[发明专利]一种自补偿密封式真空预压法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术领域，具体涉及到一种自补偿密封式真空预压法。 

背景技术

随着城市建设的快速发展和交通、港口、码头等行业的蓬勃兴起，因地基承载力不足或地基受荷后沉降过大而需要进行软基处理的工程项目越来越多，选择一种有效而又价格低廉的加固方法成为土木工程施工技术领域的研究热点问题。在一些沿海沿江软土地区，真空预压法由于其价格优势而成为主要的加固方法。如图1所示，真空预压法一般是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层2，然后埋设竖向排水体5，再用不透气的封闭薄膜1使其与大气隔绝，薄膜1四周埋入土中，通过砂垫层2内埋设的吸水管道3，用抽气装置4进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。真空预压法其关键技术指标是膜下真空度，因此真空膜的密封和隔气效果直接关系到加固方法的成败。在实际工程当中，真空膜上下不可避免存在尖锐的硬状物体（如尖石块、钢筋、钉子等），使得真空膜极易被戳破，导致膜内和膜外大气贯通，漏气直接导致真空度迅速降低，从而使加固失效。因此真空预压法往往很难达到预期效果，主要原因是由于施工现场很难保证设计要求的真空度。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种自补偿密封式真空预压法，能够克服传统的真空预压不易密闭而无法保持真空度的弊端，提高地基加固方法的稳定性；同时节约传统预压所采用的真空膜，降低工程造价。 

为实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种自补偿密封式真空预压法，在需加固的软土地基表面铺设有砂垫层，需加固的软土地基内埋设有竖向排水体，砂垫层内设置抽气管道与所述竖向排水体连通，所述抽气管道与抽气设备连接，其特征在于在所述需加固的软土地周围设置有隔离水沟，隔离水沟的外侧设置有拦水堤，在砂垫层表面设置粘性土压实密封层，与隔离水沟表面的粘性土压实密封层连为一体，抽气设备的排水口通过补偿水回流管连接至所述粘性土压实密封层上方，利用抽气设备对砂垫层内抽真空，将在抽真空过程所产生的水输送至粘性土压实密封层上方，形成自补偿式水封层。根据本发明的具体实施例，粘性土压实密封层的土体压实度不小于80%，厚度不小于50cm，粘性土其渗透系数小于10^-5cm/s。 

本发明的结构的优点是在有效保证预压真空度的同时，节省工程材料成本。有利于提高真空预压地基加固的稳定性和工程质量，便于工程设计推广和降低工程施工难度。 

附图说明

图1为常规真空预压结构的剖面示意图。 

图2无本发明的真空预压结构的剖面示意图。 

具体实施方式

一种自补偿密封式真空预压结构，在需加固的软土地基表面铺设有砂垫层2，需加固的软土地基内埋设有竖向排水体5，砂垫层2内设置抽气管道3与所述竖向排水体5连通，所述抽气管道3与抽气设备4连接，其特征在于在所述需加固的软土地周围设置有隔离水沟6a，隔离水沟6a的外侧设置有拦水堤7，在砂垫层2表面设置粘性土压实密封层1a，与设置在隔离水沟表面的粘性土压实密封层连为一体，抽气设备4的排水口通过补偿水回流管8连接至所述粘性土压实密封层1a上方。所述隔离水沟6a内充填有水，在砂垫层2表面的粘性土压实密封层上方形成自补偿式水封层1b。在粘性土压实密封层1a上方还可设置外接水管9。根据本发明的具体实施例，粘性土压实密封层1a的土体压实度不小于80%，厚度不小于50cm。自补偿式水封层1b的厚度一般为10~30cm，隔离水沟6a的深度一般为地下0.5~1.5m，拦水堤7的高度一般为地上0.5~1m。 

所述抽气设备4为真空泵，该真空泵4设有抽气口和排水口，抽气口与设置在砂垫层内的抽气管道3连接，而排水口则与补偿水回流管8连接。 

本发明的预压法包括以下步骤：A、砂垫层施工；B、打设竖向排水体；C、埋设抽气管道；D、填筑拦水缇；E、分层铺设粘性土分层压实，形成粘性土压实密封层；F、抽气设备连接调试；G、抽真空；H、抽真空产生的水回流形成自补偿式水封层。抽真空过程所产生的水量不足时，利用外部补充水源为所述自补偿式水封层供水。 

本发明为一种自补偿密封式真空预压法。在不改变真空预压法主要工艺的条件下，其特征在于粘性土压实密封层和自补偿式水封层替代了传统的密封膜（多采用聚乙烯塑料膜），对传统意义上的真空预压工艺而言，密封膜现场密封难度大，同时施工现场存在的尖锐物体极易戳破密封膜而存在漏气点，且漏气点不易发现和修补而导致膜下真空度无法达到设计要求，易导致加固结果失效。而发明所使用的粘性土密封层和自补偿式水封层从根本上解决了真空预压易漏气的致命难题，其主要具有如下优势：（a）水天然具有隔离气体效果，不存在漏气点问题，因此真空度能够稳定保持；(b)粘性土压实密封层具有弱透水性，在其上下表面的气压差的作用下，水渗透流失量比较小。粘性土其渗透系数宜小于10-5cm/s，其厚度和压实度根据土的渗透系数和允许的渗透量宜通过计算综合确定，一般情况下不宜小于50cm，土体压实度不宜小于80%；（c）密封层用水主要来自于抽真空过程中所吸出的水，不需要额外大量的外来补给水，只有在抽真空过程所产生的水量不足时才需要外来水源补充。