一种真空预压处理系统及工艺的制作方法

本申请涉及地基负压板结技术的领域，尤其是涉及一种真空预压法。

背景技术：

真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力静水压力下排水固结，称为负压固结。真空预压的负压效应主要反映在以下几个方面：1)薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载；2)地下水位降低，相应增加附加应力；3)封闭气泡排出，土的渗透性加大。

相关技术中，真空预压法首先是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水板，再用不透气的密封膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用抽真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力有效应力。当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差，在此压差作用下，土体中的孔隙水孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。

针对上述中的相关技术，本发明人认为，在将真空预压法应用于深厚淤土地基加固时，由于受地基深处淤积严重，土体的渗透性不足，导致地基深处真空度小，抽真空时间长，极大地限制了真空预压技术的应用。

技术实现要素：

第一方面，为了改善土体渗透性过低的问题，本申请提供一种真空预压处理系统，采用如下的技术方案：

一种真空预压处理系统，包括垂直排水板、水平吸水管道、抽真空装置和密封膜，所述垂直排水板设置有若干根且垂直的埋设于地基内，所述水平吸水管道预埋于砂垫层内并与各根垂直排水板的上端连通，所述抽真空装置与水平吸水管道连通，所述密封膜覆盖在地面上，其特征在于：还包括第一空压机、送气管和喷气管，所述送气管水平的埋设于砂垫层内，所述喷气管设置有若干根且垂直的埋设于地基内，各所述喷气管均与送气管连通，所述第一空压机与送气管连通。

通过采用上述技术方案，通过垂直排水板、水平吸水管道、抽真空装置和密封膜之间的配合能够对地基进行抽真空，利用第一空压机、送气管和喷气管之间的配合，能够将压缩空气作用于土体以形成微小裂隙，大幅度提高土体的渗透性，使得地基深处真空度大幅度增加，从而使得地基内的水更容易流动，使得地基内的水更容易被抽出。

可选的，所述喷气管包括气管和振动器，所述气管的外壁上设置有若干排气孔，所述振动器安装于气管的下端处，所述振动器的电源线通过气管伸出。

通过采用上述技术方案，利用设置于气管上的排气孔，使得第一空压机注入喷漆管内的压缩空气能够从排气孔排出，达到对土体形成裂隙的效果，利用振动器能够对地基深处进行振动，从而使得裂隙更加明显。

可选的，所述气管由软质塑料管制成，所述气管的耐压不小于1mpa，所述喷气管上包裹有土工布。

通过采用上述技术方案，有软质塑料管制成的气管可以收卷存放，减少占用空间，利用土工布能够避免地基内的水渗进气管内。

可选的，所述垂直排水板内设置有若干互相分隔设置的排水腔，各所述排水腔沿垂直排水板的长度方向排布，各所述排水腔上设置有若干与外界连通的第一排水孔，所述垂直排水板上还设置有若干与水平吸水管道连通的连接通道，各所述连接通道分别与各道排水腔连通，各所述连接通道内均设置有第一阀门。

通过采用上述技术方案，利用分隔设置的排水腔与各道连接通道之间的配合，使得可以通过控制相应的第一阀门启动以达到控制不同高度位置的排水腔进行排水的效果，利用第一排水孔使得土体内的水能够渗进排水腔内。

可选的，所述垂直排水板包括若干矩形板框，各所述排水腔分别设置于各件矩形板框，各所述第一排水孔均布于各件矩形板框上，所述垂直排水板还包括主板框，各所述连接通道均设置有主板框内，各所述矩形板框均密封的安装于主板框的其中一侧上。

通过采用上述技术方案，利用各件矩形板框与主板框之间的配合，能够快速形成多道互相分隔的排水腔以及分别与各道排水腔连通的连接通道。

可选的，所述垂直排水板还包括连接盒，所述连接盒的上侧设置有与水平吸水管道连通的法兰接头，所述主板框和安装于主板框上端的矩形板框插设于连接盒内，所述主板框和矩形板框与连接盒之间密封连接。

通过采用上述技术方案，利用连接盒与法兰接头之间的配合，能够实现垂直排水板与水平吸水通道的固定连接。

可选的，还包括密封沟，所述密封沟绕设抽真空地基一圈设置，所述密封膜的周侧均延伸至密封沟内，所述密封沟内覆水，水没过密封膜的边缘。

通过采用上述技术方案，利用密封沟和密封膜之间的配合，并在密封沟内覆水能够增加密封膜的密封效果。

第二方面，为保证深厚淤土地基整体加固效果，本申请还提供一种采用以上所述真空预压处理系统的工艺，采用如下的技术方案：

一种真空预压工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、试运行，该系统安装完成后，试抽真空，检测密封性和设备运行状态，试抽时间不小于4天；

