申请/专利权人：同济大学

申请日：2019-03-22

公开（公告）日：2021-05-11

公开（公告）号：CN109944263B

主分类号：E02D19/10(20060101)

分类号：E02D19/10(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.05.11#授权;2019.07.23#实质审查的生效;2019.06.28#公开

摘要：本发明涉及一种双真空疏干降水系统及方法，该降水系统包括抽水井、分布于抽水井周围降水区域的多个径向真空预压井以及覆盖于降水区域土体上的第一密封膜；径向真空预压井包括预压井管、分布于预压井管上的多个圆孔，包覆于预压井管侧面和底部的第二密封膜以及分别填充于预压井管侧面外和下方的滤料和填充细石；滤料连接有真空泵。与现有技术相比，本发明能够在潜水区、采用井管降水或单独采用井内抽真空的真空疏干井难以满足施工要求时，加速排除土中水分，避免抽水过程中出现断流的情况，使地下水位降至施工要求以下，弥补已有方法不足，能够为工程地质、岩土工程、基坑工程领域提供一种新的降水方法思路。

主权项：1.一种双真空疏干降水系统，其特征在于，包括抽水井10、分布于抽水井10周围降水区域的多个径向真空预压井11以及覆盖于降水区域土体上的第一密封膜；所述的径向真空预压井11包括预压井管1、分布于预压井管1上的多个圆孔2，包覆于预压井管1侧面和底部的第二密封膜以及分别填充于预压井管1侧面外和下方的滤料3和填充细石4；滤料3连接有真空泵8。

