一种透水桩联合真空预压地基处理方法

摘要

本发明公开了一种透水桩联合真空预压地基处理方法，包括以下步骤：（1）将透水桩制好，桩体为中空管桩，带有桩帽；（2）将地基的处理区域分块，相邻多个单块组成一个区，进行真空预压时各块同步施工，各区之间实行流水作业；（3）将预制好的透水桩打入预压区地基内；在预压区内满铺砂垫层；（4）布置真空管网；（5）将密封膜分次铺设在平整好的砂垫层表面；（6）在加固区的临近四周挖设密封沟；将密封膜膜边沿密封沟内壁垂直插入软土和平铺于沟底；（7）开始抽真空，盖好桩帽。由于透水性桩的刚度和强度大，而且透水性好，使得地基处理过程中积累的孔隙水压力和沉降较小，相应的减小了地基的工后沉降，而且也提高地基承载强度。

权利要求

1.一种透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)将透水桩制好，桩体为中空管桩，带有桩帽，桩帽透水透气；

桩体强度为15MPa～30MPa，渗透系数为0.01mm/s～5.4mm/s，桩径取350～600mm，桩壁厚度取100～200mm，桩体长度为10m～20m；

步骤(2)将地基的处理区域分块，相邻多个单块组成一个区，进行真空预压时各块同步施工，各区之间实行流水作业；

步骤(3)将预制好的透水桩打入预压区地基内，先不盖桩帽，用土工布盖好；在预压区内满铺砂垫层；将砂垫层分层铺设，其间夹设土工格栅；

步骤(4)布置真空管网；在砂垫层上布设真空管网，且就地挖沟将真空管网的管节全部埋入砂垫层中，并通过出膜器将真空管网与真空排水泵连接；

步骤(5)将密封膜分次铺设在平整好的砂垫层表面，密封膜上、下设无纺土工布加以保护；

步骤(6)在铺设好密封膜的区域四周挖设密封沟；密封沟主要起着周边密封作用，将密封膜膜边沿密封沟内壁垂直插入软土和平铺于沟底，用黏土或淤泥回填，并进行压实；

步骤(7)待密封沟压实加固后开始抽真空，保持膜下真空度75KPa以上，连续抽真空

3～4个月，地基平均固结度可达80％以上，盖好桩帽。

2.如权利要求1所述的透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，所述的步骤

4 2 4 2

(2)每块按3×10m～4×10 m进行分割，相邻6～8个单块组成一个区。

3.如权利要求1所述的透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，所述的步骤(3)中将预制好的透水桩打入预压区地基内，其间距为1.2～1.5m。

4.如权利要求1所述的透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，所述的步骤(3)中砂垫层的厚度为50cm～80cm，其中，砂垫层中的中粗砂含量在95％以上。

5.如权利要求1所述的透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，所述的步骤(4)中管网包括主管和支滤管，所述的主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用网丝胶管连接，端头管设置封堵。

6.如权利要求5所述的透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，所述的主管和支滤管选用PVC塑料管材，主管管径为70mm～90mm，壁厚为2.4mm～3.5mm，支滤管管径

50mm～60mm，壁厚为2.0mm～2.5mm，且主管和支滤管外裹反滤材料。

7.如权利要求1所述的透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，所述的步骤(5)中密封膜材料为密封性和韧性好、抗穿透能力和抗老化能力强的聚氯乙烯土工膜，密封膜设2层～3层。

8.如权利要求1所述的透水桩联合真空预压地基处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中所述的密封沟的深度为2～3m。

说明书

一种透水桩联合真空预压地基处理方法

技术领域

[0001] 本发明提出了一种利用透水桩联合真空预压处理地基的方法，属于土木工程领域。

背景技术

[0002] 近几年来，出现了大量的软弱地基工程，地基处理一般用塑料排水板—真空预压法，即先插排水板再进行真空预压，但是，该法存在施工过程中塑料排水板易堵塞、工后地基承载力不够等问题；或者用塑料排水板—堆载预压法进行处理，即先插排水板再进行堆载预压，但是，该法存在施工质量难以控制、远途运输堆载料成本高、工程周期长等问题。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术存在的缺点，本发明提出一种利用透水桩联合真空预压处理地基的新型地基处理方法，结合透水桩复合地基和真空预压法的优点，使处理过后的软弱地基既具有高的承载能力和透水能力，又降低了工后沉降，而且提高施工效率，地基处理效果明显。

