CN105780620B - 一种软土地基桥头跳车防治方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软土地基桥头跳车防治方法及装置，其特征在于，包括磁控管、斜向排水钢管、水平向PVC管、真空泵和注浆装置，所述磁控管布置于软土地基中，产生微波从而加热土体，所述斜向排水钢管置于软土地基中并与水平方向具有一定的夹角，斜向排水钢管用于排除软土地基中的水分，并为注浆装置提供注浆通道；所述水平向PVC管一端与斜向排水钢管相连，水平PVC管的另一端与真空泵相连接；在水平向PVC管上布置有若干管道阀门；所述注浆装置用于对软土地基进行注浆加固；本发明能够快速地对软土地基进行排水固结，并对桥头跳车进行综合治理，具有良好的工程应用价值和社会效益。

Description

一种软土地基桥头跳车防治方法及装置

技术领域：

本发明涉及一种软土地区桥头跳车防治方法及装置，主要用于软土地基加固和桥头跳车处理。

背景技术：

随着交通建设的发展，在东南沿海地区进行道路与桥梁建设已经成为一种普遍的工程行为。由于东南沿海地区多为软土地基，由于软土孔隙比大，含水量高，强度和稳定性差，难以满足工程要求，对软土地区进行加固是在软土地区进行公路建设的必要条件。

另一方面，在已建成的公路与城市道路的桥梁和道路结合处，由于不均匀沉降而形成“桥头跳车”的现象，影响行车安全和对路面结构造成破坏。

目前，常用的软土加固方法有堆载预压法、真空预压法和真空-堆载联合预压法，若软土体的含水量极高（大于100%），则以上三种加固方法很难实施；并且在加载过程中由于软土颗粒较细，软土的渗透系数比较小，使得软土排水固结时间较长，对施工进度将造成很大的影响。

土体的固结包括竖向固结和径向固结，以径向固结为主。常用的预压法通常利用径向固结采用竖井排水的方式对软土体进行预压加固。由于涂抹效应的影响，仅仅利用径向固结很难达到预期的加固目标，并且塑料排水板在土压力作用下容易产生变形，从而阻断排水通道。

针对“桥头跳车”的现象，目前，采用注浆加固是处理桥头跳车的一种常用方法，但是在注浆加固时需对原有的路面结构产生破坏，影响车流通行，并且通常采用的一次注浆的方法加固效果一般。

发明内容:

本发明为了克服现有技术的不足，本发明的第一方面目的是针对软土地基的特性，提供一种能够有效防治桥头跳车的装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种软土地基桥头跳车防治装置，其特征在于:包括磁控管、斜向排水钢管、水平向PVC管、注浆装置、和真空泵；

所述磁控管布置于待加固的软土地基中，产生微波从而加热土体；

所述斜向排水钢管置于软土地基中并与水平方向具有一定的夹角，斜向排水钢管用于排除软土地基中的水分，并为注浆装置提供注浆通道；

所述水平向PVC管一端与斜向排水钢管相连，水平PVC管的另一端与真空泵相连接；在水平向PVC管上布置有若干管道阀门；

所述注浆装置用于对软土地基进行注浆加固。

进一步的设置在于:

所述斜向排水钢管与水平方向的夹角为30-75度。斜向排水钢管的头部为实心的桩头，斜向排水钢管的内部为中空，尾部设有开口，在斜向排水钢管上设有若干用于排水的孔洞，在斜向排水钢管的表面布置有若干止回阀作为注浆通道。

所述注浆装置包括滑动活塞、注浆喷头和注浆管，注浆管穿过滑动活塞连接注浆喷头，滑动活塞设置于斜向排水钢管内，并能在斜向钢管内移动。

本发明上述装置采用的原理和获得的效果如下：

1、本发明通过在土体中布置磁控管、斜向排水钢管，有效地利用软土的竖向固结，提高软土体的温度，加快软土固结排水；

2、本发明通过在软土路基中预留斜向排水钢管，斜向排水钢管一方面可以有效排除土体中的水分，另一方面为桥头跳车的注浆加固提供通道，同时配合注浆装置进行多次分级注浆，不但能有效治理桥头跳车，而且不会对车流通行造成影响。

