CN106436685B - 用于真空预压气压劈裂系统的喷气头 - Google Patents

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雷华阳
王铁英
冯双喜
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/10—Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains

Abstract

本发明提供一种用于真空预压气压劈裂系统的喷气头，包括喷气头主体1和用于将主体1与注气管3相连接的转换接头2，所述的喷气头主体1的前端为锥形，在喷气头主体1上分布有孔洞4，所述的转换接头2为扁圆柱形，中间开设有用于容纳注气管3通过的通孔，侧面周边排布有多个圆孔，圆孔用于穿过螺栓杆5，每个螺栓杆5的前端固定连接有阻隔板。本发明具有效率高的优点。

Description

用于真空预压气压劈裂系统的喷气头
技术领域
本发明涉及用于真空预压气压劈裂系统的喷气头。
背景技术
真空预压法加固软土地基的加固效果，主要取决于真空膜下的真空度和竖向排水体系中的负压的分布规律。受井阻的影响，竖向排水体系的负孔压沿深度方向有一定衰减，许多专家针对加固深度做了大量的试验研究，李小和(2002)提出在神对为22m处，软土地基沉降几乎为零，在深度17m以下无沉降变化；魏波(2003)对甬-台-温高速公路采用真空-堆载联合预压处理软土地基前后的土样进行对比分析，在深度10m范围内加固效果明显，18m以下无加固效果。周波(2008)针对真空预压处理软土地基，加固深度往往仅在0～8米。
除此之外，真空预压法固结时间长，工后沉降大，往往影响施工的工期，增加工程造价。《真空预压加固软土地基技术规程》(JTS 147-2-2009)指出真空预压加固地基固结度需达到80％。大量工程为满足这一要求，抽真空时间较长。例如，刘汉龙(2006)针对杭-金-衢高速公路进行真空预压加固历时8个月。孙立强等人(2010)天津滨海吹填土进行真空预压，抽真空时间长达275天。
为解决真空预压的局限性，刘松玉等人提出气压劈裂联合真空预压加固深层软土地基。主要通过单孔管往土里注气，使得土体发生劈裂，土体中产生大量的裂纹，并且深层土体的渗透压力变大，加速土体的水从排水系统中排出。
虽然单孔管注气方法虽然能在一定程度上解决深层软土的加固效果，但存在多局限性，主要表现以下两个方面
(1)工作性能方面：单孔管注气法仅在局部产生一定的效果，很难在较大的范围产生影响，在施工过程中，单孔管插入深度较大时，往往会使得管子被软土阻塞，导致无法注气，加固效果较差，排水板淤堵问题仍不能很好的解决。
(2)经济适用方面：单孔管注气影响范围较小，需要大量的塑料排水板，增加工程预算。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是克服现有技术的不足，结合软土损伤裂纹产生机理和软土工程特性，提供一种能制作和工艺简单并适用于深层软土地基(大于10米)真空预压气压劈裂系统的喷气头。本发明能够提高深部软土地基渗透性，加速深层软土地基孔压耗散，加快固结速度，缩短固结时间，有效的控制工后沉降。本发明的技术方案如下：
一种用于真空预压气压劈裂系统的喷气头，包括喷气头主体1和用于将主体1与注气管3相连接的转换接头2，其特征在于，所述的喷气头主体1的前端为锥形，在喷气头主体1上分布有孔洞4，所述的转换接头2为扁圆柱形，中间开设有用于容纳注气管3通过的通孔，侧面周边排布有多个圆孔，圆孔用于穿过螺栓杆5，每个螺栓杆5的前端固定连接有阻隔板。
本发明由于采用以上技术方法，能够很好地解决深层软土地基真空预压固结效果较差、排水板淤堵等问题，较单孔管注气具有以下优点：
(1)方便注气管插入深层软土地基，不宜堵塞管口，施工过程中，注气辐射范围加大，加固效果明显，通过转换接头可以方便选用不同管径注气管，降低工程造价。
(2)该喷头的材质选用不锈钢，喷头处的转换接头适用于各种孔径的注气管，可以与现场的注气增压的管口无缝连接，不需要复杂的加工，安装方便。
附图说明
图1是本发明的用于真空预压气压劈裂系统的喷气头的整体结构图。
图2是本发明的用于真空预压气压劈裂系统的喷气头三维示意图
图中标号说明：1喷气头主体；2转换接头；3注气管；4直径为10mm孔洞；5螺栓杆；6螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
参见图1和图2，本发明提供一种用于真空预压气压劈裂系统的喷气头，具体包括喷气头主体1、转换接头2、注气管3，真空预压法处理深层软土地基时，需要将喷气头主体1与转换接头2相连形成喷头整体，喷头1上开有直径为10mm空洞4，然后与注气管3相连；真空预压气压劈裂系统的喷气头的转换接头2，通过螺母6螺栓杆5拧紧，螺栓杆5的前部固定连接有阻隔板(图中未画出)，从而达到阻隔板夹紧注气管3的目的。
由于结构的简单性及所有部件的标准通用性，该装置的气压劈裂效果及其他力学效果可以方便地通过现有的商业有限元计算软件进行分析论证，从而可以方便工程技术人员根据不同的实际工程需要，灵活选择不同类型不锈钢气压劈裂喷头进行优化设计。

Claims (1)

1.一种用于真空预压气压劈裂系统的喷气头，包括喷气头主体(1)和用于将主体(1)与注气管(3)相连接的转换接头(2)，其特征在于，所述的喷气头主体(1)的前端为锥形，在喷气头主体(1)上分布有孔洞(4)，所述的转换接头(2)为扁圆柱形，中间开设有用于容纳注气管(3)通过的通孔，侧面周边排布有多个圆孔，圆孔用于穿过螺栓杆(5)，每个螺栓杆(5)的前端固定连接有阻隔板。
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