一種間歇式真空預壓裝置及其進行軟基處理的方法
2023-10-04 08:35:54
一種間歇式真空預壓裝置及其進行軟基處理的方法
【專利摘要】本發明公開了一種間歇式真空預壓裝置及其進行軟基處理的方法，它包括豎向排水體（1），與豎向排水體（1）相連的直連接頭（2），與直連接頭（2）相連的連接管（3），與連接管（3）相連的排水支管（4），與排水支管（4）相連的排水主管（5），與排水主管（5）相連的射流泵（6），所述的排水主管（5）與射流泵（6）之間安裝有閥門（7）。本發明可通過對排水初期內真空度的短周期變化，推遲粘土細顆粒在排水過程中的聚集，緩解因施加恆定真空度條件下的土顆粒遷移造成排水體的淤堵，從而推遲排水管道及附近土體的淤堵時間，可解決現有真空預壓過程中因土料遷移造成的排水通道過早淤堵的問題，具有重要的應用價值。
【專利說明】一種間歇式真空預壓裝置及其進行軟基處理的方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明是設計一種加固軟土的真空預壓裝置，特別涉及一種真空度隨時間自動變化的真空預壓裝置及其進行軟基處理的方法，適用於易發生淤堵的超軟土排水及其他類似工程。
【背景技術】
[0003]隨著我國灘涂圍墾建設事業的發展，尤其是在我國「十二五」規劃綱要提出推進海洋經濟發展後，對於臨海陸域面積及開發速度的要求必然提升，其中圍墾造地是主要措施之一。海洋灘涂圍墾所用的大部分吹填土具有含水量高、強度低及滲透性差等特點，所以在圍墾陸域內進行基礎建設時必須做出相應的地基處理。同時，我國河流航道及港口港池的疏浚工程，也帶來大量疏浚淤泥的堆積，如何快速降低堆場中淤泥的含水率，擴大堆場的儲泥量也是目前面臨的實際問題。
[0004]現行的吹填土等軟土地基處理方法最為常用的是真空預壓法。該法是在吹填土(砂)設置豎向塑料排水板，在其上鋪砂墊層或水平排水體，再採用密封膜對其進行封閉，並採用射流泵抽氣使膜下砂墊層或水平排水體、豎向塑料排水板等處於部分真空狀態，排出土中的部分孔隙水，加速土體固結，進而提高土體強度，減少工後沉降。真空預壓法因無需堆載填料、預壓工期較短等優點而得以廣泛應用，成為我國乃至世界範圍內吹填土等軟土最為常用的地基處理方法。
[0005]對於新近吹填土及堆場淤泥而言，採用真空預壓法時常面臨反濾系統的淤堵問題。這是因為吹填土等軟土因其為欠固結土，尚未形成穩定的土粒骨架，在施加外載荷作用下易發生土顆粒的遷移，如軟土在重力作用下的固結過程中就會產生土顆粒向下遷移的現象。在真空預壓過程中，通過排水通道對吹填土等軟土施加統一負壓後，土顆粒會往排水體方向移動，形成緻密土 (泥)層，使排水體周圍土層滲透係數變小，阻礙後續的預壓排水進程。實踐證明，在軟土真空預壓過程中多發生排水體周圍土體的淤堵現象，產生加固效果不均勻、後期排水效果差等現象，其中採用真空預壓處理吹填土所產生的「土樁」現象最具代表性。
[0006]為應對該類不良工況，我國工程界通過對傳統真空預壓方法的改良，如對排水通道的改良，主要措施集中在對塑料排水板的板芯、濾膜及其粘合方式進行改進，以期推遲並緩解淤堵發生的時間及程度；對於真空預壓過程中真空度的控制，現有主要為透氣真空防淤堵方法、超壓防堵真空預壓法等。前者處理對象主要是泥漿，且需預先架設排水管網進行泥漿的快速水土分離，影響堆場內的吹填工序；後者通過直排式排水通道結構及增壓管實現負壓的增加，但在低滲透性泥層形成後，高負壓作用下作用不甚明顯。
[0007]綜上所述，根據目前的實際情況和技術條件，亟需發明一種間歇式真空吸水預壓裝置及其預壓方法。達到推遲排水管道及附近土體的淤堵時間，改善真空預壓處理效果，實現軟土排水初期內的「短周期真空度變化」思路下的防淤堵處治效果。
【發明內容】
[0008]發明目的:本發明的目的是為了克服現有技術的諸多不足，提供一種間歇式真空預壓裝置及其進行軟基處理的方法，本發明提供的間歇式真空預壓裝置可通過對排水初期內真空度的短周期變化，推遲粘土細顆粒在排水過程中的聚集，緩解因施加恆定真空度條件下的土顆粒遷移造成排水體的淤堵，從而推遲排水管道及附近土體的淤堵時間，解決現有真空預壓過程中因土料遷移造成的排水通道過早淤堵的問題，取得了突破性的技術效果O
[0009]技術方案:為實現上述目的，本發明採用的技術方案為:
一種間歇式真空預壓裝置，它包括豎向排水體，與豎向排水體相連的直連接頭，與直連接頭相連的連接管，與連接管相連的排水支管，與排水支管相連的排水主管，與排水主管相連的射流泵，所述的排水主管與射流泵之間安裝有閥門。
[0010]作為優選方案，以上所述的間歇式真空預壓裝置，所述的排水支管和排水主管上依次鋪設有300g/m2的土工布和雙層的密封膜。
[0011]作為優選方案，以上所述的間歇式真空預壓裝置，所述的閥門為電動閥門或氣動閥門。
[0012]作為優選方案，以上所述的間歇式真空預壓裝置，所述的電動閥門或氣動閥門為防水高頻閥門，閥門控制頻率為5秒?60秒，變化形式為真空度隨時間的正弦變化或脈衝變化。
