浮式渗透排水地基改良工法及排水固结系统.pdf

“浮式渗透排水地基改良工法及排水固结系统”突破了传统的“先填筑后排水”的填海(填湖)思维模式，通过思维模式创新(填海与排水同步)和施工技术改进(浮标1和吸真空配管5)实现边填海边排水。其实施要点如下：首先在海底原地基6上铺设透水砂层8；并将布有排水孔7的吸真空配管5水平埋设于其中；然后连接水泵10与吸真空配管5；其次将平衡重锤4、连接杆2、透水具3和浮标1组成的上部排水系统设于海面11下，并嵌入透水砂层8中；最后，开动水泵10以形成真空度使填筑填料加快排水固结。运用本工法可缩短施工周期并大幅降低工程费用，具有较强的实用性和可观的经济效益，适用于填海(填湖)工程，以达到又好又快地完成工程建设目的。

1.   对浮式渗透排水地基改良工法的排水固结系统，其特征在于：
第一，排水固结系统由上部排水系统和下部吸真空系统两部分组成；
第二，上部排水系统，由浮标(1)、连接杆(2)、透水具(3)和平衡重锤(4)组成，其间的连接为：透水具(3)的上端与连接杆(2)螺纹连接，透水具(3)的下端与平衡重锤(4)螺纹连接，连接杆(2)的上侧与浮标(1)螺纹连接；
第三，下部吸真空系统，由吸真空配管(5)、透水砂层(8)、水泵(10)组成，其间的布设为：吸真空配管(5)置于透水砂层(8)的底部，吸真空配管(5)的水泵接头(9)与水泵(10)螺纹连接。

2.   对浮式渗透排水土地改良工法，其特征在于：该工法步骤为：
第一，在海底原地基(6)上铺设透水砂层(8)，一般采用泵式疏浚船和摊砂船相互配合进行施工，也有采用开底驳船；
第二，在透水砂层(8)底部，水平埋设布有排水孔(7)的吸真空配管(5)，并将其水泵接头(9)连接水泵(10)；
第三，在填筑地附近的陆地上，组装由浮标(1)、连接杆(2)、透水具(3)和平衡重锤(4)组成的上部排水系统；
第四，把上部排水系统嵌入透水砂层(8)，使平衡重锤(4)位于透水砂层(8)中部以使其上留有足够厚度的泥土淤塞缓冲带(其级配要求高)，以防泥土淤塞排水通道，使其能够顺利排水；
第五，开动水泵(10)以形成真空使填筑填料加快排水固结。

