软土地基真空预压施工结构及其施工方法与流程

本发明涉及软土地基处理的技术领域，尤其涉及软土地基真空预压施工方法。

背景技术：

我国的沿江沿海地区分布着大量的软土，在建设用地日趋紧张的今天，如何对这些软土进行处理以满足工程建设的需要，一直以来都是一个技术难题。油气是对东南沿海地区的吹填土的处理，已成为沿海地区港口、交通以及城市建设的关键技术。

自上世纪八十年代我国开始提出和应用真空预压处理软土地基的方法，真空预压处理软土地基的本质是一个排水固结的过程，就是通过抽真空设备将密封膜以下及土体中的空气抽出，真空度沿竖向排水板向下传递，这样就在竖向排水板和其周围的土体之间形成了一个气压差，土体中的孔隙水在气压差的作用下向竖向排水板处渗流，从而达到排水固结的目的。采用传统的真空预压法处理软土地基时，真空压力传递路径是：真空装置-主管-滤管-排水板-加固土体。

现有的可参考公告号为cn104818706b的中国专利，其公开了一种新型真空预压软土地基处理工艺，该技术包括以下内容：浅层竖向排水板，深层竖向排水板、与浅层竖向排水板相连的横向排水支管、与深层竖向排水板相连的横向排水支管、横向排水主管、密封系统以及抽真空设备。本发明实现了排水板新型插入，通过新型插板可以将土体分为两层分别进行处理，即真空度可以通过竖向输气管直接传递至深层竖向排水板，避免了在浅层土体中传递所受到的阻尼作用，以使深层土体能够得到更好的加固。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述真空预压软土地基的处理工艺中，在利用抽真空设备进行抽真空作业时，软土逐渐变密实，随着软土内的空气以及孔隙水被不断抽出的过程中，地基会发生沉降，地基沉降过程中会使得横向排水支管和横向排水主管等各管道之间发生脱落，导致预压处理过程中的密封性较差，地基密实度得不到保障。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种避免连通的各管道随着地基一起发生沉降的软土地基真空预压施工结构。

本发明的技术目的之一是通过以下技术方案得以实现的：

一种软土地基真空预压施工结构，包括插入于软土地基以下的多根排水板，排水板的顶端连通设置有多根相互平行的水平支管，且每一根水平支管连通多根排水板，多根水平支管的顶端连通设置有同一根排水总管，排水总管连通设置有抽真空设备，所述水平支管沿着自身轴线方向设置有多组防沉降组件，防沉降组件包括竖直打入地基以下的支撑柱，支撑柱的下表面与水平支管的底部抵接，支撑柱的顶端滑动套设有滑套，滑套内部中空且滑套沿着水平支管轴线方向的两侧铰接设置有能够随着支撑柱下降而向上抬起并支撑水平支管的支撑杆。

通过上述技术方案，在施工过程中，抽真空设备通过排水总管、水平支管以及排水板将软土地基以下的水分抽出，在抽出地下水的过程中，软土地基会发生沉降，此时支撑柱会对水平支管进行支撑，进而对排水总管进行支撑，当支撑柱随着软土地基一起发生沉降时，滑套会被向上抬起，从而继续对水平支管进行支撑，从而缓解由于支撑柱沉降发生的支撑不力，提高对水平支管的支撑效果，进而避免连通的各管道随着地基一起发生沉降。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滑套内部中空，支撑柱位于滑套内相对支撑杆的两侧固定设置有倾斜向下且呈八字形设置的棘爪，支撑杆的中部与滑套铰接且一端倾斜穿入滑套内，支撑杆位于滑套内的上表面设置有棘齿，棘爪与棘齿相配合，支撑杆倾斜的顶端穿出滑套后铰接有用于支撑水平支管的支撑块。

通过上述技术方案，当支撑柱随着软土地基一起发生沉降时，棘爪会随着支撑柱一起沉降，棘爪的底部会挤压支撑杆，并且与支撑杆上的棘齿配合，从而带动支撑杆绕着与滑套铰接，支撑杆转动的过程中带动支撑块上升，从而支撑杆顶端脱离对水平支管的支撑，支撑块替代支撑杆对水平支管进行支撑，并且棘爪与棘齿相配合，使得支撑块保持稳定支撑作用，而不会发生脱落，提高了支撑块对水平支管的支撑稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑块的上方固定设置有与水平支管下表面相贴合的弧形板，支撑块与弧形板之间固定连接有弹簧。

通过上述技术方案，弧形板能够与水平支管的下表面贴合，提高对水平支管的支撑效果，并且弧形板对于水平支管的支撑稳定性更高，在支撑块与弧形板之间固定连接弹簧，使得弧形板对于水平支管进行支撑时，能够减缓水平支管受到的刚性冲击，因此即使支撑杆发生沉降，水平支管的支撑稳定性也能够得到有效的提高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弧形板的上表面固定设置有防磨垫。