本发明的第二方面是提供一种软土地基桥头跳车防治方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在待加固土体中开一土槽，布置磁控管，并连接电源；

第二步，在待加固土体四周打入斜向排水钢管，斜向排水钢管与水平方向的夹角根据土质条件和工程需要综合确定；斜向排水钢管的头部为实心的桩头，桩头入土深度需大于待加固土体深度；斜向排水钢管的表面具有孔洞，便于排水；在斜向排水钢管表面布置若干止回阀作为注浆通道；

第三步，采用水平向PVC管连接斜向排水钢管和真空泵；

第四步，打开磁控管的电源产生微波，使待加固的土体温度升高；

第五步，打开水平向PVC排水管的阀门，开启真空泵，抽取待加固土体内部的空气，使得土体内部和外部形成气压差，外部大气压对土体表面产生均布面荷载，促使土体产生固结排水；土体中的水分从斜向排水钢管的孔洞进入钢管中，并经水平向PVC管排出土体；

第六步，通过第五步的软土地基加固后，首先关闭磁控管电源，待土体温度稳定时，关闭水平PVC管的阀门，关闭真空泵的电源；待土体固结沉降稳定时，取出磁控管，解除水平PVC管与斜向排水钢管和真空泵的连接，密封斜向排水钢管的尾部；

第七步，当出现桥头跳车后，打开斜向排水钢管的尾部密封，在斜向排水钢管中放入注浆装置，根据分级注浆要求，使注浆装置的滑动活塞距离钢管底部一段距离；

第八步，通过注浆管开始往活塞以下部分的钢管中进行注浆，在注浆的同时保持活塞的位置，以保证注浆压力；斜向排水钢管上的止回阀在注浆压力作用下向土体打开，形成注浆通道对土体进行注浆加固；

第九步，当前级别注浆完成后，根据分级注浆要求，向上提起滑动活塞，继续注浆，直至全部注浆加固完成；

第十步，将斜向排水钢管尾部进行密封掩埋。

本发明的桥头跳车防治方法，其有益效果如下：

本发明的防治方法，结合了微波提高软土温度、利用软土竖向固结、软土地基中预留注浆管道、分级注浆方式等多道工序，能有效预防和治理软土地基桥头跳车，而且不会对车流通行造成影响。

由于水属于极性分子，很容易吸收微波而产生大量的热，从而提高软土体温度，达到加快土体固结速度的目的；本发明采用斜向的刚性排水通道，能有效地利用竖向固结和保持排水通道的畅通；同时通过在软土地基中预留注浆管道，采用分级注浆的方式，能有效预防和治理桥头跳车，而且不会对车流通行造成影响。

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

附图说明：

图1为本发明进行土体加固时的结构示意图；

图2为本发明进行桥头跳车处理时的结构示意图；

图3为本发明进行桥头跳车处理时的平面示意图；

图4为本发明分级注浆的结构示意图。

图中标号：10-软土地基；11-路基回填土；12-路面结构层；101-磁控管；102-斜向钢管；1021-止回阀；1022-排水孔；1023-实心桩头；1024-开口；103-水平PVC管；104-注浆装置；1041-滑动活塞；1042-注浆喷头；1043-注浆管；105-管道阀门；106-真空泵。

具体实施方式：

如图1-图4所示，本发明的一种软土地基桥头跳车防治装置，包括磁控管101、斜向排水钢管102、水平向PVC管103、注浆装置104、管道阀门105和真空泵106；