[0004] 本发明采用的技术方案如下：

[0005] 一种透水桩联合真空预压地基处理方法：

[0006] 步骤（1）将透水桩制好，桩体为中空管桩，带有桩帽，桩帽透水透气；

[0007] 步骤（2）将地基的处理区域分块，相邻多个单块组成一个区，进行真空预压时各块同步施工，各区之间实行流水作业；

[0008] 步骤（3）将预制好的透水桩打入预压区地基内，先不盖桩帽，用土工布盖好；在预压区内满铺砂垫层；将砂垫层分层铺设，其间夹设土工格栅；

[0009] 步骤（4）布置真空管网；在砂垫层上布设真空管网，且就地挖沟将真空管网的管节全部埋入砂层中，并通过出膜器将真空管网与真空排水泵连接；

[0010] 步骤 （5）将密封膜分次铺设在平整好的砂垫层表面，密封膜上下设无纺土工布加以保护；

[0011] 步骤（6）在铺设好密封膜的区域四周挖设密封沟；密封沟主要起着周边密封作用，将密封膜膜边沿密封沟内壁垂直插入软土和平铺于沟底，用黏土或淤泥回填，并进行压实；

[0012] 步骤（7）待密封沟压实加固后开始抽真空，保持膜下真空度75KPa以上，连续抽真空3～4个月，地基平均固结度可达80%以上，盖好桩帽。

[0013] 所述的步骤（1）中桩体强度为15MPa～30MPa，渗透系数为0.01mm/s～5.4mm/s，桩径取350～600mm，桩壁厚度取100～200mm，桩体长度为10 m～20 m。

[0014] 所述的步骤（2）每块按3×104 m2～4×104 m2进行分割，相邻6～8个单块组成一个区。

[0015] 所述的步骤（3）中将预制好的透水桩打入预压区地基内，其间距为1.2～1.5 m。

[0016] 所述的步骤（3）中砂垫层的厚度为50 cm～80 cm，其中，粗砂（含泥量≤ 3%）为主。

[0017] 所述的步骤（4）中管网包括主管和支滤管，所述的主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用网丝胶管连接，端头管设置封堵。

[0018] 所述的主管和支滤管选用PVC塑料管材，主管管径为70 mm～90 mm，壁厚为2.4 mm～3.5 mm，支滤管管径50 mm～60 mm，壁厚为2.0 mm～2.5 mm，且外裹反滤材料(如无纺土工布布套)。

[0019] 所述的步骤（5）中密封膜材料为密封性和韧性好、抗穿透能力和抗老化能力强的聚氯乙烯土工膜，密封膜设2层～3层。

[0020] 所述的步骤（6）所述的密封沟的深度为2～3 m。

[0021] 所述的桩径是指桩体的直径。主管管径是指主管直径。支滤管管径是指支滤管直径。

[0022] 本发明的工作原理如下：

[0023] （1）真空预压的加固机理是在外加荷载不变的情况下，通过抽真空对加固区域密封膜下的土体施加流体压力(负压)，并通过能够传递流体压力的孔隙介质，在较短的时间内将其作用和影响由近及远地向距边界较远的部位延伸，逐步建立起新的动平衡。在形成动态平衡的过程中，土体较快的固结。即通过在软土地基上铺设砂垫层，并设置竖向排水通道（砂井或塑料排水板），再在其上覆盖不透气的薄膜形成一密封层，然后用真空泵抽气，使排水通道保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，孔隙水逐渐被吸出，从而使土体达到固结。

[0024] （2）透水桩具有良好的透水性能，渗透系数较大，排水速度快，可作为竖向排水体打入软土地基形成排水通道，快速排出地基在施工过程及工后沉降过程中产生的孔隙水，从而消散超静空隙水压力。透水性桩不仅透水性强，而且强度和刚度高，这使得上覆荷载在桩体中力的传递和地基的排水固结过程耦合在一起，相互促进，既加快了地基固结速度，减小了工后沉降，又提高了地基承载力。

[0025] （3）透水桩复合地基联合真空预压的地基处理方法可以大面积、高效率的处理软弱地基，见图1，打入地基内的透水桩在外界真空排水泵的作用下疏干地基土中的孔隙水，消散地基处理过程中地基内产生的超静孔隙水压力，加快土体固结沉降。由于透水性桩的刚度和强度大，而且透水性好，使得地基处理过程中积累的孔隙水压力和沉降较小，相应的减小了地基的工后沉降，而且也提高地基承载强度。同时，由于透水性桩良好的透水性，可以很好的防止地震引起的地基液化。

附图说明

[0026] 图1 透水桩联合真空预压地基处理方法示意图；

[0027] 图中：1 透水桩，2真空排水泵，3真空管网，4密封膜，5砂垫层，6密封沟。

具体实施方式

[0028] 本发明的具体实施方式如下：

[0029] 步骤（1）将透水桩1制好，桩体为中空管桩，带有桩帽，桩帽透水透气；桩体强度为15MPa～30MPa，渗透系数为0.01mm/s～5.4mm/s，桩径取350～600mm，桩壁厚度取100～
200mm，桩体长度为10 m～20 m。

[0030] 步骤（2）将地基的处理区域分块，每块按3×104 m2～4×104 m2进行分割，相邻6～8个单块组成一个区，进行真空预压时各块同步施工，各区之间实行流水作业。

