[發明專利]一種應用于深層飽和軟土地基的復合動力排水固結系統及施工方法

有效

• 申請號: 201610619086.5
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN106049413B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 溫欣;樸健;徐強東;賀玉娜;張健新
• 申請（專利權）人: 唐山工業職業技術學院
• 主分類號: E02D3/10
• 分類號: E02D3/10
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司12002
• 代理人: 侯力

1.一種應用于深層飽和軟土地基的復合動力排水固結系統，其特征在于，由真空豎井排水系統、地基復合固結系統和滿夯碾壓系統三部分組成;所述的應用于深層飽和軟土地基的復合動力排水固結系統，所述的真空豎井排水系統由真空排水井以及抽真空設備組成，其中真空排水井由深層真空排水井和淺層真空排水井按橫縱兩個方向相間排列組成，其中深層真空排水井是指埋入深度抵達深層軟土下臥層的真空排水井，其埋入深度不超過20m，由深層真空排水井護壁、深層真空排水井PVC真空管、工業廢料填料、封口細砂構成；淺層真空排水井是指埋入深度未抵達深層軟土下臥層的真空排水井，其埋入深度不超過10m，由淺層真空排水井護壁、淺層真空排水井PVC真空管、工業廢料填料、封口細砂構成；兩種真空排水井的外徑D₁相同約為0.3~0.5m，相鄰兩個真空排水井間的間距為8D₁~10D₁，兩種真空排水井護壁均為滲水性材料，兩種真空排水井的PVC真空管比兩種真空排水井的埋入深度大至少1m；上述的抽真空設備在兩種真空排水井布置完畢后，通過水平向集水總管與兩種真空排水井的PVC真空管相連，對真空排水井進行抽氣排水作業，真空度大于85kPa，所述的地基復合固結系統由與真空排水井“隔行錯位”布置的強夯井以及強夯設備組成，所述強夯設備為脫鉤落下的錐形夯錘，錐形夯錘橫向直徑D₂為0.3~0.6m，長度為2-5m，強夯井的井徑D₃大于錐形夯錘的橫向直徑D₂，在0.5~1m之間，其埋入深度最少要抵達深層軟土下臥層，但不得超過深層真空排水井的深度，強夯井縱橫向軸線井距不超過其井徑的6~10倍。

2.根據權利要求1所述的應用于深層飽和軟土地基的復合動力排水固結系統，其特征在于，所述的封口細砂的厚度為50cm。

3.根據權利要求1所述的應用于深層飽和軟土地基的復合動力排水固結系統，其特征在于，所述系統的施工方法包括以下步驟：

（1）根據設計要求，按照“先深后淺”的方式進行真空排水井的測量放線定位，深層、淺層真空排水井間隔布置且外徑D₁相同，D₁介于0.3m~0.5m之間，縱橫向間距控制為8D₁~10D₁，樁位測放偏差不超過0.02m；

（2）采用水沖法或鉆孔法在軟土地基按照設計要求進行真空排水井成孔作業，樁孔的垂直度偏差不大于2%，其中深層真空排水井縱向長度穿透深層軟土層，具體深度根據工程地勘資料確定，但不得超過20m，淺層真空排水井不穿透深層軟土層且不超過10m，深層和淺層真空排水井護壁均選擇滲透性好的材料；

（3）分別于深層、淺層真空排水井中心位置放置深層PVC真空管和淺層PVC真空管，其下部端部分別伸入兩種真空排水井底部以下至少1m，且采取防淤堵措施；

（4）根據地基處理要求和現場試夯確定錐形夯錘規格，其中錐形夯錘直徑為0.3m~0.6m、長為2m~5m；

（5）在真空排水井陣列之間，按照“隔行錯位”的原則進行強夯井點定位放線，強夯井縱向穿透深層軟土下臥層，但不得超過深層真空豎井長度；強夯井井徑視實際條件確定，要比夯錘略大，在0.5~1m之間，強夯井縱橫向軸線井距不超過其井徑的6~10倍；

（6）將兩種PVC真空管連接水平向集水總管，連接抽真空設備，進行第一次真空負壓抽氣排水試驗，負壓調試成功在井點中回填松散狀工業廢渣，回填完畢在距離井點地表控制標高0.5m處用封口細砂作為防漏氣措施對工業廢料填料封口，過程中確保PVC真空管不受擾動；回填結束進行第二次真空負壓抽氣排水試驗，調試正常則進行真空排水井排水作業，可直接作業，也可根據場地真空排水井規模選擇分階段抽氣排水方案，但要滿足真空度大于85kPa要求，同時錐形夯錘采取脫鉤下落的方式進行夯實作業，作業方式為從中間向四周隔2孔進行，重錘提升高度依據夯擊能要求進行調整，場區待處理地基面積較大宜分段施工，井內強夯完成后，用工業廢渣作為散體材料增強樁，且分層回填分層夯擴至地基表面設計標高，每次回填高度不超過2m；

（7）根據現場監測結果，當飽和軟土地基區域地基平均固結度大于85％，且連續5天實測沉降速率不大于2.0mm/d可進行停止排水、夯擊同步停止；

（8）拔出PVC真空管，清理排水和夯實系統，對地基處理范圍內的地基進行滿夯處理，滿夯結束用振動壓路機對地基土碾壓密實。