通过上述技术方案，防磨垫的设置使得水平支管在得到有效支撑时，能够减缓水平支管的磨损损坏，并且水平支管被支撑后与防磨垫之间的摩擦力增大，支撑稳定性得以提高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑柱的顶端开设有与水平支管下表面相贴合的弧形支撑槽。

通过上述技术方案，在支撑柱的顶端开设用于贴合支撑水平支管的弧形支撑槽，使得水平支管得到更稳定、可靠的支撑。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：地基表面铺设有密封薄膜，地基的四周开设有密封沟，密封薄膜的端部位于密封沟内并且密封薄膜上覆盖有砂石。

通过上述技术方案，在地基表面铺设密封薄膜，使得地基在进行真空预压处理时，能够更好地将地基内的空气以及水分抽出，隔绝了地面以上部分的空气与地基内的空气流通，降低地基以上部分的空气对地基内部的影响，从而使得地基内的空气以及水分能能够顺利抽出。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：多组防沉降组件沿着垂直于水平支管的方向并排设置。

通过上述技术方案，多组防沉降组件沿着垂直于水平支管的方向并排设置，使得水平支管能够得到更好的支撑，进而提高水平支管以及与水平支管连通的排水总管的稳定性。

本发明的目的之二在于提供一种避免排水板以及排水板连通的各管道随着地基一起发生沉降的软土地基真空预压施工方法。

本发明的技术目的之二是通过以下技术方案得以实现的：

一种软土地基真空预压施工结构，其施工方法包括以下步骤：

s1、在地面上铺设密封薄膜，并在需要进行真空预压的地基周围开设密封沟，密封薄膜的四周位于密封沟内并回填砂石对密封薄膜进行压紧；

s2、插设排水板，使得排水板穿过密封薄膜并插入地面以下；

s3、在相邻的两块排水板之间设置防沉降组件，首先将滑套套在支撑杆的顶端，然后将支撑杆插入地面以下，并且调整好滑套的位置，令弧形板的上表面与水平支管的下表面抵接且令水平支管与排水板内部连通；

s4、安装排水总管，使得排水总管与多根水平支管连通，并且在排水总管的一段联通设置抽真空设备。

通过上述技术方案，首先在地面上铺设密封薄膜，并开设密封沟，将密封薄膜的四周放入密封沟内部，再通过回填砂石对密封薄膜进行压实固定，使得密封薄膜能够对地基进行全面密封，排水板直接穿过密封薄膜插入地面以下，使得整体工艺较为简单，并且不会对地基的密封效果产生过多影响，插设排水板之后，在两块相邻的排水板之间设置防沉降组件，接着将水平支管与排水板连通时，防沉降组件能够对水平支管起到良好的支撑作用，并且防沉降组件安装结束之后，此时再安装排水总管的便利性也会大大提高。在对地基进行真空预压处理时，若支撑柱与地基一起发生沉降时，滑套能够带动弧形板抬升，从而对水平支管下表面继续支撑，确保水平支管不会跟随支撑柱一起发生沉降。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过设置对水平支管进行支撑的防沉降组件，在进行真空预压操作时，当支撑柱随着地基一起沉降时，防沉降装置能够保证对水平支管的稳定支撑，进而提高对水平支管的支撑稳定性；

2、通过在支撑柱位于滑套内相对支撑杆的两侧固定设置有倾斜向下且呈八字形设置的棘爪，在支撑杆位于滑套内的上表面设置有棘齿，使得支撑柱发生沉降时，棘爪能够挤压棘齿对水平支管进行支撑，同时支撑时不会脱落，稳定性较高；

3、通过设置弧形板，使得水平支管的支撑稳定性跟高。

附图说明

图1为本实施例在施工状态下的结构示意图；

图2为隐去软土地基后旨在强调水平支管以及防沉降组件排布形式的结构示意图；

图3为其中一个水平支管对应的一组排水板以及防沉降组件的局部结构示意图；

图4为图3中a处的局部放大示意图；

图5为旨在强调防沉降组件的剖视图。

附图标记：1、排水板；2、水平支管；3、排水总管；4、抽真空设备；5、防沉降组件；51、支撑柱；511、弧形支撑槽；512、棘爪；52、滑套；521、让位槽；53、支撑杆；531、棘齿；532、支撑块；533、弧形板；534、弹簧；535、防磨垫；6、密封薄膜；7、密封沟。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种软土地基预压施工结构，如图1和图2所示，包括插设于软土地基以下的多个排水板1，多个排水板1设置有多组，且每组的多个排水板1沿同一条直线设置，且每组的多个排水板1顶端连通设置有同一水平支管2，水平支管2的顶端连通设置有排水总管3，排水总管3与多个水平支管2均连通，排水总管3连通设置有抽真空设备4，为了确保各个连接管道的为稳定性，在软土地基内插设有用于支撑水平支管2的防沉降组件5，且防沉降组件5能够在软土地基沉降时防止水平支管2以及排水总管3一起发生沉降。

