本发明专利技术涉及一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，首先在真空预压区域密封沟外打设分段气囊，底部锚固到深层土层中固定，上端连接充气管，充气管连接充气泵，打设深度与排水板深度保持一致；然后对真空预压区域开始抽真空，抽真空后启动充气泵，根据不同深度土体的侧向变形值往气囊内充入相应不同体积的空气，气囊膨胀挤压土体，用气囊膨胀的体积抵消土体的侧向变形量，从而减小对周围环境的影响；最后向分段气囊内注入流态固化土，达到强度后拆除充气与注浆装置，分段气囊留在地层中。与现有技术相比，本发明专利技术的方法经济合理、处理效率高，适用于真空预压软土地基处理时对周边环境的保护。处理时对周边环境的保护。处理时对周边环境的保护。
【技术实现步骤摘要】
一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法
[0001]本专利技术涉及土木工程
，尤其是涉及一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法。
技术介绍
[0002]在我国东南部沿海地区广泛分布着深层的软土，由于软土具有高压缩性、不均匀性及抗剪强度低等特性，直接在其上建筑结构容易产生不均匀沉降，从而导致上部结构出现破坏，危害建筑安全。
[0003]目前对于软土地基的处理方法主要包括砂井法、真空预压法、堆载法、真空预压联合堆载法等。各种方法的目的均是对软土地基进行排水固结，其中最常见的是真空预压法，它是在软土地基内打设塑料排水板并用排水管连接形成排水网络，在排水网络上铺设砂垫层或土工布，再铺设密封膜以隔绝空气。将真空泵与排水连接管相连进行真空加载，软土中的空气及孔隙水被抽出，从而实现对软土的排水固结。
[0004]真空预压法由于采用的是真空吸力抽出软土中的气体和孔隙水，因此，在此过程中软土逐渐向排水板靠近，土体出现侧向位移，侧向位移随土体与排水板距离的增大而逐渐减小，在真空预压处理区域边缘往往会出现侧向位移过大而导致土体开裂的现象，严重影响周边环境及建筑物。
[0005]目前控制真空预压引起的侧向位移的方法主要有隔离墙、联合堆载等。隔离墙主要包括排桩、水泥土搅拌墙等。其缺点在于：隔离墙防护效果受结构整体刚度、自重影响较大，为达到较好限制侧向变形的效果施工成本往往较大；真空联合堆载预压通过堆载产生的向加固区外的侧向变形与真空加载产生的向加固区内的侧向变形在一定程度上的抵消来限制侧向变形，其缺点在于施工难度较大，成本较高且堆载并不以限制侧向变形为目的进行设计。
[0006]CN106284277A公开了一种气囊挤压排水联合真空预压地基加固方法，在地基上铺设砂垫层，在地基中打入排水板，上端连通排水管，排水管连接真空泵，在地基中打入气囊，上端连通充气管，充气管连接充气泵，启动真空泵将排水板中水排出，启动充气泵使气囊膨胀挤压土体，土体在真空压力和气囊压力的作用下产生固结。
技术实现思路
[0007]本专利技术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控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，针对各种地基处理方法碳排放比较高的不足，本专利技术在真空预压法的基础上，基于给土体提供正向压力的原理，在真空预压过程中可根据深度变化提供不同的正向压力，同时利用气囊体积可以改变的特性来补偿限制土体的侧向变形，经济性良好，有较为广阔的应用前景。该方法相对于CN106284277A公开的一种气囊挤压排水联合真空预压地基加固方法，作用正好相反，本专利技术的一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法并不是促进土体固结，而是通过向气囊充气使体积增大以补
偿真空预压所引起的侧向变形，侧向变形小，气囊体积小，侧向变形大，需要气囊补偿的体积大。气囊底部设置有锚头将气囊固定在一定深度，气囊用完之后其内注入流态土充填密实。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本专利技术的目的是提供一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，用于限制真空预压区外土体侧向位移，该方法包括如下步骤：
[0010]S1、在真空预压区域密封沟外打设分段气囊，所述分段气囊包括多个充气仓，所述分段气囊底部锚固到深层土层中固定，上端连接充气软管，充气软管连接充气泵，打设深度与塑料排水板深度保持一致；
[0011]S2、采用真空泵对真空预压区域抽真空，抽真空后进行真空预压过程，启动充气泵，根据不同深度土体的侧向变形值往分段气囊的各个充气仓内充入相应不同体积的空气，分段气囊膨胀挤压土体，用分段气囊膨胀的体积抵消土体的侧向变形量，从而减小对周围环境的影响；
[0012]S3、真空预压过程结束后，通过中心注浆管向分段气囊内注入流态固化土，达到强度后拆除充气与注浆装置，分段气囊留在地层中。