[0013]作為優選方案，以上所述的間歇式真空預壓裝置，所述的射流泵包括7.5kff的潛水泵與射流器。
[0014]本發明提供的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其包括以下步驟:
a、排水通道連接:根據設計要求，埋設豎向排水體，然後將直連接頭與豎向排水體相連，然後將連接管與直連接頭相連，並將排水支管連接在連接管上，然後將排水主管與排水支管相連，然後在排水主管的一端連接射流泵，並在排水主管與射流泵之間管道上安裝閥門；
b、真空預壓密封處置:在排水支管與排水主管水平管道上依次鋪設300g/m2的土工布和雙層的密封膜，並壓入臨近密封溝，完成真空預壓軟土地基的區域密封處置；
C、開泵射流泵抽真空預壓，並通過閥門控制使排水主管內的真空度在O?15秒內完成O到90kPa呈周期變化，周期2T為30秒；
d、真空預壓2至3周後，待處理土體結構性趨於穩定後，卸去閥門，並繼續進行真空預壓直至達到卸載要求。
[0015]作為優選方案，以上所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其特徵在於，所述的閥門為防水高頻的電動閥門或氣動閥門；閥門控制頻率為5秒?60秒，變化形式為真空度隨時間的正弦變化或脈衝變化。
[0016]作為優選方案，所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，連接管、排水支管和排水主管均為PU管或其他柔性管壁不開口的管材。
[0017]作為優選方案，所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，連接管可採用外徑8mm,內徑6mm的PU氣管連接,排水支管同樣可採用外徑8mm,內徑6mm的PU氣管連接，連接管與排水支管採用三項氣動接頭連接。排水主管可採用管壁不開口的直徑50mm的PVC
薄壁軟管。
[0018]作為優選方案，所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，所述的豎向排水體為塑料排水板，如國產B型塑料排水板。
[0019]有益效果:本發明提供的間歇式真空預壓裝置及其進行軟基處理的方法和現有技術相比具有如下優點:
1.本發明提供的間歇式真空預壓裝置，結構設計合理，操作方便，成本低，容易實施，可大幅度緩解軟土空預壓過程中的淤堵現象，提高真空預壓後的土體固結度。由於軟土的自身特性(尤其是黏性含量較多的土體)，採用傳統方法會發生排水通道及其附近黏性土粒的聚集，造成排水系統的淤堵，阻礙土體固結排水的過程，影響工程工期及處理效果。本發明採用間歇式真空預壓法後，通過排水初期對排水體的真空度自動短周期調節，實現豎向排水體內產生隨時間變化的負壓，使土顆粒在排水過程中遷移速度大大降低，緩解軟土在真空預壓過程中的淤堵現象，推遲排水管道的淤堵時間。
[0020]2.本發明提供的間歇式真空吸水預壓法的處理效果及均勻性更佳。採用間歇式真空預壓法，可從土體中排出更多的孔隙水，提高吹填土或泥漿等的平均固結度；同時因避免排水體周邊黏粒的快速聚集，可實現土體處理后土體強度增強的均勻性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明提供的間歇式真空預壓裝置的結構示意圖；
圖2為本發明提供的間歇式真空預壓裝置截面的結構示意圖；
圖3為本發明間歇式真空預壓法進行軟基處理時真空度自動調節示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
[0023]實施例1
如圖1所示，一種間歇式真空預壓裝置，它包括豎向排水體(I)，與豎向排水體(I)相連的直連接頭(2)，與直連接頭(2)相連的連接管(3)，與連接管(3)相連的排水支管(4)，與排水支管(4)相連的排水主管(5)，與排水主管(5)相連的射流泵(6)，所述的排水主管(5)與射流泵(6 )之間安裝有閥門(7 )。
[0024]以上所述的間歇式真空預壓裝置，所述的排水支管(4)和排水主管(5)上依次鋪設有300g/m2的土工布(8)和雙層的密封膜(9)。
[0025]以上所述的間歇式真空預壓裝置，其特徵在於:所述的閥門(7)為防水高頻的電動閥門或氣動閥門。閥門控制頻率為5秒?60秒，變化形式為真空度隨時間的正弦變化或脈衝變化。
[0026]以上所述的間歇式真空預壓裝置，所述的射流泵包括7.5kff的潛水泵與射流器。
[0027]以上所述的間歇式真空預壓裝置，所述的豎向排水體(I)為國產B型塑料排水板。
[0028]實施例2
本發明提供的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其包括以下步驟:
