[发明专利]一种水下真空预压系统及其施工方法

说明书

本发明公开了一种水下真空预压系统及其施工方法，该系统包括水下土体排水系统、密封系统及真空抽水系统，真空抽水系统包括位于水面以下的真空气水分离箱以及真空泵和抽水泵，真空气水分离箱具有一箱体，箱体上部设有进水口，箱体顶部设有抽气口，箱体底部设有抽水口，水平排水管路通过位于密封系统外的管路连接至真空气水分离箱的进水口，真空泵通过真空管连接抽气口，抽水泵通过水管连接抽水管。本发明将水下真空预压技术用于工程之中，采用了真空气水分离箱能够将水下土体中一起抽出的水与气体进行分离，有效实现出水和出气的两个通道，保证抽水泵和真空泵的高效运转及效率。

技术领域

本发明一种工艺技术及与该技术配套的装置，尤其是与水下真空预压或真空预压有关的工艺技术装置。

背景技术

自1953年我国引进真空预压技术至今，陆上真空预压方法已逐渐发展成为软土地基处理的有效手段之一，成熟的真空预压加固软土方法已广泛应用于水利、港口、公路等工程领域，取得了令人满意的效果，也带来了巨大的经济社会效益。

然而，加固海底软基的水下真空预压方法虽提出已久，但至今在实际工程中仍未取得过良好的效果。目前，水下真空预压所能应用的工程地段仅局限于潮间带内，涨潮时进行打设排水板的施工，落潮时进行铺膜密封等工作。这种施工方法，一方面是施工实际的选择上有一定的限制，需要等待涨潮和落潮发生；另一方面是工序比较复杂，打设排水板必须有水，船才能进行工作，而铺膜时又必须要求干环境。显然难以满足全程处于水下的工程项目的需求。

发明内容

本发明的第一目的旨在弥补现有技术的不足，提供一种能有效进行水下真空预压的系统，对于海底淤泥的地基处理加固可降低施工成本及缩短工期。

本发明的第一目的通过以下技术方案实现：一种水下真空预压系统，其特征在于包括：水下土体排水系统、密封系统及真空抽水系统，所述水下土体排水系统包括竖向排水板、水平排水管路、铺设于水平排水管路下方的垫底砂层及填充水平排水管路空隙并覆盖水平排水管路上表面的填充砂层，竖向排水板板头与水平排水管路相连，竖向排水板板体贯穿过垫底砂层延伸至待加固地基土体内的设计标高；所述密封系统包括覆盖于水平排水管路及填充砂层上方的密封膜，密封膜的周边被压实；所述真空抽水系统包括位于水面以下的真空气水分离箱以及真空泵和抽水泵，真空气水分离箱具有一箱体，箱体上部设有进水口，箱体顶部设有抽气口，箱体底部设有抽水口，水平排水管路通过位于密封系统外的管路连接至真空气水分离箱的进水口，真空泵通过真空管连接抽气口，抽水泵通过水管连接抽水管。

具体地来说，所述密封膜周边挖有凹槽，凹槽内填充有用袋装土压于密封膜上。

进一步地，所述密封膜上还承载有膜上水体。

具体来说，水平排水管路包括相互连通的纵向排水管及横向排水管。

优选地，所述纵向排水管为排水滤管，所述横向排水管为排水主管，排水主管采用柔性螺纹管，排水滤管和排水主管外均用无纺布包裹。

优选地，所述水下真空预压系统还包括用于监测并确保真空气水分离箱内水位低于其进水口的孔隙水压计，孔隙水压计埋设于真空膜下的土体中。

本发明的另一目的在于提供一种有效进行水下真空预压的施工方法，其通过以下技术方案实现：一种水下真空预压施工方法，其采用如上任一所述的水下真空预压系统并按如下步骤实施：

(1)打设竖向排水板、铺设水平排水管路、铺设砂垫层，连接好水下土体排水系统；

(2)铺设密封膜，周边压膜；

(3)连接真空抽水系统；

(4)启动抽真空设备，实时监控土体排水固结状态。

(5)当固结度达到设计要求时，停止抽真空。