變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于在真空預(yù)壓階段，真空泵抽真空采用分級加載抽真空，真空泵分級加載抽真空步驟如下：真空泵分級加載第一級取每臺真空泵處理面積1800~2000平方，總管首段負(fù)壓為滿表100kPa，總管末端不低于90kPa，待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空泵分級加載第二級取每臺真空泵處理面積1300~1500平方，待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空泵分級加載第三級取每臺真空泵處理面積800~1000平方或以下，以此類推，待沉降滿足連續(xù)5天沉降不大于2毫米，達(dá)到真空預(yù)壓處理要求。本發(fā)明具有操作簡單、成本低廉、施工效果好的優(yōu)點。
【專利說明】
變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種軟弱地基處理方法，尤其涉及一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB5007-2011)7.1.1規(guī)定，軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。在軟弱地基上進行建筑施工前，需要先對軟弱地基進行固結(jié)處理，常規(guī)的固結(jié)處理方法有以下幾種:
一、常規(guī)真空預(yù)壓加固，常規(guī)真空預(yù)壓加固“陸上和江海湖沼域水下”軟土地基均需要鋪設(shè)密封膜、砂墊層，但存在以下缺點:
1、大面積密封膜施工難度大，陸上真空預(yù)壓需要大量人工鋪膜機械化程度低，尤其是水下真空預(yù)壓密封膜更難施工；
2、pvc密封膜強度低容易破損漏氣、二層密封膜一層土工布造價高，查找漏氣點難；
3、大量的pvc密封膜不環(huán)保；
4、膜下地表最大可達(dá)負(fù)壓SOkPa，負(fù)壓往土層深部傳遞損耗快，一般往深部傳遞每米損失負(fù)壓1kPa左右，地表8到10米左右以下軟弱土體真空預(yù)壓效果差，有效加固深度淺；
5、加載面在原地表或回填土地表，即使表層密封膜不漏氣，加固區(qū)四周淺層土體慢漏氣仍無法忽視，尤其是90天左右長時間加載的情況下，在地下水位下降到一定程度加固區(qū)四周淺層土體漏氣程度更加堪憂。
[0003]二、改進型的真空預(yù)壓加固存在以下缺點:
1、去砂墊層改為手型接頭直連塑排板模式，改間接傳遞負(fù)壓為直接傳遞負(fù)壓模式，但其仍需要密封膜，最大負(fù)壓加載面仍在地表；
2、吹填泥漿形成密封層或真空支管直連塑排入土1.5米左右或真空濾管地下3米左右側(cè)吸塑排替代密封膜，真空預(yù)壓初期10天左右密封較好，但隨著吹填泥漿失水固結(jié)開裂、地下水位快速下降，密封效果大打折扣；
3、圍海造地超軟土無法機械施工，先做人工插板淺層塑排真空預(yù)壓，待其地基強度適合機械施工，再做深層真空預(yù)壓，圍海造地超軟土真空預(yù)壓和常規(guī)真空預(yù)壓原理工藝幾乎一致，只是人工和機械的簡單區(qū)別，過程較復(fù)雜，造價高、效率低；
真空預(yù)壓90天地下水位下降一般僅為I?3米，實際應(yīng)用一般處理深厚軟土地基，淺層效果不佳，理論上加固后地基承載力一般為SOkPa左右，而實際應(yīng)用淺表層地基承載力往往過低甚至只有30?50kPa。
[0004]以上諸法均存在可以改進和優(yōu)化之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種操作簡單、成本低廉、施工效果好的變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、密封系統(tǒng)改進一:
取消土工布土工膜、砂墊層，通過將一體式井點塑排真空系統(tǒng)的井點管處的淺層土體作為第一道密封層；密封效果好，施工簡單可靠、節(jié)省材料；
2、密封系統(tǒng)改進二:
圍堰內(nèi)的待加固區(qū)域表面覆水密封，形成第二道密封層；
3、真空加載系統(tǒng)改進一:
常規(guī)真空預(yù)壓，80KPa真空負(fù)壓加載均設(shè)在地表，改進后，80KPa負(fù)壓最大值位于地表以下淺層土體與深層土體交接處，理論上講通過改進真空預(yù)壓有效加固深度提高了一定深度(第一道密封層也就是淺層土體的深度)，同時減少了待加固區(qū)域四周淺層密封效果不佳帶來的負(fù)面影響；
4、真空加載系統(tǒng)改進二:
常規(guī)真空預(yù)壓采用等載加壓系統(tǒng)，除了前期為了檢查漏氣源和減緩塑排土柱形成開栗率60%?80%，后期維持負(fù)壓節(jié)約能源亦維持開栗率不小于80%，其它情況既無變化，改進后，采用分級加載，直至該級負(fù)壓載荷下沉降變形穩(wěn)定，然后再提高一級載荷等級繼續(xù)加壓，直至穩(wěn)定，依次循環(huán)，逐步提高待加固區(qū)域負(fù)壓至最大值，類似于靜載荷試驗分級加載，亦模擬了建筑施工逐級加載的施工過程，為變應(yīng)力路徑加載固結(jié)模式，實踐證明，常規(guī)真空預(yù)壓盡管實現(xiàn)了地表負(fù)壓SOkPa載荷等級，但地表以下不同深度土體遠(yuǎn)未達(dá)到SOkPa以上滿載狀態(tài)，這是一個較大的誤區(qū)，改進后，通過分級加載理論上可以通過無限增加真空栗數(shù)量實現(xiàn)不同深度土體均達(dá)到理論極限SOkPa以上的滿載負(fù)壓加固狀態(tài)。