[發明專利]利用抽真空技術加固沙性土并改良其工程特性的方法

有效

• 申請號: 201710231070.1
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106836176B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 何寧;周彥章;錢亞俊;姚明帥;張桂榮;許濱華;姜彥彬;何斌;王國利;李登華;汪璋淳;張中流;李東兵;黃宙晟;梅聚福;張賢;方濤;劉中儀;吳璐璐;張家勝
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00;E02D3/10;E02D3/12
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

利用抽真空技術加固沙性土并改良其工程特性的方法：先對沙性土建筑物基礎采用土工布保護的雙層塑料密封膜或聯合瀝青封底的密封結構進行密封處理；在底部封底結構上布設抽真空主濾管路系統；填筑沙性土，至設計高程后用土工布進行包裹，再用與封底密封連接好的雙層塑料密封膜密封包裹；在頂部布置安裝注漿管，注漿管采用出膜密封裝置引出并臨時封閉管口；連接抽真空設備進行抽真空壓縮加固處理；將頂部注漿管接入注漿管路，保持真空狀態下將漿液注入建筑物孔隙內，加固過程通過監測和檢測數據評估注漿改良效果。本發明能夠實現不良沙性土在工程建設中的應用，解決了中國沙漠和沙土地區工程建設當地建筑材料缺乏的難題。

技術領域

本發明屬于土木工程、水利工程和交通工程等領域，具體涉及一種利用抽真空技術加固改良沙性土的新方法。

背景技術

在中國西北、華北和東北地區，包括新疆、內蒙古、青海、寧夏、甘肅、陜西、黑龍江、遼寧和吉林等地，分布有眾多沙漠、戈壁和沙地，其組成物質主要為風積沙，風積沙具有粒徑較細且均勻、級配不良、粉粘粒含量低、含水率低、滲透系數大等特殊工程性質，風積沙內的水分以向下滲透和表面蒸發的方式散失。由于這些地區采用當地風積沙作為天然建筑及填筑材料存在上述不良特性，且自然條件惡劣，以往被認為不適合開展工程建設項目，其工程應用成功范例寥寥無幾。

風積沙作為典型沙性土，是干旱、半干旱沙漠氣候環境下形成的一種特殊地質材料，也是沙漠地區分布廣泛、儲量豐富、取材方便的廉價工程材料。但風積沙結構松散、粘粒含量低、粘聚性差、穩定性差、壓縮特性差，采用常規施工碾壓后難以碾壓密實、承載力低、強度差，碾壓后無結構性，難以長期保持碾壓后的密實水平。因此在沙漠地區直接利用風積沙等沙性土作為建筑材料開展工程建設難度大、成本高，難以保證工程質量。由于風積沙作為建設材料自身的工程特性，已開展的一些在建工程在工程質量、進度和造價等方面存在不同程度的問題。如目前中國西北地區在建的某輸水工程，采用風積沙建設渠堤，當地可利用的風積沙在強度、滲透性、保水性、砂粒間粘結性等方面不能滿足正常填筑施工要求，嚴重影響工程的正常建設。首先，該工程地處新疆地區，風積沙級配不良較為嚴重，且渠堤填筑施工多在高溫干燥的夏秋季節進行，攤鋪沙層和碾壓后的沙層均失水較快，難以滿足最優含水率和壓實系數的壓實要求，填筑質量也難以滿足設計要求，渠堤的穩定安全和渠道的運行安全難以得到有效保障；其次該工程位于高地震烈度區，地震作用對壓實度差的風積沙渠堤安全將產生嚴重不良影響；再次，由于填筑施工中風積沙砂層失水較快，上層攤鋪前已完成碾壓的下層砂呈現明顯失水松散狀態，無法滿足運輸上料重載工程車正常作業的要求，導致上料困難，嚴重影響渠堤的填筑施工。

隨著中國社會經濟的發展以及“一帶一路”和西部大開發戰略的實施，越來越多具有戰略意義和關系國計民生的重大工程和基礎建設項目包括沙漠公路、輸氣管道、輸水渠道、水工建筑物和輸變電線路正在規劃和建設中，中國西北、華北地區的大型油氣田開發及其配套化產業工程、西氣東輸工程、西電東送工程、長距離引調水工程、河流治理工程、西部高速公（鐵）路網工程、通訊和航天航空工程均需在沙漠和沙性土中大量開展。展望未來，中國在沙漠和沙化地區進行工程建設會越來越多，而風積沙具有分布廣泛、儲量豐富、取材方便的特點，是沙漠和沙化地區最豐富和最廉價的建筑材料，具有成為該類地區工程建設中重要基礎材料的可行性。因此提出一種能夠對沙漠和沙化地區風積沙等沙性土進行加固改良的新方法，從而降低施工難度并提升加固后風積沙等沙性土建筑材料的長期可靠性，改善其物理特性，提升其力學性質，使其在不同特性的工程建設項目中均能得到較好的應用。新方法將會產生良好的質量效益、經濟效益和社會效益，對服務于中國“一帶一路”和西部大開發戰略實施具有重要的意義。但是現有技術中尚未有這類技術方案公開。目前現有技術中的各種方案都很難滿足這類工程的需要。

發明內容