所述磁控管101布置于待加固的软土地基10中，并与电源相连，可产生微波从而加热土体。

所述斜向排水钢管102置于软土地基10中并与水平方向具有一定的夹角α，夹角α的大小根据土质条件综合确定，优选为30-75度，斜向排水钢管102的头部为实心的桩头1023，斜向排水钢管102的内部为中空，尾部设有开口1024，在斜向排水钢管102上设有若干孔洞1021以便于排水，在斜向排水钢管102的表面布置有若干止回阀1022作为注浆通道；

所述水平向PVC管103一端与斜向排水钢管102的尾部相连通，在水平向PVC管103上布置有若干管道阀门105，水平PVC管103的另一端与真空泵106相连接。

所述注浆装置104包括滑动活塞1041、注浆喷头1042和注浆管1043，所述注浆管1043穿过滑动活塞1041连接注浆喷头1042，滑动活塞1041设置于斜向排水钢管102内，并能在斜向钢管102内移动（在进行分级注浆时，滑动活塞1041固定于斜向排水钢管102的内部，该级注浆完成后，通过注浆管1043向上提起滑动活塞1041，进行下一级的注浆）。

在进行桥头跳车处理时，将注浆装置104放入斜向排水钢管102中，通过斜向钢管102表面的止回阀1022形成注浆通道对土体进行注浆加固。

本发明的一种软土地基桥头跳车防治方法，包括以下步骤：

第一步，在待加固土体中开一土槽，布置磁控管101，并连接电源；

第二步，在待加固土体四周打入斜向排水钢管102，斜向排水钢管102与水平方向的夹角根据土质条件和工程需要综合确定；斜向排水钢管102的头部为实心的桩头1023，桩头1023入土深度需大于待加固土体深度；斜向排水钢管102的表面具有孔洞1021，便于排水；斜向排水钢管102表面布置若干止回阀1022作为注浆通道；

第三步，采用水平向PVC管103连接斜向排水钢管102和真空泵106；

第四步，打开磁控管101的电源产生微波，使待加固的土体温度升高；

第五步，打开水平向PVC排水管103的阀门105，开启真空泵106，抽取待加固土体内部的空气，使得土体内部和外部形成气压差，外部大气压对土体表面产生均布面荷载，促使土体产生固结排水；土体中的水分从斜向排水钢管102的孔洞1021进入钢管中，在大气压力作用下水分进入水平向PVC管103，从而排出土体；

第六步，通过第五步的软土地基加固后，首先关闭磁控管101电源，待土体温度稳定时，关闭水平PVC管103的阀门105，关闭真空泵106的电源；待土体固结沉降稳定时，取出磁控管101，解除水平PVC管103与斜向排水钢管102和真空泵106的连接，密封斜向排水钢管的尾部；

第七步，当出现桥头跳车后，打开斜向排水钢管102的尾部密封，在斜向排水钢管102中放入注浆装置104，根据分级注浆要求，使注浆装置104的滑动活塞1041距离钢管底部一段距离；

第八步，通过注浆管1043开始往活塞以下部分的钢管中进行注浆，在注浆的同时保持活塞1041的位置，以保证注浆压力；斜向排水钢管102上的止回阀1022在注浆压力作用下向土体打开，形成注浆通道对土体进行注浆加固；