這項改進大大提升了真空預(yù)壓極限加固效果，而常規(guī)真空預(yù)壓是難以無限提高真空栗數(shù)量實現(xiàn)分級加載的，其原因是:其一，密封系統(tǒng)出膜系統(tǒng)復(fù)雜較難隨意增加真空栗數(shù)量，只能按預(yù)設(shè)數(shù)量一次布設(shè)完成，無法根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整真空栗數(shù)量實現(xiàn)動態(tài)加載，其二、隨著真空栗數(shù)量不斷增加，地下水位下降過快，地下水位以上四周土體形成較大的漏氣源，常規(guī)采用黏土密封墻水泥土密封墻等在半無限體地基巨大漏氣源面前顯得無能為力效果欠佳，目前工藝材料限定的地表密封系統(tǒng)在不斷增加的真空能級下表現(xiàn)的緩慢漏氣，致使形成一個極限平衡的循環(huán)，故常規(guī)真空預(yù)壓有一個平衡的真空栗數(shù)量，亦規(guī)范上常說的每臺真空栗處理面積800?1500平方。這也是真空預(yù)壓90天、每臺真空栗處理面積800?1500平方定式結(jié)論的理論根源，改進后，抽吸的地下水回灌至地基表層或回灌至地基四周，形成加固區(qū)域地下水體滲流自循環(huán)系統(tǒng)，較好地實現(xiàn)了分級加載的真空預(yù)壓；
5、真空加載系統(tǒng)改進三:
常規(guī)真空預(yù)壓覆水模式有密封和水堆載的雙重效果，但由于密封膜的存在割斷了覆水向加固土體滲流補給，不能形成地下水自循環(huán)系統(tǒng)，效果大打折扣，改進后，抽吸的地下水回灌至地基表面自然滲流補給至地基形成循環(huán)，不降低地下水位真空滲流預(yù)壓法施工，覆水回灌系統(tǒng)避免出現(xiàn)了常規(guī)真空預(yù)壓前20天出水量較大效果理想隨著出水量的逐步減少射流栗效率降低、淺層密封系統(tǒng)在地下水位降低情況下效果欠佳，預(yù)壓效果逐步降低等問題，此項改進最主要的理論發(fā)現(xiàn)是:1、水作為負(fù)壓載體比降低水位后的土體孔隙空氣作為負(fù)壓載體有利于固結(jié)，可以理解為滲流固結(jié)或水勢差(負(fù)壓引起)滲流固結(jié)，且水作為負(fù)壓載體傳遞負(fù)壓損失小，由此推廣為水下真空預(yù)壓的簡單實現(xiàn)。2、降水預(yù)壓效果并沒有常規(guī)巖土理論想象中的效果明顯，降水后地下水位以上土體扣除水浮力自重增加的降水預(yù)壓理論實測表現(xiàn)一般，其原理尚需進一步研究，但至少有一點可以說明的是，真空預(yù)壓后土體飽和度未見降低有些反而提高，即使假設(shè)降水后土體自重增加，但降水后地下水位以上土體強度亦同時得到了較大提高，地下水位以上土體變形由于強度的相對提高以及硬殼層土拱效應(yīng)抵消了自重的增加對下部土體的預(yù)壓效果，實測地下水位降低過多過快(降低至地表下8米左右，按常理不算負(fù)壓就是7米左右的地下水位下降引起的超載也在70kPa對8米以下土體超載預(yù)壓，固結(jié)沉降應(yīng)該明顯增大，但實測并不理想，且很快穩(wěn)定)，在超靜孔隙水壓力幾乎不變的前提下反而土體固結(jié)相對穩(wěn)定過早，故此推斷，降低地下水位造成地基沉降主要原因非水浮力消失土體自重增加引起，而是水勢差引起滲流力造成的地基沉降，至少滲流力是沉降發(fā)生的主導(dǎo)因素，故此沒必要采用降低地下水位形成降水預(yù)壓增強真空預(yù)壓效果。3、常規(guī)真空預(yù)壓地下水位降低不明顯一般2?3米，2?3米地下水位以下90%的軟土地基真空預(yù)壓其實是在水下或水中進行的，說明不降低地下水位真空預(yù)壓是可以實現(xiàn)的而且負(fù)壓傳遞效果更好；
基于上述分析改進為:不降低地下水位覆水回灌真空預(yù)壓法施工，實現(xiàn)覆水預(yù)壓、覆水滲流、覆水密封，真空滲流固結(jié)，實測效果較好
滲流固結(jié)與人們生活息息相關(guān)的一個簡單例證就是:盆栽“黏性土壤土體”反復(fù)澆水后容易板結(jié)，“成了國內(nèi)外土壤科學(xué)家長期以來久攻不破的科技難題”。關(guān)于盆栽土壤板結(jié):有說鹽分增加、有說鈣鎂離子自來水的硬度大、有說微生物菌群、有說化肥作用。本專利認(rèn)為土壤板結(jié)主要原因是前述“滲流固結(jié)”物理作用造成的:反復(fù)澆水形成反復(fù)滲流固結(jié)是造成土體板結(jié)的主要物理原因，盆栽黏性土體遇水強度降低和滲流固結(jié)雙重作用，在滲流力和水勢差物理作用下土體密實，多次干濕交替結(jié)合自然蒸騰形成板結(jié)硬殼層現(xiàn)象。而常規(guī)解決盆栽板結(jié):盆栽底托盤處儲水澆水方式，是通過避免滲流固結(jié)減少板結(jié);盆栽須緩慢澆水不能太快避免大水澆花，是通過減少滲流壓力、滲流速度減少板結(jié);采用黏性土壤和砂土拌合解決板結(jié)，其實是兩方面的原因，1、加快滲流速度減少滲流壓力，因為伯努利原理告訴我們，流線上任意兩點的壓力勢能、動能與位勢能之和保持不變，黏土中拌合砂爍饒水時滲流流速快則對土體產(chǎn)生壓力就小，固結(jié)就會緩慢，板結(jié)也會緩慢;2、黏性土中拌合砂礫增加了土體的強度，在滲流力作用下變形較小，減少板結(jié)現(xiàn)象。