步骤二、加载，连续抽真空，实测平均沉降速率应小于3mm/d时，开启第一空压机，直至平均沉降速率大于3mm/d时，关闭第一空压机，并重复该步骤，直至膜下真空度达到膜下真空度下降至设计要求；

步骤三、卸载，当实测沉降曲线推算的固结度≥85%，且连续5天实测沉降效率小于2mm/d时，对抽真空装置进行卸载，并拆除该系统。

通过采用上述技术方案，通过步骤一对该系统的运行进行测试，及时排除问题，通过步骤二同时进行真空预压和气压微劈裂，使得在持续抽真空时，土体渗透率均能够保持较高的状态，从而便于抽真空装置对地基进行抽真空，通过步骤三完成卸载工作，便于该系统拆除。

可选的，当步骤三进行时，利用击振设备对地基进行击密，第一遍点夯间距为4.0m×7.0m，正方形布置，击密能量为700～1000kn*m，击数1～2击；第二遍点夯间距为4.0m×7.0m，正方形布置，打在第一遍夯点之间，击密能量为700～1000kn*m，击数1～2击；满夯：满夯能量500kn·m，击数1～2击，锤印相互搭接1/4锤径。

通过采用上述技术方案，通过击振设备对地基进行击密工作，大幅度增加软土固结速率，缩短工期。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

在抽空过程中，能够确保土体的渗透性，使得土体内的水较容易被抽出，有效确保地基深处的真空度，并降低抽真空时长；

可以对地基进行分层抽真空，使得抽真空部分受到压差更加集中，从而确保抽真空效果；

在抽真空结束后，还采用击打的方式对地基进行击密，进一步提高地基的固结效率。

附图说明

图1是本申请实施例一的真空预压处理系统的布置示意图；

图2是本申请实施例一的排水组件的布置示意图；

图3是本申请实施例一的垂直排水板的结构示意图；

图4是本申请实施例一的垂直排水板的爆炸示意图；

图5是本申请实施例一的微劈裂组件的布置示意图；

图6是本申请实施例一的密封组件的布置示意图；

图7是本申请实施例二的垂直排水板的爆炸示意图；

图8是本申请实施例二的垂直排水板的结构示意图；

图9是本申请实施例二的垂直排水板的爆炸示意图；

附图标记：1、排水组件；11、垂直排水板；111、连接盒；1111、法兰接头；112、主板框；1121、隔板；1122、连接通道；113、矩形板框；1131、第一排水孔；1132、第一连通孔；1133、排水腔；1134、贯通孔；114、第一阀门；115、主体；1151、固定板；1152、第二排水孔；116、排水管；1161、第二连通孔；1162、第二阀门；117、供气管；12、水平吸水管道；13、抽真空装置；14、水平输气管道；15、第二空压机；2、微劈裂组件；21、第一空压机；22、送气管；23、喷气管；231、气管；232、振动器；3、密封组件；31、密封沟；32、密封膜；4、砂垫层。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种真空预压处理系统。参照图1，该真空预压处理系统包括置排水组件1、微劈裂组件2、密封组件3以及击振设备（图中未显示），排水系统用于对地基进行抽真空以达到排水的效果，微劈裂系统用于对地基土体进行劈裂以达到提高土体土体渗透性的效果，密封组件3用于对地基表面进行密封以确保排水组件1的抽真空效果，击振设备用于对地基进行击密以加快地基固结效率；其中，在本技术方案中，击振设备采用振动压路机。

其中，在安装抽真空组件之前，用推土机将施工现场超高处土方推去，并推至到现场低洼处，清除大块石及各种杂质，以免影响塑料排水板施工。对清理出去的部分进行换填，换填采用不含杂质的素土，并进行整平，满足后期施工需要，然后回填30cm厚的砂垫层4，含泥量不超过10%，铺设后用推土机推平。

