[发明专利]一种解决真空预压无砂排水垫层中水平方向排水堵管的方法

说明书

本发明公开了一种解决真空预压无砂排水垫层中水平方向排水堵管的方法，包括以下步骤：在软弱地基上采用常规方法进行射流泵、水平和竖向排水体等等各工序施工，射流泵之间的主滤管通过调节阀、截止阀和水箱、射流泵连接，调节阀处设真空表，在主滤管上分段设置流量仪、真空表。在正式抽气阶段，对流量仪、真空表的异常读数进行观测对比，大致判断出堵管的区域，通过调节阀对真空度进行调节，使堵管处的汽水泥混合物可以有相反或相向的运动，推迟或解决了泥土颗粒的聚集。思路简单明确，在处理堵管同时，不用停泵排障又保证了其他区域射流泵的正常开启，保证了施工质量，高效经济，环保节能省工期。

技术领域

本发明涉及地基处理工程技术领域。

背景技术

在疏浚吹填的地基处理施工中，土体的含水率高低决定吹填地基承载力的大小。前期含水率很高，如何降低吹填土的含水率是地基处理的一项关键工作。真空预压法是其中的一个较为流行、成熟的方法。

真空预压法是用密封膜对需要加固的软弱地基进行密封与大气隔离，借助真空泵(射流泵)抽真空，通过铺在加固体表面的砂垫层中的管道及垂直排水通道将加固区内的空气和水抽走，形成真空，在地表砂垫层产生负压，该负压通过水平真空管道及垂直排水通道逐渐向深度方向延伸，并向四周土体扩散，使加固土体内部与垂直排水通道、砂垫层中产生压差，在此压差的作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，使孔隙水压力降低，最终使土体固结压密。由于真空预压法在处理吹填超软土地基方面的有效性使其在软基处理中得到广泛应用。

传统的真空预压法必须在待处理加固体上设置不小于0.4米的中粗砂水平向的排水垫层，作为垂直施打的塑料排水板的水平排水层。近年来，一种取消中粗砂水平排水垫层，由塑料排水板直接连接水平排水滤管的工艺成熟并逐步成为主流。

但是，由于地基本身的复杂性，在实践中，常出现因各种原因引起的排水通道的淤堵而导致排水通道堵管甚至爆裂、真空度下降、排水不畅等等现象，使地基处理工作趋于复杂。真空预压中堵管淤堵现象，可以分为两种：一种是垂直方向的，使竖向排水体如排水板竖向排水不畅；一种是水平方向的，水平滤管出现堵管甚至爆管导致真空度无法传递。

在垂直方向的淤堵，俗称“泥柱”现象，有较多研究成果和处理措施、专利，如采用防淤堵的排水板、气压劈裂法等等，他们仅仅牵涉到垂直方向堵管的解决，不涉及水平方向堵管的问题。在水平方向的堵管，却少见有相关的研究。水平方向堵管的复杂性甚至比垂直方向堵管的复杂性更大。在真空压力的传递下，水平方向由于土颗粒、水、气混杂，再加上施工方面的原因，其在滤管中形成一种复杂的届于固体、流体之间，但又不是理想半流体的复杂状态；还有，在开启射流泵泵进行抽真空预压处理时，相邻射流泵的作用范围存在一相交区域，如图1所示，在该相交区域内，外部大气压强一致，但由于堵管的出现导致压强无法传递，会出现应力叠加的现象(阴影区)，当某点叠加超过该部分的滤管承压临界，就会出现滤管爆裂的现象；当然，还有由于密封膜上人员施工踩踏而导致的意外堵管；或者还有因待加固区地表层高低不一、沉降不一而导致的滤管异常变形。

进一步做个类比，假如把滤管看做人体的血管，则堵管现象就类似于血栓。其解决的思路无非两条：其一是找到堵管处，去除血栓，其二是延缓血栓的形成，或者说至少在完全堵塞前推迟血栓的形成。工程上解决堵管的思路也离不开这两点，只是，血栓的形成是缓慢的、长期的，而工程实践中的堵管除具有同样的特点外，尚有突然和偶发性。

在工程实践中，又要将防止主滤管的堵管放在首位。其原因在于，主滤管连接着数条支滤管，是水平向主要的排水通道，也是真空度传递的主要途径。当一条或者数条支滤管出现堵管时，在无中粗砂排水垫层的情况下，并不完全影响密封膜下真空度的传递，只是真空加压的时间稍微长一些而已，但在目前普遍的真空期施工工期(如90天)的要求下，达到真空度要求的时间长一些并不会对质量产生很大的影响，只要外界的压力达到一定的数值，排水板就可以产生排水。从各种施工成本的平衡考虑，无须太过注重支滤管的问题，可以将主要力量集中在主滤管上面。这和在具体的工程实践中的观察是相符的。