航道地基處理真空系統及施工方法與流程

本發明涉及航道地基處理領域，特別是涉及一種航道地基處理真空系統及施工方法。

背景技術：

地基處理一般是指用于改善支承建筑物的地基的承載能力，改善其變形性能或抗滲能力所采取的工程技術措施。常用的地基處理方法有：換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。常規的航道地基處理目前主要采用真空預壓法和堆載預壓法，利用排水板作為豎向排水通道實現軟土排水固結，提高土體強度和地基承載力。上述二種方法均需要在待處理的軟土地基表面設置水平砂墊層。對于幾無強度的超軟土，砂墊層的實施難度大，在砂料資源緊缺的條件下，工程成本也較高。

申請號為201210157858.X的中國發明專利公開了無砂墊層真空預壓超軟土地基處理技術，本發明在無砂的條件下進行真空預壓。本發明是在待處理的超軟土表面人工展鋪土工布、插設豎向排水板并水平布設濾管，鋪設透水材料和密封膜形成膜下密封后進行真空預壓，排水板出露板頭與水平布設的濾管連接采用可有效避免連接處進入淤泥的連接方式；對待處理超軟土的含水量超過70％的，采用逐漸提升膜下真空度的方式，使膜下真空度達到85kPa膜下負壓；對深厚超軟土地基處理，在完成淺層超軟土地基處理之后，用機械插設深層排水板，布設水平濾管，排水板出露板頭與水平濾管也采用可有效避免連接處進入淤泥的連接方式，再鋪設透水材料和密封膜形成膜下密封后進行真空預壓。然而這種方式實施復雜，需要在土表面鋪設透水材料，成本較高。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明要解決的第一個技術問題在于提供一種航道地基處理真空系統，以克服現有技術中存在的操作復雜，成本較高的缺點。

為實現上述目的，本發明提供一種航道地基處理真空系統，包括多根橫向布置于水底的橫管，多根橫管與同一根縱管連通，所述縱管通過真空管與真空泵連接；每根所述橫管下方設有多個井點管組件，所述井點管組件包括井點管和連接管，所述井點管豎直插入水底的土體中，所述連接管的上端與所述橫管連通，所述連接管的下端與所述井點管連通。

優選地，所述井點管組件包括轉接套，所述轉接套的上端與所述連接管連接，所述轉接套的下端與所述井點管連接。

優選地，所述轉接套和所述連接管均由可降解材料制成。

優選地，所述轉接套包括位于上段的接口以及下段的套體，所述接口與所述連接管連接，所述套體包括內層套體片和外層套體片，所述內層套體片和外層套體片之間形成連接槽，所述井點管的上端嵌入在所述連接槽中。

優選地，所述井點管的側壁上設有多個嵌置孔，外層套體片的內側面設有多個凸塊，所述轉接套與所述井點管連接時，所述凸塊嵌置在相應的嵌置孔內。

優選地，所述井點管包括外筒體和內筒體，所述外筒體和所述內筒體之間沿徑向布置有多塊隔板，每塊所述隔板的兩端分別與所述外筒體、所述內筒體連接，所述外筒體、內筒體和所述隔板上均設有濾孔。

優選地，所述外筒體為可降解材料制成。

優選地，所述井點管的底部呈錐形。

本發明要解決的第二個技術問題在于提供一種航道地基處理真空系統的施工方法，包括如下步驟：

S1、在待處理航道地基周圍設置止水帷幕，使所述止水帷幕的底部插入深層土體；

S2、插設井點管組件，確保井點管和轉接套位于深層土體；

S3、將井點管組件與橫管連接，所述橫管與縱管連接；

S4、將抽真空管與真空泵連接，抽真空管的底部與縱管連接；

S5、啟動真空泵，進行抽真空作業；

S6、待土體的固結強度達到預期目標后，拆除橫管和縱管。

如上所述，本發明涉及的航道地基處理真空系統及施工方法，具有以下有益效果：本發明通過設置多根井點管組件，將井點管組件與橫管連接，并將多根橫管與同一根縱管連接，將縱管通過抽真空管與真空泵連接，通過抽真空作業使土體滲流固結，操作簡單，成本低廉。