[0007]“滲流固結(jié)”另一個簡單例證是地表天然褐黃色黏土硬殼層的形成，地表硬殼層形成原因亦可以用反復(fù)“滲流固結(jié)”物理作用來解釋，多次反復(fù)的降雨滲流固結(jié)，在遇水黏土強度降低和滲流固結(jié)雙重作用下表層土體密實，然后日曬風(fēng)吹水蒸騰地表干濕交替自然形成板結(jié)硬殼層現(xiàn)象，和盆栽板結(jié)現(xiàn)象如出一轍。
[0008]6、真空栗設(shè)備改進
常規(guī)真空預(yù)壓采用敞開式自溢射流栗進行真空預(yù)壓，改進為常規(guī)輕型井點所采用的密封式真空射流栗，便于維護保養(yǎng)，延長設(shè)備使用壽命，同時便于實現(xiàn)真空預(yù)壓和降水強夯施工的完美銜接，采用同一設(shè)備同一種總管同一種一體式井點塑排真空系統(tǒng)完成“真空預(yù)壓、降水預(yù)壓、動力固結(jié)”3種以上的地基加固任務(wù)。
[0009]7、總管的改進:
常規(guī)真空預(yù)壓總管為等直徑pvc管或鍍鋅管等，改進橫管采用帶有自制文丘里射流效果的頸縮段的橫管分段提高抽真空效果，另外采用多通連接段替代傳統(tǒng)三通提高管材利用率和裝配效率；
8、排水板改進:
常規(guī)可降解塑料排水板均為芯板降解，實際降解效果不佳，改進排水板采用濾膜可降解的生物材料，環(huán)保且工后不留排水通道減少工后沉降，芯板無需降解，減少成本同時芯板作為加筋材料加固軟土；
9、常規(guī)真空預(yù)壓殘留的塑料排水板往往引起工后一定的殘余沉降，尤其是施工期間未能充分固結(jié)的軟土地基，在工后載荷長期作用下緩慢固結(jié)沉降，形成病害，改進后，一體式井點塑排管的上部結(jié)構(gòu)(連接盒、井點管以及連接管)可以拔除，在真空預(yù)壓、降水輕夯完成后，采用拔管器拔除一體式井點塑排管的上部結(jié)構(gòu)，一體式井點塑排管的上部結(jié)構(gòu)可以重復(fù)利用，同時地表下淺層土體內(nèi)無殘留排水通道、淺層土體下的排水板實現(xiàn)整體的工后不留排水通道，減少工后殘余沉降；
10、常規(guī)真空預(yù)壓抽吸地下水，容易造成周圍環(huán)境較大沉降，通過改進為覆水回灌不降低地下水位真空滲流預(yù)壓法施工，可以減少對周圍環(huán)境的影響；
11、覆水回灌不降低地下水位，真空降水預(yù)壓總管和支管出水量大，地下水周而復(fù)始循環(huán)滲流，確保真空栗及總管、支管系統(tǒng)在滿水滿負(fù)壓狀態(tài)下工作，形成負(fù)壓高，實測采用較少的真空栗即可以讓大面積處理區(qū)域達(dá)到負(fù)壓90?10kPa滿表狀態(tài)，真空栗也不會出現(xiàn)缺水燒栗現(xiàn)象；
12、常規(guī)降水輕夯井點機械成孔往往抽不上來水形成死井，一般推薦采用人工水沖法成孔，孔徑一般200?300mm，濾頭一般I米左右，成孔不佳往往無法出水，布點間距由于照顧到夯擊行走也不可能太密，輕型井點真空降水原理所限提水高度受限，目前文獻(xiàn)所見最深的輕型井點也就在7米左右，考慮降水漏斗，故地下水位降低極限深度也不過4?5米左右，均需要回填中粗砂確保水源補給，出水量較小，造成真空射流栗負(fù)壓降低較快影響真空降水效果，但這同時造成井點漏氣負(fù)壓不高和工后留有砂井繼續(xù)排水沉降等不利因素，故現(xiàn)在改進型的降水強夯流行采用深井降水或管井降水，但鑒于兩種降水方式布點不可能太密，只能起到降水作用，很難起到真空預(yù)壓作用，一體式井點塑排真空系統(tǒng)，濾頭深度可以比真空降水井點深，兼顧重力降水和真空降水，價格便宜適合大面積布設(shè)，既有利于降水，又有利于真空預(yù)壓，實現(xiàn)機械化施工成孔效率高，由于濾頭采用通水量較高的超長塑料排水板，死井率幾乎為零，無論是降水深度亦或是降水效率完全可以完美替代上述的各種降水輕夯方式；
13、常規(guī)真空預(yù)壓塑料排水板頂端位于地表面，輕夯會造成場地大面積出水，表土層含水量過高，繼而影響輕夯施工和質(zhì)量;改進后，夯點位置支管拔出，緊鄰輕夯區(qū)域周邊連接總管繼續(xù)抽水保持地下水位，故即使在該點輕夯，地下水頭也不可能沖破淺層土體滲流至地表影響輕夯，確保輕夯施工干燥無水；
14、前期采用不降低地下水位覆水回灌真空滲流固結(jié)預(yù)壓地基，待真空預(yù)壓沉降穩(wěn)定，打開圍堰泄流所蓄之水(常規(guī)水深50cm左右)，繼續(xù)快速降低地下水位起到兼顧降水預(yù)壓效果的真空預(yù)壓的同時，完成降水強夯的第一遍降水施工，改進后可以快速降低地下水位至5?8米，以利于強夯動力固結(jié)增加能級及影響深度而同時確保不出現(xiàn)橡皮土，常規(guī)降水強夯地下水位一般只下降2?3米左右，效果欠佳。
[0010]15、常規(guī)真空預(yù)壓降水效果欠佳，常規(guī)降水強夯起不到真空預(yù)壓效果，一體式井點塑排真空系統(tǒng)布設(shè)大量的排水板代替較短的濾頭，即可以實現(xiàn)快速降低地下水位，也可以高效實現(xiàn)真空滲流預(yù)壓，一種材料2種效果，實現(xiàn)一材多用高效節(jié)能之目的；
16、常規(guī)真空預(yù)壓淺表層地基效果欠佳，常規(guī)降水強夯處理深度欠佳，改進為真空預(yù)壓、降水預(yù)壓、降水輕夯相結(jié)合的多重效果地基處理，深淺層地基同時加固，在利用真空預(yù)壓深部土體較好固結(jié)的前提下，采用循環(huán)滲流預(yù)壓、降水預(yù)壓和降水強夯在淺層土體處形成6米左右的硬殼層，多重效果增加了土體的壓密效果，減少了工后沉降，而該改進在并不增加較大成本前提下，完成了多重加固任務(wù)，尤其適用于對沉降要求較嚴(yán)格的大面積回填大面積堆載的工民建廠房倉儲地基；