全文数据：双真空疏干降水系统及方法技术领域本发明属于地质工程、岩土工程、基坑工程技术领域，涉及一种双真空疏干降水系统及方法，尤其涉及一种利用孔内径向真空预压和井内真空抽水的双真空疏干降水系统及方法。背景技术在地下水位比较高的施工环境中，井点降水是土方工程、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能疏干基土中的水分、促使土体固结，提高地基强度，同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，提供比较干的施工条件，还可以减少土方量、缩短工期、提高工程质量和保证施工安全。但在潜水区土质多为粉土或软粘土，土的渗透系数很小，利用井点降水降低地下水位的效果不理想，目前急需就软粘土地区如何提高降水效率等方面展开研究。发明内容本发明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双真空疏干降水系统及方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：本发明提供一种双真空疏干降水系统，包括抽水井、分布于抽水井周围降水区域的多个径向真空预压井以及覆盖于降水区域土体上的第一密封膜；所述的径向真空预压井包括预压井管、分布于预压井管上的多个圆孔，包覆于预压井管侧面和底部的第二密封膜以及分别填充于预压井管侧面外和下方的滤料和填充细石；滤料连接有真空泵。优选地，多个径向真空预压井呈梅花形分布于抽水井周围降水区域。优选地，所述的预压井管为PVC管，圆孔呈梅花形分布于预压井管上。优选地，所述的真空泵通过真空泵管与滤料连接，真空泵管插设于滤料中，且真空泵管与滤料接触处通过滤网隔开。避免抽真空过程中吸入滤料。优选地，所述的第一密封膜包括多层密封膜本体以及位于多层密封膜本体上下两面的无纺土工布。优选第一密封膜中的多层密封膜本体的层数为2～3层。优选地，所述的第二密封膜由从内到外依次设置的多层密封膜本体以及套设于密封膜本体外用于保护密封膜本体的无纺土工布，预压井管、密封膜本体及无纺土工布之间紧密贴合。保证第二密封膜与PVC管之间无空气，这样在抽真空时，外部空气才能透过圆孔更好地挤压第二密封膜，从而挤压土体，传递径向压力。优选地，第二密封膜中设置2～3层密封膜本体。进一步优选地，密封膜本体的材料选用密封性好、韧性好、抗穿透能力和抗老化能力强的聚氯乙烯专用土工膜。优选地，预压井管直径为200mm，井孔直径为300mm，滤料填充于井管与井孔壁之间，填充细石高度为200mm，圆孔直径为10mm，圆孔间距为200mm。优选地，预压井管的管口露出地面，在预压井管露出地面的部分，用橡皮箍将第二密封膜系在预压井管上。以保证其密闭性。优选预压井管地面出露长度200mm，井管底部埋深应根据降水要求按相关降水工程技术规范设计。优选地，所述的抽水井为井内真空抽水的真空疏干井。进一步优选井管地面出露长度200mm，井管底部埋深应根据降水要求按相关降水工程技术规范设计。本发明还提供一种采用所述的双真空疏干降水系统的降水方法，包括以下步骤：S1：在抽水井周围降水区域布设多个径向真空预压井；S2：在降水区域土体上覆盖第一密封膜；S3：在抽水井抽水的同时，利用真空泵抽真空，直到降水完成，使径向真空预压井与抽水井之间的土体处于真空状态，第二密封膜上承受等于密封膜内外压差的荷载，向土体施加径向超孔压，用于加速排除土中水分，避免抽水过程出现断流。优选地，第一密封膜上也承受等于膜内外压差的载荷。第一密封膜与第二密封膜分别同时竖向、径向挤压土体，土中产生超孔压，促进孔隙水的排出。与现有技术相比，本发明能够在潜水区土质多为粉土或软粘土、采用井管降水或单独采用井内抽真空的真空疏干井难以满足施工要求时，加速排除土中水分，避免抽水过程中出现断流的情况，使地下水位降至施工要求以下，弥补已有方法不足，能够为工程地质、岩土工程、基坑工程领域提供一种新的降水方法思路。附图说明图1为本发明的径向真空预压井的示意图；图2为本发明中抽水井和径向蔗农预压井平面布置示意图。图中，1为预压井管，2为圆孔，3为滤料，4为填充细石，5为密封膜本体，6为无纺土工布，7为橡皮箍，8为真空泵，9为滤网，10为抽水井，11为径向真空预压井。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1一种双真空疏干降水系统，如图1～2所示，包括抽水井10、分布于抽水井10周围降水区域的多个径向真空预压井11以及覆盖于降水区域土体上的第一密封膜；径向真空预压井11包括预压井管1、分布于预压井管1上的多个圆孔2，包覆于预压井管1侧面和底部的第二密封膜以及分别填充于预压井管1侧面外和下方的滤料3和填充细石4；滤料3连接有真空泵8。本实施例中，抽水井10周围降水区域分布有六个径向真空预压井11，六个径向真空预压井11呈梅花形分布于抽水井10周围降水区域。本实施例中抽水井10采用采用工程上已开始使用的井内真空抽水的真空疏干井。井管地面出露长度200mm，井管底部埋深应根据降水要求按相关降水工程技术规范设计。本实施例中，第一密封膜包括多层密封膜本体5以及位于多层密封膜本体上下两面的无纺土工布6。优选第一密封膜中的多层密封膜本体的层数为2～3层。如图1所示，径向真空预压井11的预压井管1为PVC管，直径为200mm，井孔直径为300mm，滤料3填充于井管与井孔壁之间，圆孔2呈梅花形分布于预压井管1上，圆孔直径为10mm，圆孔间距为200mm，真空泵8通过真空泵管与滤料3连接，真空泵管插设于滤料3中，且真空泵管与滤料接触处通过滤网9隔开。填充细石4的高度为200mm。井管地面出露长度200mm，井管底部埋深应根据降水要求按相关降水工程技术规范设计。第二密封膜由从内到外依次设置的多层密封膜本体5以及套设于密封膜本体5外用于保护密封膜本体5的无纺土工布6，预压井管1、密封膜本体5及无纺土工布6之间紧密贴合。本实施例中优选第二密封膜中设置2～3层密封膜本体。预压井管1的管口露出地面，在预压井管1露出地面的部分，用橡皮箍7将第二密封膜系在预压井管1上。采用上述双真空疏干降水系统的降水方法，包括以下步骤：S1：在抽水井1周围降水区域呈布设六个径向真空预压井11；S2：在降水区域土体上覆盖第一密封膜；S3：在抽水井10抽水的同时，利用真空泵8抽真空，直到降水完成，使径向真空预压井11与抽水井10之间的土体处于真空状态，第二密封膜上承受等于密封膜内外压差的荷载，向土体施加径向超孔压，同时形成的超孔压提升预压孔与真空管井之间水力梯度，加速地下水的流动，然后在真空疏干井内将水抽出，加速排除土中水分，避免抽水过程出现断流。本实施例中，第一密封膜上也承受等于膜内外压差的载荷。第一密封膜与第二密封膜分别同时竖向、径向挤压土体，土中产生超孔压，促进孔隙水的排出。其中，径向真空预压井11采用以下方法布设：在径向真空预压井11的PVC管外填充滤料3，下部设置填充细石4，在PVC管外套上2-3层密封膜本体5，再在密封膜本体5外侧套上无纺土工布6对密封膜本体5加以保护需使密封膜本体5、无纺土工布6和PVC管之间紧密贴合、无气泡，最后在井管出露地面部分将密封膜本体5和无纺土工布6用橡筋箍7系紧在PVC管上，保证其密闭性，在填充滤料间连接真空泵。上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种双真空疏干降水系统，其特征在于，包括抽水井10、分布于抽水井10周围降水区域的多个径向真空预压井11以及覆盖于降水区域土体上的第一密封膜；所述的径向真空预压井11包括预压井管1、分布于预压井管1上的多个圆孔2，包覆于预压井管1侧面和底部的第二密封膜以及分别填充于预压井管1侧面外和下方的滤料3和填充细石4；滤料3连接有真空泵8。2.根据权利要求1所述的一种双真空疏干降水系统，其特征在于，多个径向真空预压井11呈梅花形分布于抽水井10周围降水区域。3.根据权利要求1所述的一种双真空疏干降水系统，其特征在于，所述的预压井管1为PVC管，圆孔2呈梅花形分布于预压井管1上。4.根据权利要求1所述的一种双真空疏干降水系统，其特征在于，所述的第一密封膜包括多层密封膜本体5以及位于多层密封膜本体上下两面的无纺土工布6。5.根据权利要求1所述的一种双真空疏干降水系统，其特征在于，所述的第二密封膜由从内到外依次设置的多层密封膜本体5以及套设于密封膜本体5外用于保护密封膜本体5的无纺土工布6，预压井管1、密封膜本体5及无纺土工布6之间紧密贴合。6.根据权利要求1或5所述的一种双真空疏干降水系统，其特征在于，预压井管1的管口露出地面，在预压井管1露出地面的部分，用橡皮箍7将第二密封膜系在预压井管1上。7.根据权利要求1所述的一种双真空疏干降水系统，其特征在于，所述的抽水井10为井内真空抽水的真空疏干井。8.采用如权利要求1～7任一所述的双真空疏干降水系统的降水方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在抽水井1周围降水区域布设多个径向真空预压井11；S2：在降水区域土体上覆盖第一密封膜；S3：在抽水井10抽水的同时，利用真空泵8抽真空，直到降水完成，使径向真空预压井11与抽水井10之间的土体处于真空状态，第二密封膜上承受等于密封膜内外压差的荷载，向土体施加径向超孔压，用于加速排除土中水分，避免抽水过程出现断流。

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