附圖說明

圖1本發明的結構示意圖。

圖2為井點管組件的結構示意圖。

圖3為井點管的結構示意圖。

圖4為井點管的俯視圖。

圖5為轉接套第一種實施例的剖視圖。

圖6為圖5的仰視圖。

圖7為轉接套第二種實施例的剖視圖。

圖8為圖7的仰視圖。

圖9為轉接套第三種實施例的剖視圖

元件標號說明

1 橫管

2 縱管

3 真空管

4 真空泵

41 船

5 井點管組件

51 井點管

511 嵌置孔

512 外筒體

513 內筒體

514 隔板

52 連接管

53 轉接套

531 接口

532 套體

533 內層套體片

534 外層套體片

535 連接槽

536 凸塊

6 止水帷幕

7 深層土體

8 淺層土體

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。

如圖1至9所示，本發明提供一種航道地基處理真空系統，包括多根橫向布置的橫管1，多根橫管1并排排列布置在水底的淺層土體8上，多根橫管1與同一根縱管2連接，其中每根橫管1的一端封閉，另一端與所述縱管2連通，所述縱管2通過真空管3與真空泵4連接，所述真空管3的一端與河底的縱管2連通，另一端與位于河面或河岸上的真空泵4連通，所述真空泵4一般設于河面上的船41內，所述船41可根據施工條件靈活移動，無論是靠近或遠離河岸的航道地基，均可處理。如圖2和圖3所示，每根所述橫管1下方設有多個井點管組件5，每個井點管組件5可通過轉接頭密閉連接在所述橫管1上，所述井點管組件5包括井點管51和連接管52，所述井點管51豎直插入水底的深層土體7中，所述連接管52位于淺層土體8中，所述連接管52的上端與所述橫管1連通，所述連接管52的下端與所述井點管51連通。

如圖3和圖4所示，優選地，所述井點管51包括外筒體512和內筒體513，所述外筒體512和所述內筒體513之間沿徑向布置有多塊隔板514，每塊所述隔板514的兩端分別與所述外筒體512、所述內筒體513固定連接，所述隔板514優選設置八塊，所述隔板514進一步改善土層特性。所述外筒體512、內筒體513和所述隔板514上均設有濾孔，用于土體中水的滲入。優選地，所述外筒體512為可降解材料制成，所述內筒體513和所述隔板514選用難以降解的材料，隨著時間流逝，所述外筒體512完全降解掉，留有內筒體513以及加強隔板514與深層土體7結合為一體形成加強作用，本實施例中使用的井點管51結構形式代替了傳統的塑料排水板結構，滲水性能更好，并且在外筒體512可以完全降解，留有內筒體513和隔板514加強土體，避免環境污染。優選地，所述井點管51的底部設置成錐形，便于所述井點管51插入所述深層土體7中。

如圖5至圖9所示，連接管52和井點管51的直徑不同，本實施例中提供了一種轉接套53用于連接連接管52和井點管51，所述轉接套53的上端與所述連接管52連接，所述轉接套53的下端與所述井點管51連接，所述轉接套53設置在淺層土體中。優選地，所述轉接套53和所述連接管52均由可降解材料制成，避免污染環境。優選地，所述轉接套53包括位于上段的接口531以及下段的套體532，所述接口531與所述連接管52連接，所述套體532包括內層套體片533和外層套體片534，所述內層套體片533和外層套體片534之間形成連接槽535，所述井點管51的上端嵌入在所述連接槽535中，內、外層套體片的結構形式保證了所述轉接套53和所述井點管51之間的密封性。所述井點管51的側壁上設有多個嵌置孔511，外層套體片534的內側面設有多個凸塊536，所述轉接套53與所述井點管51連接時，所述凸塊536嵌置在相應的嵌置孔511內，使所述轉接套53和所述井點管41的連接更可靠。當抽真空作業時，井點管51內部形成負壓，凸塊536也被吸附，進一步保證了轉接套53和井點管51的密封性能，所述接口531為頸縮接口，口徑下小上大，在抽真空時易于形成負壓。優選地，可以采用密封膜包住接口531和連接段52連接處，在密封膜外可以采用鋼絲綁扎，進一步確保密封性。

為了便于理解，以下給出上述轉接套53的三種實施例：第一種，如圖5和圖6所示，所述隔板514和所述外筒體512的頂部齊平，所述內層套體片533根據相鄰隔板514的位置沿圓周設為多片，便于插入在相鄰隔板514之間；第二種，如圖7和圖8所示，所述隔板514的高度低于所述外筒體512的高度，使所述內層套體片533和所述外層套體片534的高度大致相等，當所述套體532連接在所述井點管51上時，密封性能較好；第二種，如圖9所示，所述隔板514的高度略低于所述外筒體512的高度，此時所述隔板514的高度略低于所述外筒體512的高度，當所述套體532連接在所述井點管51上時，密封性能較好。

本發明要解決的第二個技術問題在于提供一種航道地基處理真空系統的施工方法，包括如下步驟：

S1、在待處理航道地基周圍設置止水帷幕6，使所述止水帷幕6的底部插入深層土體7，所述止水帷幕6使擋土墻后的土體固結，阻斷基坑內外的水層交流；

S2、采用插板機插設井點管組件5，確保連接管52和轉接套53位于淺層土體8，井點管51位于深層土體7，多個井點管51的頂部大致位于同一平面，所述井點管組件5可在工廠預制而成，便于運輸和安裝，井點管的長度可設置為15m，連接管的長度可設置為5m左右，可根據時間情況靈活設置；

S3、依次將多個井點管組件5與橫管1連接，然后將每個所述橫管1連接在所述縱管2上連接，確保各組件連接的密封性；

S4、從船41上的真空泵4取出抽真空管3，將抽真空管3與縱管2連接；

S5、啟動真空泵4，進行抽真空作業，抽吸土體中的地下水；

S6、抽真空管作業完成后，待土體的固結強度達到預期目標后，拆除橫管1和縱管2，其余連接管52、轉接套53和外筒體512隨時間降解。

綜上所述，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。