一种真空预压排水系统及排水方法

摘要

本发明涉及一种真空预压排水系统及排水方法，排水板包括排水板，抽水主管，单手板接头和真空泵。所述的排水板由多个长度不同的板芯拼合而成，每个板芯的首部和尾部均开口，位于中部的板芯最长，设其首部开口处为首端，越靠外侧的板芯，首部开口处距离首端越远；露在最外侧的板芯部分均包裹滤布，其余板芯部分侧向密封，使得整个排水板内形成长条形排水通道，首尾开口；各个板芯在尾部分开，分别连接有单手板接头，并通过管路连接到抽水主管。本发明可避免“二次加固”，缩短施工工期，实现各深度土体同步有效加固。

权利要求

1.一种真空预压排水方法，所采用的排水系统，包括排水板，抽水主管，单手板接头和真空泵；所述的排水板由5个长度不同的板芯拼合而成，每个板芯的首部和尾部均开口，位于中部的板芯最长，设其首部开口处为首端，越靠外侧的板芯，首部开口处距离首端越远；

露在最外侧的板芯部分均包裹滤布，其余板芯部分侧向密封，使得整个排水板内形成长条形排水通道，首尾开口；各个板芯在尾部分开，分别连接有单手板接头，并通过管路连接到抽水主管；各个板芯在尾部分开后的长度不同，最外侧最长、靠中间次之、中部板芯尾部分开的长度最短；

位于中部的板芯的长度根据需要处理的软土地层而定，中部板芯两侧的两个板芯的首部距离首端为中部板芯长度的三分之一；最外侧两个板芯的首部距离首端为中部板芯长度的三分之二；

排水方法包括下列步骤：

（1）施工前，获取需要处理的软土地层的平均总厚度S；

（2）将S除以3得到L，L即是各段滤布的长度；

（3）根据L的数值，加工所述的排水板；

（4）通过插板机将排水板插入S深的土层；

（5）在排水板尾部插接单手板接头；

（6）将各个排水板板芯的尾部分别连接到抽水主管；

（7）抽水主管连接水汽分离罐，使用真空泵对水汽分离罐抽真空，进行排水固结。

说明书

一种真空预压排水系统及排水方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种真空预压过程中可以使深层土体被同步加固的排水系统。

背景技术

[0002] 随着我国经济发展水平不断提高，沿海地区陆域资源紧张问题愈发严重，围海造陆作为缓解陆域资源紧张的重要手段被广泛使用。围海造陆一般通过挖泥船直接从海底通过水力将淤泥吹填至目标区域，形成陆地。这种通过水力吹填至目标圈形成陆地的淤泥一般被称为吹填土。吹填土具有高含水率、高压缩性、高孔隙比以及低抗剪强度、低渗透系数的特点，无法直接进行施工建设。一般通过真空预压法进行加固处理。

[0003] 真空预压法是一种利用排水板深入土体，再通过真空泵产生真空负压，真空负压通过管道传递至排水板使土体进行排水固结的一种加固方法。相比于其他地基处理方法，真空预压法因其施工步骤简单，造价成本低，处理效果好而被广泛使用。其具体的施工步骤包括铺设编织布、插设防淤堵塑料排水板、连接手型接头、连接真空管网、挖填密封沟、铺设编织布及无纺土工布、铺设密封膜、真空预压工艺施工、真空预压恒载+卸载等分项。

[0004] 虽然真空预压广泛地被用于软土地基处理，但是传统的真空预压法中也存在一些不足和弊端，使得其加固效果大打折扣。例如，真空预压法加固软土地基施工过程中，如果被处理的土层深度较大，受涂抹、井阻和排水板堵塞等因素影响，真空负压难以传递到深部土体之中，相较于浅层土体，真空负压在深层土体中明显降低，甚至趋近于零，造成深层土体加固效果不佳，工程中往往需要进行“二次加固”，但这种解决方式耗时耗能。

[0005] 因此，现有技术中缺乏能够使真空压力传递至深层土体的新方法和方式，来增加真空预压法中对深层土体加固效果。

发明内容

[0006] 针对上述问题，本发明克服现有技术的不足，开发了一种真空预压各深度土体可同步加固的排水系统，该系统可避免“二次加固”，缩短施工工期，实现各深度土体同步有效加固，避免由于各深度土体处理效果不一致造成工后沉降进而引发上部建(构)筑物不同程度破坏问题。本发明的技术方案如下:

[0007] 一种真空预压排水系统，包括排水板，抽水主管，单手板接头和真空泵，其特征在于，所述的排水板由多个长度不同的板芯拼合而成，每个板芯的首部和尾部均开口，位于中部的板芯最长，设其首部开口处为首端，越靠外侧的板芯，首部开口处距离首端越远；露在最外侧的板芯部分均包裹滤布，其余板芯部分侧向密封，使得整个排水板内形成长条形排水通道，首尾开口；各个板芯在尾部分开，分别连接有单手板接头，并通过管路连接到抽水主管。