参照图2，抽真空组件包括垂直排水板11、水平吸水管道12和抽真空装置13，垂直排水板11竖直的设置有若干件，各件垂直排水板11均埋设于地基内，水平吸水管道12水平的埋设于砂垫层4内，水平吸水管道12与各根垂直排水板11的上端连通设置，抽真空装置13设置于密封组件3外，且抽真空装置13与水平吸水管道12连通；当需要抽真空时，只需要启动抽真空装置13，利用抽真空装置13与水平吸水管道12和垂直排水板11之间的配合，使得水平吸水管道12和垂直排水板11内部产生负压，从而达到抽真空排水的效果。

参照图3和图4，各件垂直排水板11均包括连接盒111、主板框112以及若干件矩形板框113；其中，连接盒111的上侧设置有法兰接头1111，连接盒111通过法兰接头1111与水平吸水管道12连通，主板框112内设置有若干道连接通道1122，各道连接通道1122的上端均与连接盒111的下侧连通，且各道连接通道1122分别与干件矩形板框113连通，各件矩形板框113内均设置有分别与各道连接通道1122连通的排水腔1133（图中未显示），在各件矩形板框113的侧面上均设置有若干道第一排水孔1131，且各件矩形板框113矩形板框113沿着主板框112的长度方向排布设置。

具体的，各道第一排水孔1131均设置于矩形板框113远离主板框112的一侧面上，在各件矩形板框113靠近主板框112的一侧上均设置有第一连通孔1132，矩形板框113通过第一连通孔1132与位置相应的连接通道1122连通；其中，在主板框112远离矩形板框113的一侧面上也设置有若干第一排水孔1131。

当垂直排水板11收到抽真空装置13的作用而使得内部产生真空时，地基内的水及部分空气首先通过第一排水孔1131进入排水腔1133内，进入排水腔1133内的水及空气在依次通过连接通道1122和连接盒111，最终进入水平吸水管道12内以完成排水工作。

主板框112靠近各件矩形板框113的一侧开口设置，在主板框112内设置有若干道隔板1121，各道连接通道1122通过隔板1121在主板框112内分隔出，各道连接通道1122的上端均与主板框112的上侧连通，且各道连接通道1122的上端均设置有用于控制连接通道1122与连接盒111导通的第一阀门114；其中，各件矩形板框113均利用螺栓锁付的方式与主板框112连接，且当主板框112、连接盒111和各件矩形板框113组装为一体时，主板框112和安装于主板框112上端的矩形板框113插设于连接盒111内，且主板框112及相应位置连接盒111利用螺栓锁付的方式与连接盒111可拆卸连接，主板框112和矩形板框113与连接盒111之间密封连接。

参照图5，微劈裂组件2包括第一空压机21、送气管22和喷气管23，喷气管23的设置有若干件，各件喷气管23均埋设于地基内，送气管22水平的埋设于砂垫层4内，送气管22与各根喷气管23的上端连通设置，第一空压机21设置于密封组件3外，且第一空压机21与送气管22连通；当需要对土体进行劈裂时，只需要启动第一空压机21，利用第一空压机21与送气管22和喷气管23之间的配合，使得喷气管23能够向土体内注入压缩空气，从而达到对土体进行劈裂的效果。

参照图5，喷气管23包括气管231、振动器232和土工布（图中未显示），在气管231的末端200mm范围内设置4～6个喷气孔，孔径宜为3mm，振动器232利用法兰盘结构安装于气管231的末端处，且振动器232的电源线利用气管231伸出地面外，土工布包裹住气管231和振动器232。

其中，喷气管23采用软质塑料管，管径不小于10mm，耐压不小于1mpa，喷气管23的末端应利用振动器232封闭住，喷气管23布设间距为垂直排水板11布设间距的2倍～4倍，加固区域软土厚度较大时，喷气管23宜按不同深度相互间隔布。

参照图6，密封组件3包括密封沟31和密封膜32，密封沟31环绕着地基的抽真空区域周向一圈设置，密封膜32覆盖在地基的表面上，且使得密封膜32的边缘伸入密封沟31内。

具体的，密封沟31的开挖应沿加固区域周边进行，开挖的土料置于沟两侧，开挖深度和宽度符合设计要求。密封沟31内侧土料沿密封沟31内边线构筑覆水围堰，围堰高度不小于50cm，顶宽不小于50cm，内外侧坡比不陡于1:0.5。密封沟31内坡和覆水围堰应进行人工修整，清除杂物和棱角。密封膜32施工时，先在砂层上铺设一层编织布和两层(道路区为一层)250g/m2的短丝土工布，再依次铺设三层(道路区为两层)0.14mm的聚氯乙烯真空膜。密封膜32在工厂采用热合粘结法拼成一个大于处理面积的整块塑料膜。为了达到最佳的真空预压加固效果，密封膜32与土工布每边向外扩出至少3m，并将其埋在周围的密封沟31内。密封前先在密封沟31内制作50cm左右的泥浆层，密封膜32应依次埋入密封沟31的泥浆层内。