17、江海湖沼域水下真空預(yù)壓通過上述分析，改進為無膜無砂僅施工一體式井點塑排真空系統(tǒng)，水下連接總管即可，依靠射流栗形成的滲流水勢壓差形成地下水往復(fù)循環(huán)滲流場，實現(xiàn)真空滲流固結(jié);為防止?jié)B流場在地上自由水體形成無效滲流，可以適當(dāng)加大一體式降水井點系統(tǒng)的井點管長度，至少應(yīng)大于陸上設(shè)定的6米深度，依據(jù)土層特性和加固要求做相應(yīng)調(diào)整。
[0011]18、黏性土回填土地基尤其是濕陷性黃土在覆水回灌系統(tǒng)作用下失陷固結(jié)沉降，遇水強度降低和滲流固結(jié)雙重作用下壓密效果更好，更好的模擬和利用了自然狀態(tài)大氣循環(huán)雨水補給然后日曬風(fēng)吹水蒸騰地表干濕交替自然形成板結(jié)硬殼層現(xiàn)象，尤其適用于工民建廠房倉儲地基和機場跑道、市政道路及鐵路路基等。
[0012]19、該法更適用于圍海造地超軟地基加固，其實現(xiàn)方式為，通過簡單的人工插入一體式井點塑排管實現(xiàn)較好密封的淺層降水真空預(yù)壓。
[0013]因此本發(fā)明具有操作簡單、成本低廉、施工效果好的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一體式井點塑排真空系統(tǒng)的立面示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的一體式井點塑排真空系統(tǒng)的俯視示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的一體式井點塑排管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明的排水板的截面圖。
[0018]圖5為本發(fā)明的連接盒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6為圖2中的A處放大圖。
[0020]圖7為圖6中的橫管的示意圖。
[0021]圖8為圖2中的B處放大圖。
[0022]圖9為本發(fā)明的實施例一的施工方法不意圖。
[0023]其中:
排水板1、芯板1.1、主筋板1.11、副筋板1.12、濾膜1.2、排水通道1.3 連接盒2、殼體2.1、下接口 2.2、上接口 2.3、螺釘孔2.4
井點管3 連接管4
橫管5、橫管分段5.1、直管段5.11、第一錐管段5.12、第二錐管段5.13、多通連接段5.2、連接段主體5.21、橫管分段接口 5.22、連接管接口 5.23 縱管6、縱管分段6.1、三通接頭6.2、單向閥6.3 真空栗7 止水帷幕8 深層土體100 淺層土體200。
【具體實施方式】
[0024]參見圖1?圖9，本發(fā)明涉及的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，它包括以下步驟:
步驟一、場地平整，待加固區(qū)域四周開挖排水溝排水；
步驟二、根據(jù)土質(zhì)條件選擇不進行或者進行降水前的預(yù)窮，能級暫定600?100kN.m，正方形夯點間距4*4?7*7m可調(diào)整，夯后推平，按工況選擇施工止水帷幕8，止水帷幕8為水泥攪拌粧側(cè)向密封擋墻或泥漿側(cè)向密封擋墻；
步驟三、一體式井點塑排真空系統(tǒng)布置
3.1、一體式井點塑排管進行插設(shè)施工形成一體式井點塑排管網(wǎng)格；
一體式井點塑排管網(wǎng)格的網(wǎng)格間距I?4m可調(diào)；
一體式井點塑排管(也就是改進后的支管)包括排水板1、連接盒2、井點管3以及連接管4，所述排水板I豎向布置于深層土體100內(nèi)，排水板I的長度為20m左右，所述井點管3豎向布置于淺層土體200內(nèi)，井點管3的長度為6?9m，排水板I的上端通過連接盒2與井點管3的下端連接，井點管3的上端露出淺層土體200外，井點管3的上端與連接管4的一端連接，連接管4的長度為I?2m。井點管3以及連接管4的直徑為10?20_。
[0025]排水板I包括內(nèi)部的芯板1.1以及芯板1.1外圍的濾膜1.2，所述芯板1.1和濾膜1.2之間形成排水通道1.3，所述芯板1.1為不可降解材料或者難降解材料制成，所述濾膜1.2為可降解材料制成。
[0026]作為一種優(yōu)選，芯板1.1為塑料材料制成，濾膜1.2為亞麻材料制成。
[0027]作為一種優(yōu)選，芯板1.1包括一根橫向布置的主筋板1.11以及多根縱向間隔布置于主筋板1.11前后的副筋板1.12，所述主筋板1.11、副筋板1.12以及濾膜1.2之間形成的空隙即為排水通道1.3。
[0028]排水板I插入地基后，隨著時間的流逝，由于濾膜1.2采用可降解材料制成，濾膜
1.2實現(xiàn)快速降解，濾膜1.2降解后在地基內(nèi)只剩下芯板1.1，地基內(nèi)的土壤會填充原濾膜
1.2以及原排水通道1.3的空間，使得土壤與芯板1.1緊密貼合，因此芯板1.1在地基內(nèi)不但不存在空隙使得地基繼續(xù)沉降，而且還起到了加筋的作用，提高了地基內(nèi)上下不同層高的一體性。
[0029]所述排水板I的下端設(shè)置有底部排水板封頭，底部排水板封頭采用塑料膠帶紙包裹形成。
