CN101144281B - 浮动插板机及大面积超软弱地基快速直接排水固结法 - Google Patents

浮动插板机及大面积超软弱地基快速直接排水固结法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浮动式插板机，包括主体机架、插板机械及承托于主机架底部的浮力装置，所述插板机械包括导轨、立架和插板机构，导轨铺设于主体机架上，立架连接于主体机架，沿导轨滑行，插板机构固定于立架上。本发明还公开了应用上述浮动式插板机进行插板的一种大面积超软弱地基快速直接排水固结法。对于土质含水量大，承载力差的软土地基，本发明的浮动插板机一样可以在上面工作，方便地施插排水板，从而得以顺利地实施排水固结法处理大面积超软弱地基。本发明不需要在待处理地基上先铺设无纺布和土工格栅，处理过程中也不需要铺设砂垫层，因此可以使施工期缩短，不受砂源条件限制，对降低成本、保护环境均有着重要的意义。

Description

浮动插板机及大面积超软弱地基快速直接排水固结法
技术领域
本发明涉及建筑工程、港口工程、公路和桥梁工程等技术领域，具体涉及应用于大面积超软弱地基的浮动插板机及应用该插板机的快速直接排水固结方法。
背景技术
现有的软土地基的加固方法主要有真空预压、堆载预压、真空堆载联合预压法和强夯动力固结法等。这些方法在加固地基时，首先要在软土地基上插排水板、设置排水沟、安装PVC管和铺设排水垫层等工作。尤其是插排水板，就需要插排水板机来进行。但许多待处理的软基都非常软，土质含水量很高，地基没有什么承载力，插排水板机不能在上面工作。无法插排水板，就不能进行排水固结法。
为了解决插排水板的问题，现在采用的方法有各种各样，或者把软土进行一定的晾晒，也可以铺土工布，采用较厚的砂垫层，以提高软土地基的承载力，以便插排水板机能够进行施工。但这些方法有一定的局限性，尤其最常用的垫砂垫层法，由于施工砂垫层的砂源越来越紧张和缺乏，造成施工操作越来越困难，因此有必要寻找一种新的方法来插排水板。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足，解决了超软土地基上插排水板问题，提供了一种可应用于大面积超软弱地基的浮动式插板机，及应用该插板机的快速直接排水固结方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种浮动式插板机，包括主体机架及插板机械，还包括承托于主机架底部的用于提供浮力的浮力装置，所述浮力装置为通过螺栓连接构件拼接的桁架结构，其中间固定密封浮筒或密封油桶，以提供浮力；浮力装置的四个角装有四个定位移动装置，用来固定浮力装置，并通过伸缩进行移动定位，所述插板机械包括导轨、立架和插板机构，导轨铺设于主体机架上，立架连接于主体机架，沿导轨滑行，插板机构固定于立架上，插板机械承托在浮力装置之上，其周边上设有定位机构。
进一步来说，所述浮力装置包括密封浮筒或密封油筒，以桁架结构固定排列。
除了采用密封浮筒或密封油罐等提供浮力，还可以采用其它形式的浮力装置，在此不一一列举。
一种大面积超软弱地基快速直接排水固结法，其特征在于采用了上述的浮动式插板机铺设排水板，包括以下操作步骤：
(1)对地基进行地表清理及场地平整；
(2)周边修筑围堰；
(3)在围堰内蓄水，水深为30～50cm；
(4)采用所述浮动插板机插设竖向排水系统；
(5)抽排放蓄水，并在泥面上铺设水平向排水系统，并与竖向排水系统相连，连接时保证水平和竖向排水系统接头处透水通畅并隔土，将上述水平竖向连接系统埋入泥面0.5～1m地表下；
(6)进行真空预压或真空联合堆载预压或真空卸载后强夯，对地基进行加固处理。
本发明的浮动式插板机，由密封浮筒或密封油桶提供浮力，桁架结构布置，可以承托在插板机械底部，对于土质含水量大，承载力差的软土地基，这种浮动式插板机一样可以在上面工作，方便地施插排水板，从而得以顺利地实施排水固结法处理大面积超软弱地基。
另一方面，与以往的软基加固法相比，本发明不需要在待处理地基上先铺设无纺布和土工格栅，处理过程中也不需要铺设砂垫层。由于铺设无纺布和土工格栅耗费的施工时间长，导致施工周期延长，成本增加，一直是软弱基加固处理的一个大问题，而本发明省略了此步骤，可以使施工期缩短，成本降低。不需要铺设砂垫层，也同样减少了砂的用量，不受砂源条件限制，对降低成本、保护环境均有着重要的意义。
附图说明
图1是采用浮动式插板机插排水板示意图
图2是浮动式插排水板机俯向示意图
图3是浮动式插排水板机立面示意图
图4是采用真空预压法加固软土地基示意图
图5是采用真空联合堆载预压法加固软土地基示意图