[0013]进一步地，所述方法还包括以下步骤S4，在步骤S1前进行：在真空预压区域按要求打设塑料排水板、铺设土工布、密封膜，并将排水支管、塑料排水板与排水总管相连，连接管与真空泵相连。
[0014]进一步地，所述方法还包括以下步骤S5，在步骤S4前进行：在平整场地上，在地基上铺设砂垫层或编织布。
[0015]进一步地，真空预压区域内无需做特殊处理，分段气囊按照一定间距均匀布置在密封沟外侧。
[0016]进一步地，所述中心注浆管底部设有锚头，可起到固定分段气囊的作用，有效防止气囊充气后整体向上挤出。
[0017]进一步地，所述分段气囊从上到下分割成多个充气仓，各个充气仓通过中心注浆管串联打入到地层的指定深度并起到固定作用，每个充气仓设置一根充气软管，各个充气仓充气压力不同，可实现根据深度分级加压。
[0018]进一步地，各个充气仓的体积从上往下依次减小，分段气囊中最上端的充气仓的体积最大。
[0019]进一步地，所述分段气囊长度、间距、充气仓个数可根据排水板打设深度及真空预压区域外需要保护的建筑类型决定，具有较大的灵活性。
[0020]进一步地，步骤S2在真空排水系统和气囊加压系统中进行，所述真空排水系统和气囊加压系统，包括：塑料排水板、排水支管、排水总管、充气泵、分段气囊、充气软管、充气总管、真空泵、连接管；所述排水支管、塑料排水板与排水总管相连，所述连接管与真空泵相连，所述分段气囊连接充气软管，所述充气软管通过充气总管连接充气泵。
[0021]进一步地，排水支管和排水总管相互垂直，各自均是平行布置，支管间距为0.5m～1.2m，排水总管间距为20～30m；各排水总管汇合到连接管，并与真空泵相连接。
[0022]进一步地，所述充气仓的水平断面可以为圆形、也可以椭圆、长方形、菱形等，以及其他形状均在本专利的保护范围内。
[0023]进一步地，所述塑料排水板为竖向的排水板。
[0024]进一步优选地，以圆形为首选。
[0025]进一步地，所述分段气囊材料选择耐磨橡胶为宜。
[0026]进一步地，进一步地，所述方法还包括以下步骤S5，在步骤S4后、步骤S1前进行：在分段气囊预设位置两侧打设侧斜管。
[0027]进一步地，所述流态固化土，可以用其他兼具备流动性和后期强度的浆液代替。
[0028]进一步地，在进行真空预压过程中，做好真空度、沉降量、孔隙水压力、土体侧向位移等数据的监测工作，当达到设计要求时停止抽真空。
[0029]进一步地，在注入流态固化土的过程中必须严格控制气囊内压缩空气的体积与压力，以免骤然放气反而产生过大的侧向变形，注满气囊后养护7天左右。
[0030]进一步地，针对不同工程，实际的参数包括气囊半径、钻孔位置，压力大小等都需要经过计算确定。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0032](1)本技术方案提供的通过体积补偿式分段气囊控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，采用气囊加压的方式，气囊压力可根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，用于限制真空预压区外土体侧向位移，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、在真空预压区域密封沟(2)外打设分段气囊(9)，所述分段气囊(9)包括多个充气仓，所述分段气囊(9)底部锚固到深层土层中固定，上端连接充气软管(10)，充气软管(10)连接充气泵(8)，打设深度与塑料排水板深度保持一致；S2、采用真空泵(12)对真空预压区域抽真空，抽真空后进行真空预压过程，启动充气泵(8)，根据不同深度土体的侧向变形值往分段气囊(9)的各个充气仓内充入相应不同体积的空气，分段气囊(9)膨胀挤压土体，用分段气囊(9)膨胀的体积抵消土体的侧向变形量，从而减小对周围环境的影响；S3、真空预压过程结束后，通过中心注浆管(13)向分段气囊(9)内注入流态固化土，达到强度后拆除充气与注浆装置，分段气囊(9)留在地层中。2.根据权利要求1所述的一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：在真空预压区域打设塑料排水板、铺设土工布(3)、密封膜(4)，并将排水支管(5)、塑料排水板(1)与排水总管(6)相连，连接管(14)与真空泵(12)相连。3.根据权利要求2所述的一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：在平整场地上，在地基上铺设砂垫层或编织布。4.根据权利要求1所述的一种控制真空预压周围地层变形的体积补偿式分段气囊法，其特征在于，分段气囊(9)均匀布置在密封沟(2)外侧。5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：武亚军，陈浩，骆嘉成，邵成，袁耿豪，
申请(专利权)人：温州市渣土利用开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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