[0030]所述連接盒2包括殼體2.1，所述殼體2.1的下端設(shè)置有一個與排水板I上端形狀吻合的下接口2.2，所述連接盒2的上端設(shè)置有一個與井點管3下端形狀吻合的上接口2.3，所述殼體2.1上設(shè)置有三個螺釘孔2.4，所述下接口 2.2的截面呈矩形結(jié)構(gòu)，安裝時排水板I的上端插入下接口 2.2處，然后在螺釘孔2.4內(nèi)打入螺釘將排水板I和連接盒2連接于一體，然后在下接口 2.2外包扎塑料膠帶。所述上接口 2.3為圓管結(jié)構(gòu)，安裝時井點管3的下端套設(shè)于上接口 2.3外，然后將上接口 2.3與井點管3的下端外包扎塑料膠帶。
[0031 ]所述連接管4為鋼絲軟管，連接管4包括軟管以及軟管內(nèi)襯的螺旋鋼絲。
[0032]所述井點管3為PPR等塑料管，井點管3與連接管4連接處通過密封膜包裹或者鋼絲纏繞，采用密封膜包裹后，在一體式井點塑排管抽真空時產(chǎn)生負(fù)壓密封膜被越吸越緊。井點管3也可以與連接管4采用同樣的鋼絲軟管，使得井點管3與連接管4形成一體結(jié)構(gòu)。
[0033]3.2、一體式井點塑排管網(wǎng)格連接總管及真空栗形成一體式井點塑排真空系統(tǒng)。
[0034]所述總管包括縱管6和連接于縱管6上的多根橫管5。
[0035]所述橫管5由多個橫管分段5.1以及多通連接段5.2連接而成，相鄰兩個橫管分段5.1之間通過多通連接段5.2進行連接，多通連接段5.2作為一種優(yōu)選采用八通連接段，八通連接段包括連接段主體5.21,連接段主體的左右兩端分別設(shè)置有橫管分段接口 5.22，在連接段主體5.21上向前和向后分別設(shè)置有三個連接管接口 5.23，連接管接口 5.23與其臨近的連接管4進行連接，橫管分段接口 5.22與其臨近的橫管分段5.1連接，所述橫管分段5.1包括一個頸縮段，頸縮段靠近多通連接段5.2設(shè)置，所述橫管分段5.1還包括直管段5.11，所述頸縮段包括第一錐管段5.12以及第二錐管段5.13，第一錐管段5.12的小頭端與第二錐管段5.13的小頭端對接，第一錐管段5.12的大頭端與其相鄰多通連接段5.2的橫管分段接口
5.22對接，第二錐管段5.13的大頭端與直管段5.11的一端對接，直管段5.11的另一端與其相鄰的多通連接段5.2的橫管分段接口 5.22對接。第一錐管段5.12的錐度大于第二錐管段5.13的錐度，頸縮段形成文丘里射流效果。
[0036]所述縱管6垂直連接于所有橫管5的一端，橫管5遠(yuǎn)離縱管6的一端設(shè)置有橫管封頭，橫管5上的橫管分段5.1的頸縮段遠(yuǎn)離縱管6，橫管5上的橫管分段5.1的直管段5.11靠近縱管6 ο一根縱管6連接多根橫管5，所述縱管6由多個縱管分段6.1以及三通接頭6.2連接而成，相鄰兩個縱管分段6.1通過三通接頭6.2連接，三通接頭6.2的第三個接口連接臨近的橫管5，縱管分段6.1上還設(shè)置有單向閥6.3，縱管6的端部設(shè)置有縱管封頭。
[0037]步驟四、真空預(yù)壓
待加固區(qū)域四周圍堰筑堤，圍堰筑堤高度0.6?1.5m高度，先期抽加固區(qū)域外周圍水源水至待加固區(qū)域圍堰內(nèi)使得水高0.2?0.6m，然后一體式井點塑排真空系統(tǒng)開始真空預(yù)壓，真空預(yù)壓時抽吸地下水全部回灌至待加固區(qū)域表面，待加固區(qū)域表面被水全部覆沒至一定高度，實現(xiàn)覆水預(yù)壓、覆水密封、覆水滲流；
其中真空栗7優(yōu)選為密封式真空射流栗，真空栗抽真空采用分級加載抽真空:真空栗分級加載第一級取每臺真空栗處理面積1800?2000平方可調(diào)，總管首段負(fù)壓為滿表lOOkPa，總管末端不低于90kPa，待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第二級取每臺真空栗處理面積1300?1500平方可調(diào)，待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第三級取每臺真空栗處理面積800?1000平方或以下可調(diào)，以此類推，待沉降滿足連續(xù)5天沉降不大于2毫米，達(dá)到真空預(yù)壓處理要求；
步驟五、圍堰筑堤上進行開口泄流圍堰筑堤內(nèi)所蓄之水至排水溝內(nèi)，開始第一遍真空降水預(yù)壓，5?10天可調(diào)，以降低地下水位為目的，待地下水位達(dá)到要求(地下水位達(dá)到地面以下4?6m)，逐步拆除夯點處總管準(zhǔn)備第一遍輕夯；
步驟六、第一遍輕窮，能級暫定1500~2000kN.m，正方形窮點間距4*4?7 *7m可調(diào)整，邊拆除總管邊輕夯，逐步往前推進，輕夯前方區(qū)域需繼續(xù)降水確保地下水位不回升，夯后推平；步驟七、一體式井點塑排管網(wǎng)格連接剩余總管及真空栗，開始第二遍真空降水預(yù)壓，5?10天可調(diào)，第二遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除夯點處部分總管準(zhǔn)備第二遍輕夯；
步驟八、第二遍輕窮，能級暫定2000?2800 kN.m或以上，正方形窮點間距4*4?7*7m可調(diào)整;邊拆除總管邊輕夯，逐步往前推進，輕夯前方區(qū)域需繼續(xù)降水確保地下水位不回升，夯后推平；
步驟九、一體式井點塑排管網(wǎng)格連接剩余總管及真空栗，開始第三遍真空降水預(yù)壓，5?10天可調(diào)，第三遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除夯點處部分總管準(zhǔn)備滿夯；步驟十、拔除剩余總管，當(dāng)使用的井點管3和連接管4為分體式結(jié)構(gòu)時，將井點管3和連接管4全部拔除即可，當(dāng)使用的井點管3和連接管4為一體式結(jié)構(gòu)的鋼絲軟管時，切除地表以上的連接管4，然后在地表下的井點管3內(nèi)進行灌漿。滿夯，在第二遍輕夯后至少休止7天進行，能級600?100kN.m，夯后推平；
