[發明專利]一種軟土地基多孔深部壓氣排水裝置及施工方法

在審

• 申請號: 202111361278.8
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114370047A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王君;孫紅月;舒俊煒;陳琦;金夢晨;袁帥;鄭娟;常紀磊;李雪野
• 申請（專利權）人: 寧波中交水運設計研究有限公司;浙江大學
• 主分類號: E02D3/10
• 分類號: E02D3/10
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

本發明涉及一種軟土地基多孔深部壓氣排水裝置及施工方法，包括壓氣管和排水管，在軟土地基內分別埋設有排水空腔體和氣體擴散空腔體，且排水空腔體位于氣體擴散空腔體的周圍；氣體擴散空腔體連接有壓氣管，且壓氣管沿軟土地基的豎向伸出至地表外并與充氣泵相連通；排水空腔體連接有排水管，且排水管的一端伸入至排水空腔體的底部，另一端沿軟土地基的豎向并伸出至地表外；利用壓氣管向氣體擴散空腔體充氣，保持氣體擴散空腔體的氣壓大于周圍土體的孔隙水壓力并小于土體的自重壓力，利用氣體向四周土體擠壓驅動土體中的地下水流向排水空腔體，然后經排水管流出地表，實現軟土地基深部排水，縮短深部軟土排水固結時間。

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，尤其涉及一種軟土地基多孔深部壓氣排水裝置及施工方法。

背景技術

軟土地基具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性強、滲透性低、承載能力差等特點。在軟土地基上修筑建筑物時，工程荷載極易導致地基產生過量沉降，并因軟土的低滲透性使地基固結沉降的持續時間很長，尤其是軟土地基土層厚度大的工程條件下，因深部軟土地基中的地下水流出地表的排水路徑長，自然排水固結時間可能持續數十年到數百年，過大的工后沉降常常影響工程的正常使用，甚至產生工程災害。目前采用的加載預壓法、真空預壓法等，對淺部軟土的排水固結效果良好，但對深部軟土的排水固結效果差，實現深部軟土排水固結處理要求的時間長，工程費用高。深部軟土層排水固結已成為軟土地基排水固結處理的難點，特別是針對建筑物對土體的大面積承載，其深部軟土層排水固結尤為重要，采用現有的深部軟土固結處理，時間太長、工程費用太高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種適用于建筑物對土體的大面積承載的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置及施工方法，用于排出軟土地基深部地下水，達到加快深部軟土的排水固結和減小工后地基沉降變形的目的。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，這種軟土地基多孔深部壓氣排水裝置包括壓氣管和排水管，在軟土地基內分別埋設有排水空腔體和氣體擴散空腔體，所述排水空腔體至少設有兩個，并布置在所述氣體擴散空腔體的周邊，且所述氣體擴散空腔體在軟土地基內的底部低于所述排水空腔體在軟體地基內的底部；所述氣體擴散空腔體的上端面開設有連接口，并通過所述連接口連接有所述壓氣管，且所述壓氣管沿軟土地基的豎向伸出至地表外并與充氣泵相連通；所述排水空腔體的上端面開設有連接口，并通過所述連接口連接有所述排水管，且所述排水管的一端伸入至所述排水空腔體的底部，另一端沿軟土地基的豎向并伸出至地表外；通過以上排水裝置的設置并埋入至軟土地基內，能實現對軟土地基深部排水，并縮短深部軟土地基排水固結時間，以達到降低深部土體的飽和度，減小軟土地基的工后沉降變形，并滿足建筑物對土體的大面積承載上實現深部軟土固結處理。

作為優選，所述氣體擴散空腔體的外徑大于或等于所述排水空腔體的外徑，所述氣體擴散空腔體在軟土地基內的底部與所述排水空腔體在軟體地基內的底部之間的豎向間距為1至2m；兩腔體之間的外徑差異使得氣體擴散空腔體內的氣壓不但能滿足驅動土體的滲流壓力，而且還能通過滲流壓力傳遞并滿足排水空腔體內的壓力，兩腔體之間的間距差能滿足將位于腔體下方深部的土體內的地下水能充分的滲入至排水空腔體內，促使土體大面積承載上實現深部軟土固結處理。

作為優選，所述排水空腔體設有四個，并圍繞在所述氣體擴散空腔體的徑向周邊且呈等間距分布；這樣不但擴大了深部軟土固結處理的面積，而且也使得在軟土固結處理過程中對有效面積的土體排水更為均勻化。

作為優選，所述氣體擴散空腔體與所述軟土地基的地表面之間的豎向間距大于10m，且所述氣體擴散空腔體與所述排水空腔體之間的橫向間距為3至5m；這樣更有利于向氣體擴散空腔體內壓氣，及更有利于排水空腔體體向地表外排水，并可通過調節間距，可適應排水固結的時間控制要求及適應不同深度和面積要求的軟土固結，更能適應不同面積的建筑物對土體的大面積承載上實現深部軟土固結處理。