图6是采用真空卸载后采用强夯机械固结软基的示意图
图中：(1)待处理地基；(2)土工无纺布；(3)密封墙；(4)围堰；(5)蓄水；(6)排水板；(7)浮动式插板机；(8)导轨；(9)立架；(10)插板机构；(11)定位缆绳；(12)定位竹杆；(13)密封浮筒或密封油桶；(14)PVC滤排水管；(15)碎石、矿渣、砂被；(16)抽水机；(17)真空泵；(18)堆载，(19)强夯机械。
现结合附图对本发明作进一步解释。
具体实施方法
如图2、图3所示，为本发明的浮动式插板机，包括主体机架、插板机械和浮力装置。
浮力装置承托于主机架底部，给上部的插板机械提供足够的浮力，由密封浮筒13(密封油桶)提供浮力，其结构为桁架结构。它可有角钢或其他构件，通过螺栓或其他连接构件拼接，中间固定密封浮筒或密封油桶等，以提供浮力。浮力装置除了采用密封浮筒提供浮力外，还可以是其它形式的浮力装置，在此不一一列举。
浮力装置的四个角装有四个定位移动装置，用来固定浮力装置，并通过伸缩进行移动定位。
插板机械承托在浮力装置之上，其周边上设有定位机构，如定位缆绳11和/或定位竹竿12，进行定位，可通过浮力装置角上的定位移动装置，进行移动。
插板机械由导轨8、立架9和插板机构10组成。其中，导轨8铺设在主体机架上，立架9连接主体机架，插板机构10固定于立架9。当立架9沿导轨8移动时，插板机构10就可以沿直线铺插排水板。
插板机械所采用的动力机构可以为振动式、静压-变速式、液压法式等，此为现有技术，在此不再赘述。
在大面积超软弱地基应用本浮动式插板机插排水板的快速直接排水固结法如下列实施例所述：
实施例1：采用真空预压法加固软土地基的施工流程
如图1和图4所示，
①首先，对软土地基1的地表进行清理及场地平整；
②在地基1的周边修筑围堰4；
③在围堰4内蓄水5，水深为30～50cm；
④采用浮动插板机7插设竖向排水系统，如排水板6、袋装砂井、砂袋等；
⑤排水板6插完之后，抽走或放掉蓄水5，并在泥面上埋设水平向排水系统，如在泥面上铺PVC滤管7、塑料盲沟、砂袋(被)、碎石袋等，并与竖向排水板、袋砂井等竖向排水系统相连，连接时保证水平和竖向排水系统接头处透水通畅并隔土，将上述水平竖向连接系统埋入泥面0.5～1m地表下；
⑥安装抽水机16和真空泵17，进行真空预压。
当然，若在地基平整后铺设无纺布、土工布、土工隔栅等隔离加筋材料也是可以的，本发明并不对此作限制。待处理地基1周边地表15米深内含有透水层时，可布设防渗密封墙3，防渗密封墙可采用搅拌淤泥桩或插塑等方法或桩墙。
另外，在放掉蓄水后，也可在地表铺设碎石、矿渣、砂被15等垫层，本发明也不对此作限制。
实施例2：采用真空联合堆载预压法加固软土地基的施工流程
如图1和图5所示，
①对软土地基1的地表进行清理及场地平整；
②在地基1的周边修筑围堰4；
③在围堰4内蓄水5，水深为30～50cm；
④采用浮动式插板机7插设竖向排水系统，如排水板6、袋装砂井、砂袋等；
⑤排水板6插完之后，抽走或放掉蓄水5，并在泥面上埋设水平向排水系统，如在泥面上铺PVC滤管7、塑料盲沟、砂袋(被)、碎石袋等，并与竖向排水板、袋砂井等竖向排水系统相连，连接时保证水平和竖向排水系统接头处透水通畅并隔土，将上述水平竖向连接系统埋入泥面0.5～1m地表下；
⑥铺设塑料隔离膜；
⑦安装真空泵17，进行真空预压；真空恒载一定时间后堆载18，进行真空联合联合堆载预压。
当然，若在地基平整后铺设无纺布、土工布、土工隔栅等隔离加筋材料也是可以的，本发明并不对此作限制。待处理地基1周边地表15米深内含有透水层时，可布设防渗密封墙3，防渗密封墙可采用搅拌淤泥桩或插塑等方法或桩墙。
另外，在放掉蓄水后，也可在地表铺设碎石、矿渣、砂被15等垫层，本发明也不对此作限制。
实施例3：采用真空预压联合强夯加固软土地基的施工流程
如图1和图6所示，
①对软土地基1的地表进行清理及场地平整；
②在地基1的周边修筑围堰；
③在围堰内蓄水，水深为30～50cm；
④采用浮动式插板机插设竖向排水系统，如排水板6、袋装砂井、砂袋等；
⑤排水板6插完之后，放掉蓄水，并在泥面上埋设水平向排水系统，如在泥面上铺PVC滤管、塑料盲沟、砂袋(被)、碎石袋等，并与竖向排水板、袋砂井等竖向排水系统相连，连接时保证水平和竖向排水系统接头处透水通畅并隔土，将上述水平竖向连接系统埋入泥面0.5～1m地表下；
⑥安装真空泵，进行真空预压，当预压地基达到一定固结程度后，卸载真空荷载，再采用强夯机械19，进行强夯动力固结软基。
当然，若在地基平整后铺设无纺布、土工布、土工隔栅等隔离加筋材料也是可以的，本发明并不对此作限制。
另外，在放掉蓄水后，也可在地表铺设碎石、矿渣、砂被15等垫层，本发明也不对此作限制。

