[发明专利]利用抽真空技术加固沙性土并改良其工程特性的方法

说明书

利用抽真空技术加固沙性土并改良其工程特性的方法：先对沙性土建筑物基础采用土工布保护的双层塑料密封膜或联合沥青封底的密封结构进行密封处理；在底部封底结构上布设抽真空主滤管路系统；填筑沙性土，至设计高程后用土工布进行包裹，再用与封底密封连接好的双层塑料密封膜密封包裹；在顶部布置安装注浆管，注浆管采用出膜密封装置引出并临时封闭管口；连接抽真空设备进行抽真空压缩加固处理；将顶部注浆管接入注浆管路，保持真空状态下将浆液注入建筑物孔隙内，加固过程通过监测和检测数据评估注浆改良效果。本发明能够实现不良沙性土在工程建设中的应用，解决了中国沙漠和沙土地区工程建设当地建筑材料缺乏的难题。

技术领域

本发明属于土木工程、水利工程和交通工程等领域，具体涉及一种利用抽真空技术加固改良沙性土的新方法。

背景技术

在中国西北、华北和东北地区，包括新疆、内蒙古、青海、宁夏、甘肃、陕西、黑龙江、辽宁和吉林等地，分布有众多沙漠、戈壁和沙地，其组成物质主要为风积沙，风积沙具有粒径较细且均匀、级配不良、粉粘粒含量低、含水率低、渗透系数大等特殊工程性质，风积沙内的水分以向下渗透和表面蒸发的方式散失。由于这些地区采用当地风积沙作为天然建筑及填筑材料存在上述不良特性，且自然条件恶劣，以往被认为不适合开展工程建设项目，其工程应用成功范例寥寥无几。

风积沙作为典型沙性土，是干旱、半干旱沙漠气候环境下形成的一种特殊地质材料，也是沙漠地区分布广泛、储量丰富、取材方便的廉价工程材料。但风积沙结构松散、粘粒含量低、粘聚性差、稳定性差、压缩特性差，采用常规施工碾压后难以碾压密实、承载力低、强度差，碾压后无结构性，难以长期保持碾压后的密实水平。因此在沙漠地区直接利用风积沙等沙性土作为建筑材料开展工程建设难度大、成本高，难以保证工程质量。由于风积沙作为建设材料自身的工程特性，已开展的一些在建工程在工程质量、进度和造价等方面存在不同程度的问题。如目前中国西北地区在建的某输水工程，采用风积沙建设渠堤，当地可利用的风积沙在强度、渗透性、保水性、砂粒间粘结性等方面不能满足正常填筑施工要求，严重影响工程的正常建设。首先，该工程地处新疆地区，风积沙级配不良较为严重，且渠堤填筑施工多在高温干燥的夏秋季节进行，摊铺沙层和碾压后的沙层均失水较快，难以满足最优含水率和压实系数的压实要求，填筑质量也难以满足设计要求，渠堤的稳定安全和渠道的运行安全难以得到有效保障；其次该工程位于高地震烈度区，地震作用对压实度差的风积沙渠堤安全将产生严重不良影响；再次，由于填筑施工中风积沙砂层失水较快，上层摊铺前已完成碾压的下层砂呈现明显失水松散状态，无法满足运输上料重载工程车正常作业的要求，导致上料困难，严重影响渠堤的填筑施工。

随着中国社会经济的发展以及“一带一路”和西部大开发战略的实施，越来越多具有战略意义和关系国计民生的重大工程和基础建设项目包括沙漠公路、输气管道、输水渠道、水工建筑物和输变电线路正在规划和建设中，中国西北、华北地区的大型油气田开发及其配套化产业工程、西气东输工程、西电东送工程、长距离引调水工程、河流治理工程、西部高速公（铁）路网工程、通讯和航天航空工程均需在沙漠和沙性土中大量开展。展望未来，中国在沙漠和沙化地区进行工程建设会越来越多，而风积沙具有分布广泛、储量丰富、取材方便的特点，是沙漠和沙化地区最丰富和最廉价的建筑材料，具有成为该类地区工程建设中重要基础材料的可行性。因此提出一种能够对沙漠和沙化地区风积沙等沙性土进行加固改良的新方法，从而降低施工难度并提升加固后风积沙等沙性土建筑材料的长期可靠性，改善其物理特性，提升其力学性质，使其在不同特性的工程建设项目中均能得到较好的应用。新方法将会产生良好的质量效益、经济效益和社会效益，对服务于中国“一带一路”和西部大开发战略实施具有重要的意义。但是现有技术中尚未有这类技术方案公开。目前现有技术中的各种方案都很难满足这类工程的需要。

发明内容