[发明专利]一种软土地基排水固结系统及方法

说明书

本发明公开了一种软土地基排水固结系统及方法，该系统包括塑料排水板、虹吸管、板靴、堆载、集水井和抽水泵；在软土地基中开挖边沟，边沟开挖到地下水位以下，边沟中插入塑料排水板，呈梅花型排列，塑料排水板插入软土地基的一端安装与塑料排水板相同材质的板靴，虹吸管的进水口插入塑料排水板内，虹吸管的出水口伸入到位于软土地基附近的集水井中，边沟内填土，在软土地基表面放置堆载。启动抽水泵抽水，降低集水井中水位，促进软土地基排水固结。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，尤其涉及一种处理软土地基的系统及方法。

背景技术

我国的东南沿海地带历来是富庶之地，在这片区域聚集着大量的人口，随着人口不断涌入，原本匮乏的土地资源问题变得越发紧张。为了适应东南沿海地带经济建设的不断发展，建筑物不得不修建于软土地基上。由于软土地基抗剪强度低、含水率高、透水性差，还具有一定的流变性，因此在其上部修建基础设施，需要对其进行相应的处理。在所有的软土地基处理方法中，较为常用的是排水固结法，而传统的排水固结法中，使用最频繁的是砂井地基固结，即在软土层施打砂井或者塑料排水板，在软土表面铺设砂垫层，在砂垫层上方施加荷载，进行软土地基的排水固结工作。

传统的砂井地基排水固结法排水效率低，工期长，控制要点较多。制约砂井地基排水固结效率的主要因素为砂井地基中的井阻和涂抹效应，因此如果能有效降低砂井地基中的井阻和涂抹效应，可以有效缩短软土固结时间，从而加快施工进程。近年来，许多新型的软土地基处理方法被提出，例如化学加固法、高真空击密法、真空联合堆载预压法以及电渗固结法。化学加固法是利用固化剂掺加在软土中，固化剂与软土相互作用，从而加固软土地基。该方法改善了软土的物理力学性质，可以有效提高软土地基强度，但由于需要改变软土的结构，因此会造成一些次生的不良影响，同时，由于施加固化剂，会改变区域的环境，因此会造成生态环境的破坏，会影响上部植被。高真空击密方法通过数遍高真空形成压差，结合变能量击密，进行排水工作，逐步降低软土含水量。该方法改善了传统的排水固结法，但由于需要进行击密，因此对所处理的场地有限制，附近不能有高压线等障碍物，且能耗较大。真空联合堆载预压法作为现阶段最高效的软土地基处理方式，通过在软土表面覆盖不透气的土工膜，利用真空泵负压源联合堆载预压，将软土内部的空气和孔隙水排出，可以在较短时间内将软土内部的水排出，使软土达到规定的设计强度，但该方法能耗巨大，且操作复杂繁琐，需要施工人员有丰富的操作经验。电渗固结法是一种新型的地基排水固结方式，利用软土中的孔隙水在电流作用下的定向流动性，使软土内的含水量降低，同时软土内部的离子交换对软土也具有一定的改善作用。电渗固结法相对于传统的排水固结法，可以有效提高固结效率，但同样存在能耗巨大，操作复杂繁琐等问题。上述新方法虽然提高了排水固结效率，但依旧没有很好地解决井阻和涂抹效应，因此，需要一种高效、简便的软土地基排水固结方法。

发明内容

为了弥补现有软土地基处理方式存在的问题，本发明提出一种软土地基排水固结系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种软土地基排水固结系统，包括塑料排水板、虹吸管、板靴、堆载、集水井和抽水泵，在软土地基中开挖边沟，边沟开挖到地下水位以下，边沟中插入塑料排水板，相邻塑料排水板间距为0.5m-1m，呈梅花型排列，塑料排水板插设深度为12m，塑料排水板的长度为5m，塑料排水板插入软土地基的下端安装与塑料排水板相同材质的板靴，虹吸管的进水口插入塑料排水板内，虹吸管的出水口伸入到位于软土地基附近的集水井中，集水井深度为20m，抽水泵放置在距离集水井的井口1m处，边沟内填土，在软土地基表面放置堆载。