[发明专利]一种增温型真空预压法加固软土地基方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于淤泥、淤泥质土、吹填土等饱和粘性土地基的加固处理方法，尤其是涉及一种用于加固软土地基的增温型真空预压法。

背景技术

真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后插设竖向排水通道，再利用不透气的密封膜使加固区与大气隔绝，最后通过专门设备抽真空，在加固区地基中形成负压条件，在内外压力差作用下，地基土发生排水固结，有效应力增加，强度提高的过程。该工法最早由瑞典皇家地质学院W.Kjellmam教授于1952年提出，随后很多国家相继进行了探索和研究。

上世纪80年代，我国在真空预压法施工技术领域取得突破，解决了密封系统和连续抽真空装置等一系列技术难题。此后，真空预压法广泛应用于处理大面积深厚软弱土地基，并取得了较为满意的效果。然而，真空预压法还存在一系列不足之处：

①能达到的最大预压荷载较小，一般在80kPa左右，沉降消除能力有限；

②真空预压法处理工期较长，满载期一般可达3个月甚至更长；

③在靠近处理边界处加固效果相对较差，不均匀沉降明显；

④在抽真空后期，次固结沉降明显，工后沉降较大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快速、更大程度消除深厚软土地基沉降的增温型真空预压法加固软土地基方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种加固软土地基的增温型真空预压法，其特征在于，该方法在常规真空预压法基础上，引入地基加热系统，在加固期一段时间内将加固区膜下真空压力和浅层软土的温度分别维持在80kPa和62℃以上，使地基土孔隙水迅速汽化，并被抽真空设备抽出，地基发生沉降。

所述的方法具体包括以下步骤：

1)在场地表面铺设砂垫层：在场地表面铺设水平排水垫层，厚度为0.4m～0.6m，砂垫层铺设后压实，干密度≥15kN/m³；

2)插设塑料排水板和密封帷幕施工：在场地插设塑料排水板，建立竖直方向的排水系统，同时在加固区边界打设黏土搅拌桩形成密封帷幕；

3)敷设真空预压处理管网：在砂垫层中下部埋置真空预压处理管网，所述的真空预压处理管网包括真空泵、主干管和支滤管，所述的主干管和支滤管分别连接真空泵和塑料排水板；

4)敷设密封膜：在加固区敷设密封膜，密封膜延伸至密封帷幕，密封膜上下均敷设一层土工布；

5)布设电加热棒：剪开密封膜，在地基中预成孔至设计深度，再放置电加热棒并回填土和砂，最后在电加热棒导线出膜处密封，多个电加热棒按正方形或梅花形布设；

6)埋设监测设备：在地基中埋设沉降板、分层沉降标、真空压力表以及温度传感器；

7)抽真空与监测：采用射流泵作为抽真空设备，将多个射流泵均匀布置在加固区四周，单个射流泵的控制面积为900m²～1100m²；

开启抽真空设备和监测设备，对地基进行真空预压，使地基中形成80kPa的真空负压，再开启电加热棒，对地基进行增温真空预压，使加固区膜下真空压力大于或等于80kPa，浅层软土的温度大于或等于62℃，直至地基沉降满足设计要求或沉降速率满足卸载指标。

步骤(1)所述的水平排水垫层采用含泥量≤5％的中砂或粗砂，砂料的渗透系数≥5×10^-3cm/s；

步骤(2)所述的竖直方向的排水系统采用塑料排水板呈梅花形或正方形布置，相邻塑料排水板间距为0.7m～1.3m，插设深度为打穿加固土层；所述的黏土搅拌桩嵌入软土层，墙体厚度≥1.2m，拌合后墙体的黏粒含量＞15％，渗透系数＜1×10^-5cm/s；

步骤(3)所述的主干管为PVC管，主干管与真空泵之间设有截止阀、止回阀和真空表，所述的支滤管为软式透水管，管间节点采用胶管连接，连接口采用铅丝拧紧；

步骤(4)所述的密封膜采用2～3层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜。

所述的增温真空预压通过地基温度测点对地基温度进行监控，所述的地基温度测点设置在两相邻电加热棒的中间位置，其深度与电加热棒相同。