排水系统，尤其是一种真空预压处理软土地基的水平排水系统。

背景技术

在沿海新近围垦区内广泛分布海相沉积的软弱粘土层，这种土含水量高、压缩性大、强度低、透水性差。由于强度低，地基承载力和稳定性往往难以满足工程要求，而压缩性大、透水性差，在上部荷载长期作用下会产生相当大的沉降和沉降差，而且沉降过程延续时间长，可能影响到上部建筑的正常使用，因此，此类地基通常需要采取加固处理措施，而真空预压法就是处理软粘土地基的有效方法之一。

真空预压技术主要由排水系统和加压系统组成，排水系统由水平排水和垂直排水组成，其工作原理是：通过加压系统提供起固结作用的荷载，并通过排水系统改变地基原有排水边界条件和传递真空压力，增加孔隙水排出的途径，缩短排水距离，减少加固时间，该技术已被广泛应用于软土地基处理。目前真空预压水平排水垫层技术主要包含有砂垫层和无砂垫层两种，在砂源紧张的地区，多采用直排滤管作为水平排水通道的无砂垫层真空预压技术，也有采用排水盲沟代替的工程实例。但是，传统的水平排水系统凸显出两方面的问题：1、采用砂料作为排水垫层的材料来源紧张、成本高。水平排水系统采用砂垫层的，要求砂垫层厚度一般不小于40cm，且最好是中砂或粗砂，渗透系数不小于5×10^-3m³/s，对于大面积软基处理工程，所需中粗砂量较大，而在我国淤泥质海岸区砂资源紧缺，供需矛盾突出，价格成本高。2、采用无砂垫层真空预压，施工难度高，真空度损失大。由于淤泥质软土地区地基承载力低，施工机械无法直接进场施工，采用无砂垫层真空预压技术，人工作业费时费力，人工成本高；同时真空度损失加大，降低了预压固结效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有真空预压水平排水系统技术的不足，提供一种新型的水平排水系统。该水平排水系统原材料易得，价格便宜，摆脱了砂源的束缚，减低了工程造价和实施风险，施工工艺简单，且本发明透水性好，抽真空时以面荷载的形式传递真空度，效率高，效果好。

本发明采用的技术方案是：

一种真空预压处理软土地基的水平排水系统，包括排水滤管、排水垫层和防顶破层，所述的排水滤管埋设于排水垫层中，其特征在于：所述的排水垫层采用直径为10mm～30mm的级配碎石、卵石作为粗颗粒与直径为0.075mm～0.5mm的矿粉、中细砂作为细颗粒按1:1～1:1.5重度比例混合而成；所述的排水垫层的材料含泥量为5％～10％，渗透系数大于1×10^-4m³/s，排水垫层厚度为40cm～100cm；所述的排水垫层上部设置有防顶破层。

所述的防顶破层采用聚合物类土工合成材料。

本发明的有益效果是：

1、本发明与传统有砂垫层水平排水系统排水效果相当，解决了砂源缺乏地区施工成本高、施工质量难以达到使用要求等问题，降低了工程造价和实施风险。

2、本发明的排水垫层的原材料分布广泛，易于获取。

3、基于本发明的真空预压相对于无砂垫层真空预压，真空度损失较小，预压固结效果更好，且施工工艺简单。

附图说明

图1为本发明的断面结构示意图；

图中的标号说明：1-真空泵；2-真空密封系统；3-防顶破层；4-排水垫层；5-排水滤管；6-塑料排水插板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明一种真空预压处理软土地基的水平排水系统，包括排水滤管5、排水垫层4和防顶破层3，排水垫层4采用直径为10mm～30mm的级配碎石、卵石作为粗颗粒与直径为0.075mm～0.5mm的矿粉、中细砂作为细颗粒按1:1的重度比例混合而成；排水垫层4的材料含泥量为5％～10％，渗透系数大于1×10^-4m³/s，排水垫层4的厚度为40cm～100cm，排水垫层上部设置有400m²/s复合土工布作为防顶破层3。

排水垫层4事先按以上所述比例进行混合，混合后运至施工现场进行铺设平整，然后打设塑料排水插板6，同时在排水垫层4上人工开槽埋设排水滤管5，管槽挖深20cm左右，宽15cm～20cm，然后再在排水滤管5顶部覆盖垫层料，厚度不小于10cm，然后再在排水垫层表面铺设防顶破层3，最后再铺设真空密封系统2，完毕后即可采用真空泵1开始抽真空作业。