如图1所示，地基表面铺设有密封薄膜6，排水板1穿过密封薄膜6后插入地基以下，防沉降组件5的顶端也穿过密封薄膜6，从而对水平支管2进行支撑。地基上开设有密封沟7，密封薄膜6的边缘位于密封沟7内，且在密封沟7内铺设砂石，从而对密封薄膜6进行压实，使得密封薄膜6能够很好地起到对软土地基进行密封处理，抽真空设备4在进行抽真空作业时，能够将软土地基内部的空气以及水分顺利抽出。

结合图3和图4，防沉降组件5包括支撑柱51，支撑柱51设置有多个，且多个支撑柱51设置于每一组的多个排水板1中相邻的两个排水板1之间，支撑柱51的顶端开设有与水平支管2的底部相适配的弧形支撑槽511，以用于更稳定地支撑水平支管2，支撑柱51的顶端位置处滑动套设有滑套52，滑套52相对的两侧位置处开设有让位槽521，让位槽521内插设有支撑杆53，且支撑杆53长度的中间位置处与滑套52位于让位槽521内的部分铰接相连，支撑杆53倾斜的顶端铰接设置有支撑块532，支撑块532的顶端固定设置有多个弹簧534，弹簧534的顶端固定设置有弧形板533，弧形板533的上表面固定设置有橡胶材质的防磨垫535，防磨垫535与弧形板533粘接固定，支撑水平支管2时，水平支管2的下部与防磨垫535抵接，防磨垫535能够降低对水平支管2的磨损。

如图5所示，支撑杆53伸入至滑套52内的部分上表面设置有棘齿531，支撑柱51位于滑套52内的部分在棘齿531正上方固定设置有向着背离支撑柱51中心倾斜向下设置的棘爪512，且棘齿531与棘爪512相配合。当软土地基在抽真空过程中发生沉降时，若支撑柱51发生沉降，棘爪512随着支撑柱51一起下降，使得棘爪512顺着棘齿531向下滑动，从而带动支撑杆53转动，支撑杆53转动的过程中，会带动支撑板以及弧形板533上升，进而使得弧形板533对于水平支管2的支撑作用不会丢失，即使支撑柱51脱离水平支管2，弧形板533也能够将水平支管2进行抬升，确保对水平支管2的支撑稳定性，并且当支撑柱51不再沉降时，棘爪512卡在棘齿531上，防止支撑杆53发生转动导致的弧形板533下降，进一步提高了弧形板533对水平支管2的支撑稳定性。

本实施例的实施原理为：在对软土地基进行正常的真空预压时，在软土地基表面铺设密封薄膜6，并利用砂石将密封薄膜6的边缘压在密封沟7内，然后将排水板1以及支撑柱51插入至软土地基以下，在排水板1上方连通水平支管2，并利用支撑柱51对水平支管2进行支撑，接着将多根水平支管2连通同一根排水总管3，排水总管3的一端连通抽真空设备4。在进行真空预压施工时，启动抽真空设备4，抽真空设备4将软土地基内的空气以及水分抽出，随着抽真空过程的不断进行，排水板1以及支撑杆53均有可能随之一起沉降，当支撑杆53沉降时，带动棘爪512下落，从而卡住棘齿531，将支撑杆53抬起，进而抬升支撑块532以及弧形板533，以确保对水平支管2的支撑效果不变，提高水平支管2以及排水总管3的支撑稳定性。

实施例2

一种软土地基真空预压施工方法，其步骤如下：

s1、在地面上铺设密封薄膜6，并在需要进行真空预压的地基周围开设密封沟7，密封薄膜6的四周位于密封沟7内并回填砂石对密封薄膜6进行压紧；

s2、插设排水板1，使得排水板1穿过密封薄膜6并插入地面以下；

s3、在相邻的两块排水板1之间设置防沉降组件5，首先将滑套52套在支撑杆53的顶端，然后将支撑杆53插入地面以下，并且调整好滑套52的位置，令弧形板533的上表面与水平支管2的下表面抵接且令水平支管2与排水板1内部连通；

s4、安装排水总管3，使得排水总管3与多根水平支管2连通，并且在排水总管3的一段联通设置抽真空设备4。

在地面上铺设密封薄膜6，并开设密封沟7，将密封薄膜6的四周放入密封沟7内部，再通过回填砂石对密封薄膜6进行压实固定，使得密封薄膜6能够对地基进行全面密封，排水板1直接穿过密封薄膜6插入地面以下，使得整体工艺较为简单，并且不会对地基的密封效果产生过多影响，插设排水板1之后，在两块相邻的排水板1之间设置防沉降组件5，接着将水平支管2与排水板1连通时，防沉降组件5能够对水平支管2起到良好的支撑作用，并且防沉降组件5安装结束之后，此时再安装排水总管3的便利性也会大大提高。在对地基进行真空预压处理时，若支撑柱51与地基一起发生沉降时，滑套52能够带动弧形板533抬升，从而对水平支管2下表面继续支撑，确保水平支管2不会跟随支撑柱51一起发生沉降。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。