浮式渗透排水地基改良工法及排水固结系统
技术领域
本发明涉及填海或填湖工程的填土排水改良施工方法，适用于填海、填湖工程，特别是工期短、工程费用紧的大型填海项目。
背景技术
在填海(填湖)造陆工程中，填筑地四周的海底(湖底)普遍存在软弱性粘土，且把它用作填筑材料的情况还很多。这时，多用泵式疏浚船将软弱粘土通过水力输送到需要填筑的区域，然后堆积填筑。这种方法填筑的地基非常软弱，如不加以改良是不能作为建筑用地的。
通常，在刚填好的地基上徒步行走都存在困难，因此在其上铺砂或搬运施工机械等进行垂直排水施工就几乎是不可能的，即使采取有关工程措施从而顺利施工也将大幅增加工程费用。
当前，通常在填筑后的地基表面用优质土覆盖并采用强夯法加以改良(如深圳地区开山填海工程中的应用)，或者引进“垂直排水”概念将两者有机结合形成塑料排水板-强夯法。
强夯法，即强力夯实法的简称，是将很重的夯锤起吊到一定高处自由落下，对土进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性的一种地基加固方法，但该方法需要重型的机械设备，且仅适用于对人工填筑的素填土、碎石土、砂土等进行改良加固，不适用于饱和软弱土。塑料排水板法是提高地基排水能力，加速地基固结的辅助性方法。
对于饱和软弱土，一般的处理方法是排水通道加堆载预压或真空预压，但两者都需要有大量的堆载预压料，而真空预压价格又很高，而且这两种方法都需要很长的施工周期；相比较而言，塑料板排水-强夯法可以部分节省超载土的堆载及卸载土方工程量，因此在施工周期、经济效益上具有一定的优势。
总之，目前的填海地基加固方法中，都将填筑填料与排水固结在时间上习惯性地分割开来，且需借助填土自重之外的力来实施(如夯锤施加的夯实力和超载土的堆载重力等)。因此有必要发展一种新方法，这方法通过思维模式创新实现“填海与排水同步”和施工技术改进“采用浮标和吸真空配管，不借助填筑土的堆载”实现边填海边排水，从而缩短施工工期且大幅降低工程费用，在施工周期、经济效益上具有绝对优势。
发明内容
本发明所要解决的主要问题是突破传统的“先填筑后排水”的填海(填湖)思维模式，通过思维模式创新(填海与排水同步)和施工技术改进(采用浮标和吸真空配管)实现边填海边排水。填海与排水的同步进行可缩短施工工期且大幅降低工程费用，具有较强的实用性和可观的经济效益。
本发明的技术方案：
本发明的排水固结系统，由上部排水系统和下部吸真空系统两部分组成组成。上部排水系统，由浮标、连接杆、透水具和平衡重锤组成，其间的连接为：透水具的上端与连接杆螺纹连接，透水具的下端与平衡重锤螺纹连接，连接杆的上侧与浮标螺纹连接；下部吸真空系统，由吸真空配管、透水砂层、水泵组成，其间的布设为：吸真空配管置于透水砂层底部，吸真空配管的水泵接头与水泵螺纹连接。
浮式渗透排水地基改良工法，其步骤：
第一，在海底原地基上铺设透水砂层，一般采用泵式疏浚船和摊砂船相互配合进行施工，也有采用开底驳船；
第二，在透水砂层底部，水平埋设布有排水孔的吸真空配管，并将其水泵接头连接水泵；
第三，在填筑地附近的陆地上，组装由浮标、连接杆、透水具和平衡重锤组成的上部排水系统；
第四，把上部排水系统嵌入透水砂层中，使平衡重锤位于透水砂层下部以使其上留有足够厚度的泥土淤塞缓冲带(其级配要求高)，使其能够顺利的排水；
第五，开动水泵以形成真空使填筑填料加快排水固结。
本发明的有益效果：
通过思维模式创新(填海与排水同步)和施工技术改进(采用浮标和吸真空配管)实现边填海边排水，从而缩短施工工期、大幅降低工程费用、独具良好的实用性和可观的经济效益，因此适用于填海(填湖)工程，以达到又好又快地完成工程建设的目的。
附图说明
图1平面布置图。
图2纵断面布置图。
图3吸真空配管详图。
图中：浮标1、连接杆2、透水具3、平衡重锤4、吸真空配管5、原地基6、排水孔7、透水砂层8、水泵接头9、水泵10、海面11、密封端头12、透水土工布13。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明。
对排水固结系统及浮式渗透排水土地改良工法的实施说明如下：
1.设计
设计工作的主要内容是确定透水具间距、透水具的排水能力和浮标的浮力大小等工作。
1.1透水具间距的设计方法与砂井或塑料板排水法中垂直排水间距的设计方法一样。
1.2透水具的排水能力设计可按照大气压力法中的真空固结方法计算。
1.3浮标浮力大小的设计需综合考虑透水具自重、填筑区域内泥土的流速和填筑泥土的沉淀坡度等因素来确定。
2.施工
施工主要分为以下五步：
2.1在原地基6上铺设透水砂层8，一般采用泵式疏浚船和摊砂船相互配合进行施工，也有采用开底驳船；
2.2在透水砂层8底部，水平埋设布有排水孔7的吸真空配管5，并将其水泵接头9连接水泵10；
2.3填筑地附近的陆地上，组装由浮标1、连接杆2、透水具3和平衡重锤4组成的上部排水系统；
2.4排水系统设于海面11下中并嵌入透水砂层8中，使平衡重锤4位于透水砂层8下部以使其上留有足够厚度的泥土淤塞缓冲带(其级配要求高)，使其能够顺利的排水；
2.5开动水泵10以形成真空使填筑填料加快排水固结。