第九步，当前级别注浆完成后，根据分级注浆要求，向上提起滑动活塞1041，继续注浆，直至全部注浆加固完成；

第十步，将斜向排水钢管102尾部进行密封掩埋。

本发明采用的原理及有益效果如下：

（1）采用微波加热土体，施工简单加热效率高；土体温度升高，能够加快土体的固结速度。

（2）采用斜向排水钢管，一方面能综合利用土体的竖向固结和径向固结，并且钢管不易变形能够保持排水通道的畅通；另一方面钢管表面能对微波进行反射，增加微波作用效率。

（3）待达到加固效果时，首先关闭磁控管，土体在温度降低过程中，真空泵继续运行，此时土体的孔隙水压力继续增大，有利于固结排水。

（4）斜向排水钢管保留在路基中，一方面为桥头跳车的处理，提供注浆通道，另一方面，斜向排水钢管留在土体中起到一定的加筋作用。

（5）当出现桥头跳车时，可通过预留在软土地基中的斜向排水钢管放入注浆装置，自下而上进行分级注浆，以消除或减缓桥头跳车。

本发明能够快速对软土地基进行排水固结，达到降低工程费用和节约工期的效果，预留在软土路基中斜向排水钢管能够对软土路基进行注浆加固以消除或减缓桥头跳车，具有重要的经济和社会效应。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种软土地基桥头跳车防治装置，其特征在于:包括磁控管、斜向排水钢管、水平向PVC管、注浆装置、和真空泵；

所述磁控管布置于待加固的软土地基中，产生微波从而加热土体；

所述斜向排水钢管置于软土地基中并与水平方向具有一定的夹角，斜向排水钢管用于排除软土地基中的水分，并为注浆装置提供注浆通道；

所述水平向PVC管一端与斜向排水钢管相连，水平向PVC管的另一端与真空泵相连接；在水平向PVC管上布置有若干管道阀门；

所述注浆装置用于对软土地基进行注浆加固。

2.根据权利要求1所述的一种软土地基桥头跳车防治装置，其特征在于:所述斜向排水钢管与水平方向的夹角为30-75度。

3.根据权利要求1所述的一种软土地基桥头跳车防治装置，其特征在于:斜向排水钢管的头部为实心的桩头，斜向排水钢管的内部为中空，尾部设有开口，在斜向排水钢管上设有若干用于排水的孔洞，在斜向排水钢管的表面布置有若干止回阀作为注浆通道。

4.根据权利要求1所述的一种软土地基桥头跳车防治装置，其特征在于:所述注浆装置包括滑动活塞、注浆喷头和注浆管，注浆管穿过滑动活塞连接注浆喷头，滑动活塞设置于斜向排水钢管内，并能在斜向排水钢管内移动。

5.一种软土地基桥头跳车防治方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在待加固土体中开一土槽，布置磁控管，并连接电源；

第二步，在待加固土体四周打入斜向排水钢管，斜向排水钢管与水平方向的夹角根据土质条件和工程需要综合确定；斜向排水钢管的头部为实心的桩头，桩头入土深度需大于待加固土体深度；斜向排水钢管的表面具有孔洞，便于排水；在斜向排水钢管表面布置若干止回阀作为注浆通道；

第三步，采用水平向PVC管连接斜向排水钢管和真空泵；

第四步，打开磁控管的电源产生微波，使待加固的土体温度升高；

第五步，打开水平向PVC排水管的阀门，开启真空泵，抽取待加固土体内部的空气，使得土体内部和外部形成气压差，外部大气压对土体表面产生均布面荷载，促使土体产生固结排水；土体中的水分从斜向排水钢管的孔洞进入钢管中，并经水平向PVC管排出土体；

第六步，通过第五步的软土地基加固后，首先关闭磁控管电源，待土体温度稳定时，关闭水平向PVC管的阀门，关闭真空泵的电源；待土体固结沉降稳定时，取出磁控管，解除水平向PVC管与斜向排水钢管和真空泵的连接，密封斜向排水钢管的尾部；

第七步，当出现桥头跳车后，打开斜向排水钢管的尾部密封，在斜向排水钢管中放入注浆装置，根据分级注浆要求，使注浆装置的滑动活塞距离钢管底部一段距离；

第八步，通过注浆管开始往活塞以下部分的钢管中进行注浆，在注浆的同时保持活塞的位置，以保证注浆压力；斜向排水钢管上的止回阀在注浆压力作用下向土体打开，形成注浆通道对土体进行注浆加固；

第九步，当前级别注浆完成后，根据分级注浆要求，向上提起滑动活塞，继续注浆，直至全部注浆加固完成；

第十步，将斜向排水钢管尾部进行密封掩埋。