步驟十一、滿場振動碾壓測量標(biāo)高交工。
[0038]注:一體式井點塑排真空系統(tǒng)可以根據(jù)場地及土質(zhì)情況調(diào)整間距和長度，真空預(yù)壓、降水和輕夯可以根據(jù)場地及土質(zhì)情況調(diào)整步驟及遍數(shù)及時長，一般情況下降水3?4遍、輕夯3~5遍即可。施工期間施工監(jiān)測必須同步進行，必須要進行的監(jiān)測項目有:孔隙水壓力、地下水位、地表沉降、分層沉降、真空度，實現(xiàn)信息化施工。
[0039]以下補充三組實施例:
實施例一、
地基處理前的基本信息:
該地基第三層淤泥質(zhì)黏土層含水量55%，壓縮模量2.3MPa，層厚平均15米，層頂埋深5m，層底埋深20米。
[0040]實施步驟:
步驟一、場地平整，待加固區(qū)域四周開挖排水溝排水；
步驟二、預(yù)夯，能級800kN.m，正方形夯點間距4m*4m，夯后施工水泥攪拌粧側(cè)向密封擋墻或泥漿側(cè)向密封擋墻；
步驟三、一體式井點塑排真空系統(tǒng)布置
3.1、一體式井點塑排管進行插設(shè)施工形成一體式井點塑排管網(wǎng)格；
一體式井點塑排管網(wǎng)格的網(wǎng)格間距1.2m，一體式井點管插設(shè)深度20m排水板I的長度為14m，井點管3的長度為6m，連接管4的長度為10cm。井點管3以及連接管4的直徑16mm。
[0041]3.2、一體式井點塑排管網(wǎng)格連接總管及真空栗形成一體式井點塑排真空系統(tǒng)， 步驟四、真空預(yù)壓
待加固區(qū)域四周圍堰筑堤，圍堰筑堤高度1.5m高度，先期抽域外周圍水源水至加固區(qū)圍堰內(nèi)0.3 m，然后開始真空預(yù)壓滲流固結(jié)，抽吸地下水全部回灌至待加固區(qū)域表面，加固區(qū)域表面被水全部覆沒至1.0m高度，實現(xiàn)覆水預(yù)壓、覆水密封、覆水滲流；
其中真空栗7優(yōu)選為密封式真空射流栗，真空栗抽真空采用分級加載抽真空:真空栗分級加載第一級取每臺真空栗處理面積1800平方，總管首段負(fù)壓為滿表lOOkPa，總管末端不低于90kPa，處理13天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第二級取每臺真空栗處理面積1300平方，處理8天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第三級取每臺真空栗處理面積800平方，處理8天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第四級取每臺真空栗處理面積600平方，處理15天后沉降滿足連續(xù)5天沉降不大于2毫米，達(dá)到真空預(yù)壓處理要求；
步驟五、圍堰筑堤上進行開口泄流圍堰筑堤內(nèi)所蓄之水至排水溝內(nèi)，開始第一遍真空降水預(yù)壓，6天，以降低地下水位為目的，待地下水位達(dá)到4m，逐步拆除夯點處總管準(zhǔn)備第一遍輕窮；
步驟六、第一遍輕窮，能級暫定1500kN.m，正方形窮點間距4m*4m，窮后推平；
步驟七、連接剩余總管及真空栗，開始第二遍真空降水預(yù)壓，5天，第二遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除窮點處部分總管準(zhǔn)備第二遍輕窮；
步驟八、第二遍輕夯，能級暫定2000kN.m，正方形夯點間距4m*4m;邊拆除總管邊輕夯，逐步往前推進，輕夯前方區(qū)域需繼續(xù)降水確保地下水位不回升，夯后推平；
步驟九、連接剩余總管及真空栗，開始第三遍真空降水預(yù)壓5天，第三遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除窮點處部分總管準(zhǔn)備滿窮；
步驟十、拔除剩余總管，滿夯，在第二遍輕夯后休止7天進行，能級SOOkN.m，夯后推平； 步驟十一、滿場振動碾壓交工。
[0042]該地基處理施工期間施工監(jiān)測，孔隙水壓力6米處負(fù)壓SOkPa，20米處負(fù)壓平均30kPa，地下水位下降最大值為8米，平均地下水位下降6米左右，地表平均沉降量為80cm，推算固結(jié)度不小于80%，
地基檢測，地基承載力不小于120kPa，有效加固深度不小于20米，淺層5米內(nèi)形成硬殼層靜力觸探推算壓縮模量5?SMPa，第三層淤泥質(zhì)黏土物理力學(xué)指標(biāo)提高明顯。
[0043]實施例二、
地基處理前的基本信息
該地基第4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層含水量38%，壓縮模量3.SMPa，厚平均13米，層頂埋深3m，層底埋深16米。
[0044]步驟一、場地平整，待加固區(qū)域四周開挖排水溝排水；
步驟二、不進行降水前的預(yù)夯，施工水泥攪拌粧側(cè)向密封擋墻或泥漿側(cè)向密封擋墻； 步驟三、一體式井點塑排真空系統(tǒng)布置
3.1、一體式井點塑排管進行插設(shè)施工形成一體式井點塑排管網(wǎng)格；
一體式井點塑排管網(wǎng)格的網(wǎng)格間距1.5m，一體式井點管插設(shè)深度16m排水板I的長度為10m，井點管3的長度為6m，連接管4的長度為10cm。井點管3以及連接管4的直徑20mm。