本申请实施例一种真空预压处理系统的实施原理为：

通过设置排水组件1、微劈裂组件2、密封组件3统以及高真空击密对深厚淤土地基进行组合加固。通过能够进行分层抽真空的垂直排水板11将负压源由传统的表层单一真空作用层变成分布于深厚淤土地基的多层次真空作用层，使得各层的抽真空效果更佳，利用由第一空压机21、送气管22、喷气管23组成的微劈裂组件2，通过压缩气体作用于土体以形成微小裂隙，从而达到增加土体渗透性的效果，使得排水效果更佳，利用密封膜32、密封沟31、膜上覆水以及密封墙组成的密封组件3对加固区域进行封闭，最后通过击振设备击密制造“压差”排水，并结合数遍的变能量击密，分步降低含水量，加快软土固结速率。

实施例2：

参照图7，本实施例与实施例1的不同之处在于，排水组件1包括垂直排水板11、水平吸水管道12、水平输气管道14、抽真空装置13和第二空压机15，抽真空装置13与水平吸水管道12连通，第二空压机15与水平输气管道14连通。

其中，参照图8，垂直排水板11包括主体115、排水管116、供气管117以及多件矩形板框113，主体115用于连接排水管116、供气管117和各件矩形板框113，矩形板框113体用于在主体115内形成排水腔1133，排水管116用于形成将各道排水腔1133与水平吸水管道12连通，供气管117用于将各道排水腔1133与水平输气管道14连通。

参照图9，主板包括两片利用螺栓锁付的方式固定为一体的固定板1151，在两片固定板1151上均设置有若干第二排水孔1152，各件矩形板框113固定于两件主板体之间，各件矩形板框113沿主板体的高度方向排布，各件矩形板框113的两侧面均开口设置，从而使得矩形板框113能够与位置相应的排水孔连通，通过矩形板框113与两片固定板1151之间的配合能够围合形成排水腔1133，在各件矩形板框113的左右两侧边上均设置有一贯通孔1134，排水管116和供气管117分别安装于矩形板框113的左右两侧边上，且排水管116和供气管117上均设置有若干道分别与位置相对于的贯通孔1134连通的第二连通孔1161，各道第二连通孔1161内均设置有第二阀门1162。

实施例2的实施原理为：

当需要对地基进行抽真空排水时，只需要导通相应的第三阀门，从而使得排水管116能够与相应的矩形板框113连通，此时，抽真空装置13能够对排水板其中一高度位置处的排水腔1133进行抽真空。当对地基进行抽真空排水时，可以同时导通安装于供气管117上的第三阀门，从而使得供气管117能够与相应的矩形板框113连通，此时，第二空压机对排水板其中一高度位置处的排水腔提供压缩空气，从而使得该垂直排水板11可以同时进行抽真空排水和气压劈裂两种工作。

本申请实施例还公开一种采用如上所述真空预压处理系统的工艺，包括以下步骤：

步骤一、试运行，该系统安装完成后，试抽真空，检测密封性和设备运行状态，试抽时间不小于4天；

步骤二、加载，连续抽真空，实测平均沉降速率应小于3mm/d时，开启第一空压机21，直至平均沉降速率大于3mm/d时，关闭第一空压机21，并重复该步骤，直至膜下真空度达到膜下真空度下降至设计要求；

步骤三、卸载，当实测沉降曲线推算的固结度≥85%，且连续5天实测沉降效率小于2mm/d时，对抽真空装置13进行卸载，并拆除该系统。

其中，当步骤三进行时，利用击振设备对地基进行击密，第一遍点夯间距为4.0m×7.0m，正方形布置，击密能量为700～1000kn*m，击数1～2击；第二遍点夯间距为4.0m×7.0m，正方形布置，打在第一遍夯点之间，击密能量为700～1000kn*m，击数1～2击；满夯：满夯能量500kn·m，击数1～2击，锤印相互搭接1/4锤径。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除