[0031] 步骤（3）将预制好的透水桩打入预压区地基内，间距为1.2～1.5 m，先不盖桩帽，用土工布盖好。在预压区内满铺砂垫层，厚度为50 cm～80 cm，以中粗砂（含泥量≤ 3%）为主。将砂垫层5分层铺设，其间夹设土工格栅。

[0032] 步骤（4）布置真空管网3，该管网由主管和支滤管组成，选用具有一定强度和柔性的PVC塑料管材，主管管径为70 mm～90 mm，壁厚不小于2.4 mm，支滤管管径50 mm～60 mm，壁厚不小于2.0 mm，且外裹反滤材料(如无纺土工布布套)。主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用网丝胶管连接。端头管设置封堵。在砂垫层上布设、连接好真空管网后，就地挖沟将管节全部埋入砂层中，并通过出膜器将管网与真空排水泵2连接。

[0033] 步骤（5）密封膜4材料为密封性和韧性好、抗穿透能力和抗老化能力强的聚氯乙烯土工膜，密封膜设2层～3层，分次铺设在平整好的砂垫层表面，密封膜上下设无纺土工布加以保护。

[0034] 步骤（6）在加固区的临近四周挖设密封沟6，深度为2～3 m。密封沟主要起着周边密封作用，将密封膜膜边沿密封沟内壁垂直插入软土和平铺于沟底，用黏土或淤泥回填。

[0035] 步骤（7）开始抽真空，保持膜下真空度75KPa以上，连续抽真空3～4个月，地基平均固结度可达80%以上，盖好桩帽。

[0036] 具体实例一：

[0037] 某港口软基处理项目，需进行填海造陆扩充港口面积，并在地基承载力达到要求后修筑集装箱堆场。该填海造陆工程在海岸原有基础上通过吹填建成，地质情况自上而下为素填土、吹填土、含淤泥中砂、含砂砾粉质粘土及泥质砂岩，由于下卧淤泥层较厚，导致软基处理范围广、难度大，整体投资难以把控。所以，为缩短工期，减小工后沉降量，可采用透水桩联合真空预压对海相软土地基进行处理。

[0038] 透水桩体采用管桩布置，长度10 m～20 m，桩体抗压强度不低于15MPa，渗透系数4 2 4 2
不低于0.01mm/s。划分地基加固区域，每块按3×10 m～4×10 m进行分割，相邻6～8个单块组成一个区，通过打桩机将桩体压入地基，在预压区内满铺砂垫层，厚度为50 cm～
80 cm，以中粗砂为主。

[0039] 布置真空管网，主管管径为70 mm～90 mm，壁厚不小于2.4 mm，支滤管管径50 mm～60 mm，壁厚不小于2.0 mm，主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用网丝胶管连接。端头管设置封堵。在砂垫层上布设、连接好真空管网后，就地挖沟将管节全部埋入砂层中，并通过出膜器将管网与真空排水泵连接。铺好密封膜，通过预压区域周边的密封沟密封好，开始抽真空，当膜下真空度达到75KPa后，连续抽真空3～4个月，达到需要的固结度，盖好桩帽。

[0040] 施工时，所有桩体垂直度误差不大于1.5%。所有桩体直径相同，根据工程实际情况，桩径取350～600mm，桩壁厚度100～200mm，桩体间距为1.2～1.5 m。

[0041] 施工前场地需清表处理，做好“三通一平”工作。

[0042] 具体实例二：

[0043] 某滨海道路项目，地基由上层的碎石填土与吹填泥砂（半年前填海造陆）及下层的含淤泥中砂与泥质页岩风化产物组成，为典型的软弱地基，该地基含水量大，压缩性大，强度低，渗透性差，而且具有不均匀性，因此可采用透水桩联合真空预压对该地基进行处理工作。

[0044] 透水桩体采用管桩布置，长度10 m～20 m，桩体抗压强度不低于15MPa，渗透系数4 2 4 2
不低于0.01mm/s。划分地基加固区域，每块按3×10 m～4×10 m进行分割，相邻6～8个单块组成一个区，通过打桩机将桩体压入地基，在预压区内满铺砂垫层，厚度为50 cm～
80 cm，以中粗砂为主。

[0045] 布置真空管网，主管管径为70 mm～90 mm，壁厚不小于2.4 mm，支滤管管径50 mm～60 mm，壁厚不小于2.0 mm，主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用网丝胶管连接。端头管设置封堵。在砂垫层上布设、连接好真空管网后，就地挖沟将管节全部埋入砂层中，并通过出膜器将管网与真空排水泵连接。铺好密封膜，通过预压区域周边的密封沟密封好，开始抽真空，当膜下真空度达到75KPa后，连续抽真空3～4个月，达到需要的固结度，盖好桩帽。

[0046] 施工时，所有桩体垂直度误差不大于1.5%。所有桩体直径相同，根据工程实际情况，桩径取300～800mm，桩壁厚度100～300mm，桩距的确定应满足地基沉降和承载力要求。

[0047] 施工前场地需清表处理，做好“三通一平”工作。