[实用新型]一种应用于深层饱和软土地基的复合动力排水固结系统

说明书

技术领域

本新型属于土木工程建筑技术领域，更具体是涉及一种应用于深层饱和软土地基的排水固结系统，主要适用于沿海地区地下水位较高的深层饱和软土地基的排水固结处理。

背景技术

饱和软土地基主要分布在我国东部沿江沿海地区，具有抗剪强度低、压缩性大、孔隙比大、含水量高、流变性强等特点，随着我国沿江沿海地区港口、交通以及城市建设的迅速发展，结合施工及使用过程中暴露出来的地基处理问题，我国《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）、《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）等都对软土地基处理工程的承载力和沉降变形提出了新的要求。对原位地基进行加固处理以改善地基的工程特性是当前研究应用的主要趋势，具体原位地基处理技术包括真空预压法、强夯法、CFG桩等，但上述单一的软基处理方法或者提高软土地基承载力有限、或者对于软土地基的实际加固深度不能满足设计要求，或者施工成本过高，均不能较好的解决具有深层软弱下卧层的饱和软土地基加固处理问题，因此寻求一种地基处理效果良好、施工工期短、综合成本不高、适用于深层饱和软土地基的排水固结方法已经成为岩土工程领域技术人员急需解决的重要课题。

发明内容

为解决现有深层饱和软土地基处理技术结构的不足，本新型提供一种复合动力排水固结系统，在显著改善地基承载力同时，集强排水、强挤密、高动能、超压强等效应于一体，能够有效控制饱和软土地基的工后沉降、降低工程造价、缩短施工工期，同时地基处理深度深，地基加固效果好、环保效应明显（减少了振动、噪音、空气污染等），降低了后期维护费用，此外，施工中大量使用工业废料作为回填料，也适应了我国的节能政策。

本新型提供的复合动力排水固结系统包括三个部分，分别是：真空竖井排水系统、地基复合固结系统和满夯碾压系统。

其中真空竖井排水系统由真空排水井以及抽真空设备组成，真空排水井由深层真空排水井和浅层真空排水井按横纵两个方向相间排列组成，其中深层真空排水井是指埋入深度抵达深层软土下卧层的真空排水井，在本新型中，深层真空排水井埋入深度不超过20m，其由深层真空排水井护壁、深层真空排水井PVC真空管、工业废料填料、封口细砂构成；浅层真空排水井是指埋入深度未抵达深层软土下卧层的真空排水井，在本新型中，浅层真空排水井埋入深度不超过10m，由浅层真空排水井护壁、浅层真空排水井PVC真空管、工业废料填料、封口细砂构成。

上述的封口细砂的厚度以50cm为最优，两种真空排水井的外径D₁相同约为0.3~0.5m，相邻两个真空排水井间的间距为8D₁~10D₁，两种真空排水井护壁均为渗水性材料，两种真空排水井的PVC真空管比两种真空排水井的埋入深度大至少1m，上述的抽真空设备在两种真空排水井布置完毕后，通过水平向集水总管与两种真空排水井的PVC真空管相连，对真空排水井进行抽气排水作业，真空度大于85kPa。

其中地基复合固结系统由与真空排水井“隔行错位”布置的强夯井以及强夯设备组成，所述强夯设备为脱钩落下的锥形夯锤，锥形夯锤横向直径D₂为0.3~0.6m，长度为2-5m，强夯井的井径D₃大于锥形夯锤的横向直径D₂，在0.5~1m之间，其埋入深度最少要抵达深层软土下卧层，但不得超过深层真空排水井的深度。作业时，通过分层回填工业废渣然后分层夯实的方式，与强夯井中夯扩至井顶设计标高。

上述的满夯碾压系统为上述的排水和夯实作业结束后，拔出PVC真空管，清理真空排水井点降水系统后，对地基处理范围内的地基进行的满夯处理，以及满夯结束用振动压路机对地基土进行碾压密实的作业。

本新型取得的有益效果有：

1、强夯井中能够实现通过分层回填分层夯实实现对井内土体置换，并同井间土体共同形成复合地基，对饱和软土地基实现复合排水加固。

2、夯击过程能够实现通过夯锤夯扩地基土体产生的高夯击能加速土中弱结合水向自由水转化，并通过真空排水井的排水系统排出，实现地基土体排水固结。

3、真空排水井在排水过程中不需要水平砂垫层，一次拔管即可完成整个排水过程，而井点内初始回填工业废料，拔管后进行夯密处理，响应国家节能号召可以实现对地基原土进行置换。

4、真空排水井护壁对回填废料存在“围箍”作用，形成的复合地基排水加固效果显著，同时可对PVC真空管起到保护作用。