本發(fā)明提供一種于軟土、超軟土地基處理方法，屬于巖土工程中的真空預壓與復合地基聯(lián)合處理技術。

背景技術：

近些年來，由于陸地資源緊缺，圍海造陸工程受到了越來越多的重視，真空預壓法作為一種常見的地基處理方法，被廣泛應用到圍海造陸工程中。常規(guī)的真空預壓法是在軟土地基表面鋪設砂墊層，打設塑料排水板或砂井，再用封閉膜使其與大氣隔絕，密封膜端部用土進行埋壓處理，通過埋設在砂墊層的排水管道，使用真空泵或其他真空手段進行抽氣，在真空負壓作用下，地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負壓，同時土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在此壓差作用下，排水板周圍軟土中的孔隙水不斷由排水通道排出，由于土體中孔隙水壓力的消散，有效應力隨之增加，土體逐漸固結，強度也會相應地提高。

隨著圍海造陸工程向“水域、細粒、高效”發(fā)展，在傳統(tǒng)的真空預壓加固處理基礎上出現(xiàn)了各種類型的改進措施和方法，如無砂直排真空預壓技術、氣壓劈裂真空預壓技術、注氣增壓真空預壓技術、電滲聯(lián)合真空預壓技術、堆載聯(lián)合真空預壓技術等，這些改進技術在工程應用中取得了一定效果。

雖然改良后真空預壓方法能在一定程度上能夠改善土體加固效果，但是仍存在較多的缺點：

1)對于超軟土地基，采用真空預壓方法進行加固處理時，一般情況下前期排水量較大，排水效果明顯，到了后期排水板附近的細粒淤泥堵塞了排水板，真空度也隨之下降，導致后期排水速率明顯下降，尤其是距離排水板較遠處以及深層的土體并未得到充分加固，這嚴重影響了地基處理效果。

2)電滲聯(lián)合真空預壓技術等新型真空預壓技術雖然在一定程度上提升了真空預壓的排水效率、進而加速了土體固結速率，但這種方法工程造價較高，在實際工程中很難進行大面積推廣應用。

3)采用氣壓劈裂真空預壓以及注氣增壓真空預壓技術進行地基加固處理，在工程實踐應用中發(fā)現(xiàn)，要不斷通過增壓管向土中鼓入空氣，才能保證穩(wěn)定的氣壓差，一旦停止氣體供應，真空負壓減小，排水速率隨即下降，造成土體加固效果欠佳，尤其是深層地基土的加固處理效果不盡如人意。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種適用于軟土、超軟土地基處理的新型真空預壓加固處理系統(tǒng)，本發(fā)明采用真空囊式注液增壓聯(lián)合深層注漿，不僅能夠保證排水板與地基土之間的穩(wěn)定壓力差，提高真空預壓排水固結速率，還能通過后期注漿進一步改善土體強度。本發(fā)明的技術方案如下：

一種真空囊式注液增壓聯(lián)合注漿加固超軟土地基處理系統(tǒng),包括排水系統(tǒng)和注液增壓系統(tǒng)，所述的排水系統(tǒng)包括多個豎向排水板(9)、蝴蝶結(8)、橫向排水支管(7)、三通接頭(12)、橫向排水主管(14)和抽真空設備(2)，其中，豎向排水板(9)通過蝴蝶結(8)與橫向排水支管(7)相連并接通，橫向排水支管(14)又通過三通接頭(12)與橫向排水主管(14)相連，橫向排水主管(14)最后與抽真空設備(2)接通，其特征在于，

所述的注液增壓系統(tǒng)包括注液增壓囊(10)、橫向注液增壓支管(6)、注水閥門(4)、三通接頭、橫向注液增壓主管(13)和注液增壓設備(1)，其中所述注液增壓囊(10)的主體為可以傳遞液體壓力的彈性囊體，彈性囊體的頂部設置有注液密封口(5)，上部兩側(cè)連通有注水管(11)，并通過注水管(11)連接到橫向注液增壓支管(6)，在橫向注液增壓支管(6)上設置有注水閥門(4)，各個橫向注液增壓支管(6)通過通過橫向注液增壓主管(13)與注液增壓設備(1)相聯(lián)通，豎向排水板(9)分布在注液增壓囊(10)的周邊；在進行注漿施工時，彈性囊體中插有注漿管(10)。

優(yōu)選地，豎向排水板按正方形布置，注液增壓囊布設在正方形的中心，豎向排水板間距0.8-2.0m，注液增壓囊的埋置深度高于豎向排水板的插入深度0.5-1m。

本發(fā)明針對常規(guī)真空預壓軟土地基加固技術特點，與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

1施工方法簡單易行，施工方便，在保證施工質(zhì)量的同時，能夠顯著加速軟土地基加固進程。

2與常規(guī)真空預壓法比較相近，注液增壓技術可以顯著增大排水板與地基土之間的壓力差，并可以持續(xù)保證穩(wěn)定的壓力差，加速排水并更有利于孔壓消散，加快了軟土地基的固結速度，提高施工效率。

3待真空注液增壓階段結束后，可以直接在注液增壓囊處進行深層注漿，加大了軟土地基處理深度，進一步加強了軟土地基承載能力，實現(xiàn)了深淺層軟土地基同時同步處理。

兩個功效：一是采用液體作為真空預壓的增壓模式，提高壓力差，加快固結速率和效果；二是利用囊式注液裝置在完成真空預壓加固處理后，進一步注漿形成復合地基進行地基加固處理，達到同一場地的兩種加固效果的有效組合和長久加固處理效果，可實現(xiàn)淺層軟土或深淺層聯(lián)合加固處理目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的橫向排水體系和橫向注液增壓體系示意圖。