[0008] 优选地，各个板芯在尾部分开后的长度不同，最外侧最长、靠中间次之、中部板芯尾部分开的长度最短。

[0009] 优选地，一个排水板由五个板芯拼合而成，位于中部的板芯的长度根据需要处理的软土地层而定，中部板芯两侧的两个板芯的首部距离首端为中部板芯长度的三分之一；最外侧两个板芯的首部距离首端为中部板芯长度的三分之二。

[0010] 本发明还提供所述的真空预压排水系统实现的排水方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)施工前，获取需要处理的软土地层的平均总厚度S；

[0011] (2)将S除以3得到L，L即是各段滤布的长度；

[0012] (3)根据L的数值，加工所述的排水板；

[0013] (4)通过插板机将排水板插入S深的土层；

[0014] (5)在排水板尾部按照图6布置，插接单手板接头；

[0015] (6)将各个排水板板芯的尾部分别连接到抽水主管；

[0016] (7)抽水主管连接水汽分离罐，使用真空泵对水汽分离罐抽真空，进行排水固结。

[0017] 由新型排水板为主体的排水系统具有以下优点：

[0018] 1.新型排水板相比于传统排水板厚度增加不多，方便插板机施工；

[0019] 2.整个排水系统在施工前布置好后，施工过程中不需要再进行深度调整，有效避免密封膜漏气、施工步骤繁琐等缺陷；

[0020] 3.进行地基处理时，各个深度可以同时施加真空压力进行排水固结，可以大大增加真空预压法对深层软土地基的处理效果。

附图说明

[0021] 图1是本发明的新型排水板整体效果图。

[0022] 图2是本发明的新型排水板拆分示意图。

[0023] 图3是本发明的新型排水板拼合后滤布面示意图。

[0024] 图4是本发明的新型排水板过渡处示意图。

[0025] 图5是本发明的新型排水板尾部示意图。

[0026] 图6是本发明的新型排水板连接抽水管接头时尾部示意图。

[0027] 图7是本发明的新型排水板连接抽水管平面布置示意图。

[0028] 图中标号说明：L为各段长度(数值为通过地勘资料获取的地层总厚度的三分之一)；①表示箭头所指的表面为滤布；②表示箭头所指的表面为板芯材质；③表示新型排水板插板位置；④表示三通接头；⑤表示四通接头；⑥表示单手板接头；⑦表示抽水主管。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明进行说明。

[0030] 新型排水板整体效果如图1所示，整体为五条不同长度的常规防淤堵排水板以距离L交错拼合而成。新型排水板拆分后结构如图2所示，其中①号箭头所指的表面为滤布，②号箭头所指的表面为板芯材质，②号表面的板芯与内部板芯密封覆盖，只有上下开口，侧边不透水、不透气。五个拆分部分按图2所示生产好后，由②号面相互粘接，形成图3的整体，整体外部全部为滤布包裹，用于真空预压排水。

[0031] 新型排水板尾部的结构如图5所示，五条排水板在尾部分开，分别连接单手板接头⑥，通过这种方式可以保证每块排水板内部都可以产生足够的真空压力。尾部分开后的长度如图5所示，两外侧最长、中间次之、中部板芯突出的长度最短，可以使排水板在密封膜下连接抽水管时紧密布置。尾部连接抽水管接头时的布置方式如图6所示，这样的布置方式可以使排水板上部覆盖密封膜后不会突起太多而顶破密封膜。真空预压施工现场的抽水管平面布置图如图7所示。图7中③为新型排水板插板位置，④为三通接头，⑤为四通接头，⑥为单手板接头，⑦为抽水主管。这样的布置可以使每根抽水管可以产生足够的真空压力促进排水固结。

[0032] 本发明的工作原理是:排水系统使用了一种新型同步加固渐进变厚式排水板(以下简称新型排水板)，尾部分开，分别连接不同排水管道，使新型排水板的每个滤布面均可产生足够的真空压力。新型排水板由五条不同长度的常规防淤堵排水板拼合而成。五条常规排水板分别在不同长度处覆盖滤布抽气抽水，其余的部分直接由板芯覆盖密封。由板芯直接覆盖的部分相当于长条形排水通道，只有上下开口可以抽水抽气，侧边密封，使得真空压力在达到滤布位置之前不会提前下降。五条排水板交错贴合后，相当于将五条排水板直接深入不同深度的土体进行处理，充分利用了侧边空间，使得浅、中、深层的土体可以同时进行排水固结。

[0033] 具体使用步骤：

[0034] 1.施工前，根据地勘资料获取需要处理的软土地层的平均总厚度S；

[0035] 2.将S除以3得到L，L即是各段滤布的长度；

[0036] 3.根据L的数值，由工厂生产加工新型排水板；

[0037] 4.新型排水板运达现场后通过插板机插入S深的土层；

[0038] 5.新型排水板尾部按照图6布置，插接单手板接头，并连接到抽水管；

[0039] 6.抽水管另一端按照图7与抽水主管相连；主管连接水汽分离罐，然后使用真空泵对水汽分离罐抽真空，开始进行排水固结。