[0045]3.2、一體式井點塑排管網(wǎng)格連接總管及真空栗形成一體式井點塑排真空系統(tǒng)， 步驟四、真空預(yù)壓
待加固區(qū)域四周圍堰筑堤，圍堰筑堤高度1.0m高度，先期抽域外周圍水源水至加固區(qū)圍堰內(nèi)0.3m，然后開始真空預(yù)壓滲流固結(jié)，抽吸地下水全部回灌至待加固區(qū)域表面，加固區(qū)域表面被水全部覆沒至0.8m高度，實現(xiàn)覆水預(yù)壓、覆水密封、覆水滲流；
其中真空栗7優(yōu)選為密封式真空射流栗，真空栗抽真空采用分級加載抽真空:真空栗分級加載第一級取每臺真空栗處理面積2000平方，總管首段負(fù)壓為滿表lOOkPa，總管末端不低于90kPa，處理10天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第二級取每臺真空栗處理面積1500平方，處理7天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第三級取每臺真空栗處理面積800平方，處理15天后沉降滿足連續(xù)5天沉降不大于2毫米，達(dá)到真空預(yù)壓處理要求；
步驟五、圍堰筑堤上進行開口泄流圍堰筑堤內(nèi)所蓄之水至排水溝內(nèi)，開始第一遍真空降水預(yù)壓，7天，以降低地下水位為目的，待地下水位達(dá)到5m，逐步拆除夯點處總管準(zhǔn)備第一遍輕窮；
步驟六、第一遍輕窮，能級暫定1800kN.m，正方形窮點間距4m*4m，窮后推平；
步驟七、連接剩余總管及真空栗，開始第二遍真空降水預(yù)壓，7天，第二遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除窮點處部分總管準(zhǔn)備第二遍輕窮；
步驟八、第二遍輕夯，能級暫定2500kN.m，正方形夯點間距4m*4m;邊拆除總管邊輕夯，逐步往前推進，輕夯前方區(qū)域需繼續(xù)降水確保地下水位不回升，夯后推平；
步驟九、連接剩余總管及真空栗，開始第三遍真空降水預(yù)壓7天，第三遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除窮點處部分總管準(zhǔn)備滿窮；
步驟十、拔除剩余總管，滿夯，在第二遍輕夯后休止7天進行，能級100kN.m，夯后推平； 步驟十一、滿場振動碾壓交工。
[0046]該地基處理施工期間施工監(jiān)測，孔隙水壓力6米處負(fù)壓86kPa，16米處負(fù)壓平均45kPa，地下水位下降最大值為8米，平均地下水位下降6米左右，地表平均沉降量為58cm，推算固結(jié)度不小于80%，
地基檢測，地基承載力不小于120kPa，有效加固深度不小于16米，淺層6米內(nèi)形成硬殼層靜力觸探推算壓縮模量8?13MPa，第4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土物理力學(xué)指標(biāo)提高明顯。
[0047]實施例三、
地基處理前的基本信息
該地基第2層淤泥質(zhì)黏土含水量78%，壓縮模量2.1MPa，厚平均20米，層頂埋深4m，層底埋深24米。
[0048]步驟一、場地平整，加固區(qū)四周開挖排水溝排水；
步驟二、降水前的預(yù)夯，能級600kN.m，正方形夯點間距4m* 7m，夯后施工水泥攪拌粧側(cè)向密封擋墻或泥漿側(cè)向密封擋墻；
步驟三、一體式井點塑排真空系統(tǒng)布置
3.1、一體式井點塑排管進行插設(shè)施工形成一體式井點塑排管網(wǎng)格；
一體式井點塑排管網(wǎng)格的網(wǎng)格間距1.0m，一體式井點管插設(shè)深度24m排水板I的長度為18.5m，井點管3的長度為5.5m，連接管4的長度為10cm。井點管3以及連接管4的直徑16mm。
[0049]3.2、一體式井點塑排管網(wǎng)格連接總管及真空栗形成一體式井點塑排真空系統(tǒng)， 步驟四、真空預(yù)壓
待加固區(qū)域四周圍堰筑堤，圍堰筑堤高度1.5m高度，先期抽域外周圍水源水至加固區(qū)圍堰內(nèi)0.3m，然后開始真空預(yù)壓滲流固結(jié)，抽吸地下水全部回灌至待加固區(qū)域表面，加固區(qū)域表面被水全部覆沒至1.2m高度，實現(xiàn)覆水預(yù)壓、覆水密封、覆水滲流； 其中真空栗7優(yōu)選為密封式真空射流栗，真空栗抽真空采用分級加載抽真空:真空栗分級加載第一級取每臺真空栗處理面積1800平方，總管首段負(fù)壓為滿表lOOkPa，總管末端不低于90kPa，處理25天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第二級取每臺真空栗處理面積1300平方，處理12天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第三級取每臺真空栗處理面積800平方，處理12天后待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第四級取每臺真空栗處理面積600平方，處理26天后沉降滿足連續(xù)5天沉降不大于2毫米，達(dá)到真空預(yù)壓處理要求；
步驟五、圍堰筑堤上進行開口泄流圍堰筑堤內(nèi)所蓄之水至排水溝內(nèi)，開始第一遍真空降水預(yù)壓，10天，以降低地下水位為目的，待地下水位達(dá)到4.5m，逐步拆除夯點處總管準(zhǔn)備第一遍輕夯；
步驟六、第一遍輕窮，能級暫定1800kN.m，正方形窮點間距4m*7m，窮后推平；