圖3為本發(fā)明的注液增壓囊構造示意圖。

圖4為本發(fā)明的豎向排水板和豎向注液增壓體系布置示意圖。

圖中標號說明:1、注液增壓設備；2、抽真空設備；3、密封體系；4注水閥門；5、注液密封口；6、橫向注液增壓支管；7、橫向排水支管；8、蝴蝶結；9、豎向排水板；10、注液增壓囊；11、注水管；12、三通接頭；13、橫向注液增壓主管；14、橫向排水主管；15、注漿管。

具體實施方式

參見圖1-4，本發(fā)明真空注液增壓聯(lián)合深層注漿地基處理方法，所采用的排水系統(tǒng)包括豎向排水板9、蝴蝶結8、橫向排水支管7、三通接頭12橫向排水主管14和抽真空設備2，其中豎向排水板9通過蝴蝶結8與橫向排水支管7相連并接通，橫向排水支管14又通過三通接頭12與橫向排水主管14相連，橫向排水主管14最后與抽真空設備2接通。其中，豎向排水板(9)按正方形布置，在正方形的中心處布設深層注液增壓囊10，豎向排水板(9)間距0.8-2.0m，注液增壓囊10的埋置深度高于豎向排水板的插入深度0.5-1m。

注液增壓系統(tǒng)包括注液增壓囊10、橫向注液增壓支管6、注水閥門4、三通接頭12、橫向注液增壓主管13和注液增壓設備1。其中所述注液增壓囊10由輕質(zhì)乳膠材料制成，可以傳遞液體壓力，注液增壓囊10頂部兩側(cè)裝有注水管11，并通過注水管11連接橫向注液增壓支管6。橫向注液增壓支管6端部裝有注水閥門4，其中注水閥門4與注液增壓設備1相聯(lián)通。所述注液增壓設備1中預先填充足夠的水，待土中真空度穩(wěn)定之后，開啟注液增壓設備1，關閉注液密封口5，同時打開注水閥門4，水從注液增壓設備中1依次通過橫向注液增壓主管13、橫向注液增壓支管6注入到注液增壓囊10中，進而注液增壓囊10附近的土體受到了施加的額外液體壓力，加大了排水板與地基土之間的壓力差，這種壓力差較為穩(wěn)定，從而提高了真空預壓的排水固結速率，待注液增壓結束以后，關閉注水閥門4，同時關閉注液增壓設備1。

真空注液增壓施工結束后，打開注液增壓囊10頂端設置的注液密封口5，向注液增壓囊10中插入注漿管15，并向注漿管15中注入提前攪拌好的水泥漿液，漿液填充到注液增壓囊10后，由于水的密度小于漿液密度，水將通過注液密封口5排出，這樣就形成了一個注漿加固體樁，同時隨著注漿的進行進一步擠壓周圍的土體，也改變了土體物理力學性質(zhì)，提高了軟土地基的承載力。其中注漿管15可以自主調(diào)節(jié)高度。

本發(fā)明的真空注液增壓與深層注漿聯(lián)合地基處理方法，包括下列步驟:

一)首先是設備裝置的布置與連通。在軟土或者超軟土表層鋪設一層編織布后，之后打設豎向排水板9和豎向注液增壓囊10，把豎向排水板9與橫向排水支管7相連接，將橫向排水支管7與橫向排水主管14接通，之后將豎向注液增壓囊10與橫向注液增壓支管6、橫向注液增壓主管13依次聯(lián)通，鋪設二層編織布、一層土工布、一層密封膜組成密封體系3，最后將橫向排水主管14與抽真空設備2連接組裝，橫向注液增壓主管13與注液增壓設備1聯(lián)通。

二)真空注液增壓階段。開啟抽真空設備2，待吹填土中的真空度穩(wěn)定后，打開注水閥門4，開啟注液增壓設備1，水通過橫向注液增壓體系注入到注液增壓囊10中，對注液增壓囊10周圍的土體施加液壓，加大排水板與地基土之間的壓力差，進而提高了軟土地基的排水速率，促進深淺層土體完成排水固結。

三)待真空注液增壓階段結束后，關停注液增壓設備1，同時關閉注水閥門4、同時打開注液增壓囊10頂端設置的注液密封口5，向注液增壓囊10中插入注漿管15，并向注漿管15中注入提前攪拌好的水泥漿液，由于水的密度小于漿液密度，水將通過注液密封口5排出，待漿液填充到注液增壓囊10后，形成了一個注漿樁體，增強了深層土體的強度，提高了軟土地基的承載能力。

四)當軟土地基加固效果達到預期效果后，進行真空卸載和設備的撤場。

本發(fā)明的工作原理是:首先對常規(guī)真空預壓法進行改良，通過抽真空設備向土體施加真空負壓的同時，向預先打設的注液增壓囊中注入水分，通過注液增壓囊向周圍土體傳遞液壓，顯著加大了排水板與地基土之間的壓力差，進而提高了軟土地基的排水速率，促進深淺層土體完成排水固結。待真空注液增壓結束后，向注液增壓囊里通過注漿管注入水泥漿液，從而形成一個注漿加固體樁，進一步擠壓周圍的土體，壓密周圍土體中的孔隙，排擠出土體中多余的孔隙水，提升了軟土的有效應力，改變了土體物理力學性質(zhì)，增強了深層土體的強度，進而提高了軟土地基的承載能力。從而實現(xiàn)兩種方法在同一場區(qū)的協(xié)同加固作用。