a、排水通道連接:根據設計要求，埋設豎向排水體(1)，然後將直連接頭(2)與豎向排水體(I)相連，然後將連接管(3 )與直連接頭(2 )相連，並將排水支管(4 )連接在連接管(3 )上，然後將排水主管(5 )與排水支管(4 )相連，然後在排水主管(5 )的一端連接射流泵(6 )，並在排水主管(5)與射流泵(6)之間管道上安裝閥門(7);
b、真空預壓密封處置:在排水支管(4)與排水主管(5)水平管道上依次鋪設300g/m2的土工布(8)和雙層的密封膜(9)，並壓入臨近密封溝，完成真空預壓軟土地基的區域密封處置；如圖1和圖2所示，
c、開泵射流泵(6)抽真空預壓，並通過閥門(7 )控制使排水主管(5 )內的真空度在O?15秒內完成O到90kPa呈周期變化，周期2T為30秒，如圖3所示；
d、真空預壓2至3周後，待處理土體結構性趨於穩定後，卸去閥門(7)，並繼續進行真空預壓直至達到卸載要求。
[0029]以上所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，所述的閥門(7)為防水高頻的電動閥門或氣動閥門；閥門控制頻率為5秒?60秒，變化形式為真空度隨時間的正弦變化或脈衝變化。
[0030]以上所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其特徵在於，連接管(3)、排水支管(4)和排水主管(5 )均為PU管或其他柔性管壁不開口的管材。
[0031]以上所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其所述的豎向排水體(I)為國產B型塑料排水板。
[0032]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種間歇式真空預壓裝置，其特徵在於:它包括豎向排水體(1)，與豎向排水體(I)相連的直連接頭(2)，與直連接頭(2)相連的連接管(3)，與連接管(3)相連的排水支管(4)，與排水支管(4)相連的排水主管(5)，與排水主管(5)相連的射流泵(6)，所述的排水主管(5)與射流泵(6)之間安裝有閥門(7)。
2.根據權利要求1所述的間歇式真空預壓裝置，其特徵在於:所述的排水支管(4)和排水主管(5 )上依次鋪設有土工布(8 )和雙層的密封膜(9 )。
3.根據權利要求1所述的間歇式真空預壓裝置，其特徵在於:所述的閥門(7)為電動閥門或氣動閥門。
4.根據權利要求2所述的間歇式真空預壓裝置，其特徵在於:所述的電動閥門或氣動閥門為防水高頻閥門，閥門控制頻率為5秒?60秒，變化形式為真空度隨時間的正弦變化或脈衝變化。
5.根據權利要求1所述的間歇式真空預壓裝置，其特徵在於:所述的射流泵包括7.5kff的潛水泵與射流器。
6.間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其特徵在於包括以下步驟: a、排水通道連接:根據設計要求，埋設豎向排水體(1)，然後將直連接頭(2)與豎向排水體(I)相連，然後將連接管(3 )與直連接頭(2 )相連，並將排水支管(4 )連接在連接管(3 )上，然後將排水主管(5 )與排水支管(4 )相連，然後在排水主管(5 )的一端連接射流泵(6 )，並在排水主管(5)與射流泵(6)之間管道上安裝閥門(7); b、真空預壓密封處置:在排水支管(4)與排水主管(5)水平管道上依次鋪設300g/m2的土工布(8)和雙層的密封膜(9)，並壓入臨近密封溝，完成真空預壓軟土地基的區域密封處置； c、開泵射流泵(6)抽真空預壓，並通過閥門(7 )控制使排水主管(5 )內的真空度在O?15秒內完成O到90kPa呈周期變化，周期2T為30秒； d、真空預壓2至3周後，待處理土體結構性趨於穩定後，卸去閥門(7)，並繼續進行真空預壓直至達到卸載要求。
7.根據權利要求6所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其特徵在於，所述的閥門(7)為防水高頻的電動閥門或氣動閥門；閥門控制頻率為5秒?60秒，變化形式為真空度隨時間的正弦變化或脈衝變化。
8.根據權利要求6所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其特徵在於，連接管(3 )、排水支管(4)和排水主管(5 )均為PU管或其他柔性管壁不開口的管材。
9.根據權利要求6所述的間歇式真空預壓法進行軟基處理的方法，其特徵在於，所述的豎向排水體(I)為塑料排水板。
【文檔編號】E02D3/10GK104452736SQ201410738396
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】徐鍇, 陳庚, 林生法, 範明橋, 李秉宜, 彭中浩, 耿之周, 魏雁冰 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院