步驟七、連接剩余總管及真空栗，開始第二遍真空降水預(yù)壓，5天，第二遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除窮點處部分總管準(zhǔn)備第二遍輕窮；
步驟八、第二遍輕夯，能級暫定2300kN.m，正方形夯點間距4m*7m;邊拆除總管邊輕夯，逐步往前推進，輕夯前方區(qū)域需繼續(xù)降水確保地下水位不回升，夯后推平；
步驟九、連接剩余總管及真空栗，開始第三遍真空降水預(yù)壓10天，第三遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除窮點處部分總管準(zhǔn)備第三遍輕窮；
步驟十、第三遍輕夯，能級2800kN.m，正方形夯點間距4m*7m;邊拆除總管邊輕夯，逐步往前推進，輕夯前方區(qū)域需繼續(xù)降水確保地下水位不回升，夯后推平；
步驟十一、連接剩余總管及真空栗，開始第四遍真空降水預(yù)壓10天，第四遍真空降水預(yù)壓降水完成后逐步保水并且拆除窮點處部分總管準(zhǔn)備滿窮；
步驟十二、拔除剩余總管，滿夯，在第三遍輕夯后休止7天進行，能級100kN.m，夯后推平；
步驟十三、滿場振動碾壓交工。
[0050]該地基處理施工期間施工監(jiān)測，孔隙水壓力6米處負(fù)壓83kPa，15米處負(fù)壓平均40kPa，24米處負(fù)壓20kPa，地下水位下降最大值為6.5米，平均地下水位下降5米左右，地表平均沉降量為118cm，推算固結(jié)度不小于80%，
地基檢測，地基承載力不小于120kPa，有效加固深度不小于24米，淺層5.5米內(nèi)形成硬殼層靜力觸探推算壓縮模量5.5?9MPa，第2層淤泥質(zhì)黏土物理力學(xué)指標(biāo)提高明顯。
【主權(quán)項】
1.一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于在真空預(yù)壓階段，真空栗抽真空采用分級加載抽真空。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于真空栗分級加載抽真空步驟如下:真空栗分級加載第一級取每臺真空栗處理面積1800?2000平方，總管首段負(fù)壓為滿表10kPa，總管末端不低于90kPa，待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第二級取每臺真空栗處理面積1300?1500平方，待沉降滿足連續(xù)3天沉降不大于3毫米，真空栗分級加載第三級取每臺真空栗處理面積800?1000平方或以下，以此類推，待沉降滿足連續(xù)5天沉降不大于2毫米，達(dá)到真空預(yù)壓處理要求。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于布置一體式井點塑排真空系統(tǒng)進行抽真空作業(yè)； 一體式井點塑排真空系統(tǒng)包括一體式井點塑排管進行插設(shè)形成的一體式井點塑排管網(wǎng)格； 一體式井點塑排管包括排水板、連接盒、井點管以及連接管，所述排水板豎向布置于深層土體內(nèi)，所述井點管豎向布置于淺層土體內(nèi)，排水板的上端通過連接盒與井點管的下端連接，井點管的上端露出淺層土體外，井點管的上端與連接管的一端連接； 一體式井點塑排管網(wǎng)格連接總管及真空栗形成一體式井點塑排真空系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于排水板包括內(nèi)部的芯板以及芯板外圍的濾膜，所述芯板和濾膜之間形成排水通道，所述芯板為不可降解材料或者難降解材料制成，所述濾膜為可降解材料制成。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于芯板包括一根橫向布置的主筋板以及多根縱向間隔布置于主筋板前后的副筋板，所述主筋板、副筋板以及濾膜之間形成的空隙即為排水通道。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于所述連接管為鋼絲軟管，連接管包括軟管以及軟管內(nèi)襯的螺旋鋼絲。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于總管包括橫管，所述橫管由多個橫管分段以及多通連接段連接而成，相鄰兩個橫管分段之間通過多通連接段進行連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于多通連接段采用八通連接段，八通連接段包括連接段主體，連接段主體的左右兩端分別設(shè)置有橫管分段接口，在連接段主體上向前和向后分別設(shè)置有三個連接管接口，連接管接口與其臨近的連接管進行連接，橫管分段接口與其臨近的橫管分段連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于所述橫管分段包括一個頸縮段和直管段，同一個橫管分段的頸縮段至縱管的距離比直管段至縱管的距離長。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變應(yīng)力路徑井點塑排真空預(yù)壓滲流固結(jié)分級加載法，其特征在于總管包括縱管，所述縱管由多個縱管分段以及三通接頭連接而成，相鄰兩個縱管分段通過三通接頭連接，三通接頭的第三個接口連接臨近的橫管，縱管分段上還設(shè)置有單向閥。
【文檔編號】E02D3/10GK106013046SQ201610379588
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】張禹
【申請人】上海建研地基基礎(chǔ)工程有限公司