[發(fā)明專利]一種軟土地基的熱排水固結處理裝置及其處理方法

有效

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• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102587352A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 葉俊能;劉干斌;鄭榮躍
• 申請（專利權）人: 寧波市軌道交通工程建設指揮部
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發(fā)明涉及軟土地基處理技術領域，尤其是涉及一種軟土地基的熱排水固結處理方法及其處理裝置。

背景技術

我國東南沿海和內陸廣泛分布著海相、湖相以及河相沉積的軟土地基，其特點是含水量大、壓縮性高、強度低、透水性差且不少情況埋藏深厚，地基承載力和穩(wěn)定性往往不能滿足工程要求。因此，軟土地基需要采取處理措施，排水固結法就是處理軟粘土地基的有效方法之一，該法是對先在軟土地基中設置砂井、塑料排水帶等豎向排水井，然后利用建筑物本身重量分組逐漸加載，或是在建筑物建造以前，在場地先行加載預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。排水固結法一般適用于飽和軟粘土、吹填土、松散粉土、新近沉積土、有機質土及泥炭土地基。

現(xiàn)有的軟土地基的排水固結處理方法主要有堆載預壓法、真空預壓法、降低地下水位法、電滲法或幾種方法兼用的聯(lián)合法等，主要由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組合而成的。其中加壓系統(tǒng)為施加起固結作用的荷載，使土中的孔隙水產(chǎn)生壓差而滲流使土固結，其材料有固體(土石料等)、液體(水等)、真空負壓力荷載等；排水系統(tǒng)包括豎向排水井和水平排水墊層，主要是在地基中設置砂井或塑料排水帶等豎向排水井，地面連以排水砂墊層而構成，設置排水系統(tǒng)主要在于改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的通路，縮短排水距離。

近年來，國內外的高速公路、鐵路、機場、電廠、堆場、港口、圍墾、污水處理廠、垃圾填埋場、圍海造陸、水利水電、碼頭建筑等工程中的軟基處理項目大量使用了塑料排水板。塑料排水板加固軟土地基就是將帶狀的塑料排水板用插板機插入軟土中，然后利用土體自重、地面加載預壓、地基土層抽真空負壓等荷載的作用，通過毛細現(xiàn)象和塑料排水帶在土中形成的排水通道將飽和軟土中的孔隙水排出，是淤泥、淤質土、沖填土等飽和粘性及雜填土運用排水固結法進行軟基處理的良好垂直通道，大大縮短了軟土的排水距離，加快了軟土的固結，從而使地基土體得到加固的一種方法。

但是現(xiàn)有堆載預壓、真空預壓等加壓聯(lián)合塑料排水板排水固結法仍存在一定的問題。普通塑料排水板下無法從根本上改變地基中的水平徑向滲透固結速度。在豎向荷載作用下，土體水平固結效應小。為此，要加快地基固結必須加大地表荷載，但又易使軟土的結構破壞，導致滲透系數(shù)降低，使孔隙水壓力消時減慢，反而導致地基排水固結時間的延長，影響工期，甚至工程造價。因此，現(xiàn)有采用普通塑料排水板的軟土地基的排水固結處理方法局限性主要表現(xiàn)為未能從根本上改善土體水平向滲透和固結速度，軟土地基水平向固結速率仍緩慢，加固軟土地基的時間較長。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可加速水在土體中水平向的滲流，提高軟土地基的固結速度，減小工后沉降量的軟土地基的熱排水固結處理裝置及其處理方法。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種軟土地基的熱排水固結處理裝置，包括加壓系統(tǒng)、水平排水系統(tǒng)和豎向排水系統(tǒng)，所述的豎向排水系統(tǒng)包括若干個并排設置的導熱塑料排水板，所述的導熱塑料排水板包括塑料芯板及包裹在所述的塑料芯板四周的濾膜，所述的塑料芯板的外周設置有導熱管，所述的導熱管通過管道連接形成循環(huán)回路，所述的循環(huán)回路的進水口和出水口分別連接水循環(huán)加熱器。

所述的加壓系統(tǒng)主要采用堆載預壓、真空預壓和低能強夯中的一種或幾種聯(lián)合。

所述的水平排水系統(tǒng)主要由砂墊層組成，所述的砂墊層內設置有真空排水濾管，所述的真空排水濾管包括圍成矩形的真空主管和與所述的真空主管一體連通的若干個支濾管，所述的真空主管連接真空泵，所述的支濾管橫臥在所述的真空主管的內部，所述的真空主管與所述的支濾管的周壁上設置有透氣孔。

所述的導熱管的外徑為5～12mm，內徑為4～10mm，所述的導熱管與所述的濾膜采用粗長纖維熱熔粘合或者細長纖維熱軋粘合并結合化學膠粘合，所述的塑料芯板采用高密度聚乙烯或聚丙烯材料制作而成，所述的導熱管采用橡膠塑料軟管制作而成，所述的濾膜采用滌綸或丙綸制作而成。

所述的塑料芯板的兩側沿塑料芯板的長度方向相應設置有第一導熱管和第二導熱管，所述的塑料芯板的底部設置有第三導熱管，所述的第一導熱管的下端開口和所述的第二導熱管的下端開口分別通過導熱管接頭與所述的第三導熱管連通。

一種軟土地基的熱排水固結處理方法，包括以下步驟：

(1)?將待處理的軟土地基進行場區(qū)場地平整，挖除軟土地基表層的種植土、樹根、生活垃圾、建筑垃圾，再回填石灰土至設計標高；