Claims (2)

1.一种浮动式插板机，包括主体机架及插板机械，其特征在于：还包括承托于主机架底部的用于提供浮力的浮力装置，所述浮力装置为通过螺栓连接构件拼接的桁架结构，其中间固定密封浮筒或密封油桶，以提供浮力；浮力装置的四个角装有四个定位移动装置，用来固定浮力装置，并通过伸缩进行移动定位，所述插板机械包括导轨、立架和插板机构，导轨铺设于主体机架上，立架连接于主体机架，沿导轨滑行，插板机构固定于立架上，插板机械承托在浮力装置之上，其周边上设有定位机构。
2.一种大面积超软弱地基快速直接排水固结法，其特征在于采用权利要求1所述的浮动式插板机铺设排水板，包括以下操作步骤：
(1)对地基进行地表清理及场地平整；
(2)周边修筑围堰；
(3)在围堰内蓄水，水深为30～50cm；
(4)采用所述浮动插板机插设竖向排水系统；
(5)抽排放蓄水，并在泥面上铺设水平向排水系统，并与竖向排水系统相连，连接时保证水平和竖向排水系统接头处透水通畅并隔土，将上述水平竖向连接系统埋入泥面0.5～1m地表下；
(6)进行真空预压或真空联合堆载预压或真空卸载后强夯，对地基进行加固处理。
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