CN107806079A - 一种软土地基加固装置 - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/10Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains

Abstract

本发明公开了一种软土地基加固装置,包括真空预压系统和灌浆与加压系统;真空预压系统包括真空泵、水平滤管、竖向塑料排水板和真空压力表;灌浆与加压系统包括一根总管、通过三通阀设置在总管末端的灌浆设备和空气压缩机、与总管另一端相连接的若干根水平支管、若干根分别与对应水平支管相连接的竖向管,每根竖向管的中下部均设置有若干个开孔。本发明能把真空预压中气压劈裂管道和灌浆管道合二为一,充分利用灌浆与加压系统为深部土体充入高压空气,增加真空空隙通道,提高灌浆效率,进而能够有效提高软土地基强度,故而在实际应用中比单纯真空灌浆技术只需增加少许费用,就能取得好得多的土体强度加固效果,其中的灌浆管道系统还能重复利用。

Description

一种软土地基加固装置
技术领域
本发明涉及超软软土地基的施工领域,特别是一种软土地基加固装置。
背景技术
本发明适用于超软淤泥地基和吹填地基的处理,属于土木工程技术领域。
目前,应用于软基处理的方法很多,真空预压灌浆技术是软基加固中的一项比较新颖的技术。真空预压灌浆分为真空预压系统和灌浆系统,真空预压灌浆技术是在处理软基之前,先用真空预压系统抽取软基的孔隙水,使软基中形成一系列的真空空隙通道,然后用灌浆系统将浆液灌入土中,浆液沿着真空空隙通道分布到土中,达到提高软基强度的目的。然而,在实际中,真空预压系统产生的真空空隙通道不足,特别是在软土渗透系数较低的情况下空隙通道难以形成,这就给灌浆带来困难,使得软土的加固效果降低。因此,找到一种增加空隙通道,提高灌浆效率的方法有一定的现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种软土地基加固装置,该软土地基加固装置能弥补现有技术的不足,把真空预压中气压劈裂管道和灌浆管道合二为一,充分利用灌浆与加压系统为深部土体充入高压空气,增加真空空隙通道,提高灌浆效率,进而能够有效提高软土地基强度,故而在实际应用中比单纯真空灌浆技术只需增加少许费用,就能取得好得多的土体强度加固效果,其中的灌浆管道系统还能重复利用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种软土地基加固装置,包括真空预压系统和灌浆与加压系统。
需加固的软土地基上铺设有土工布和砂垫层。
真空预压系统包括真空泵、与真空泵相连接的水平滤管、与水平滤管相连接的竖向塑料排水板、以及埋设在软土地基中的真空压力表。
灌浆与加压系统包括一根总管、通过三通阀设置在总管末端的灌浆设备和空气压缩机、与总管另一端相连接的若干根水平支管、若干根分别与对应水平支管相连接的竖向管,每根竖向管的中下部均设置有若干个开孔。
水平滤管与竖向塑料排水板相连接的一端,以及水平支管与竖向管相连接的一端均设置在砂垫层中。
每根竖向管中的开孔均呈梅花状。
每个开孔的直径均为3-5mm。
待加固的软土地基的周边设置有竖向的粘土密封墙。
竖向塑料排水板相互平行铺设在软土地基中,竖向管均匀设置在相邻两块竖向塑料排水板的对称中心线上。
本发明具有如下有益效果:
本发明有机结合了气压劈裂真空预压技术和灌浆技术,利用真空系统的真空泵抽取软土地基中的水和气,形成真空空隙通道,再利用灌浆管道向土中吹入高压气体来增加真空空隙通道的数量,特别是渗透系数低的深部土层的真空空隙通道数量,减少真空度的衰减。再在适当的时间,开始向真空空隙通道里灌浆来进一步提高软土地基强度。并且灌浆通道和充气通道合二为一,在实际应用中比单纯真空灌浆技术只需增加少许费用,然而土体强度却能提高很多,其中的灌浆管道系统还可以重复利用。
附图说明
图1是本发明一种软土地基加固装置的结构示意图。
其中有:1.真空泵;2.压膜沟;3.水平滤管;4.砂垫层;5.竖向塑料排水板;6.竖向管;7.水平支管;8.总管;9.三通阀;10.灌浆设备;11.空气压缩机。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,一种软土地基加固装置,包括真空预压系统和灌浆与加压系统。
需加固的软土地基上优选铺设有土工布和砂垫层4,待加固的软土地基的周边优选设置有竖向的粘土密封墙。
真空预压系统包括真空泵1、与真空泵1相连接的水平滤管3、与水平滤管3相连接的竖向塑料排水板5、以及埋设在软土地基中的真空压力表。
灌浆与加压系统包括一根总管8、灌浆设备10、空气压缩机11、若干根水平支管7和若干根竖向管6。
上述灌浆设备10和空气压缩机11通过三通阀9设置在总管8的末端,总管8另一端连接有若干根水平支管7,每根水平支管7的另一端均连接一根竖向管6。
每根竖向管6的中下部均设置有若干个开孔,且开孔均优选呈梅花状布置,每个开孔的直径均优选为3-5mm。
进一步,水平滤管与竖向塑料排水板相连接的一端,以及水平支管与竖向管相连接的一端均设置在砂垫层中。
进一步,竖向塑料排水板相互平行铺设在软土地基中,竖向管均匀设置在相邻两块竖向塑料排水板的对称中心线上。
一种软土地基的真空预压、气压劈裂及灌浆相联合的加固方法,包括以下步骤。
第一步,安装软土地基加固装置。
在需加固的软土地基上进行软土地基加固装置的安装,安装方法,优选包括以下步骤:
步骤1),按真空预压法,在需加固的软土地基上,铺土工布和砂垫层4,打设竖向塑料排水板5,铺设水平滤管3。
步骤2),铺设灌浆与加压系统:在距周边竖向塑料排水板5等距离的中心位置植入竖向管6,该竖向管6能兼具灌浆及导气的作用。然后,铺设水平支管7并与总管8相连,总管8末端用三通阀9连上灌浆设备10和空气压缩机11。
步骤3),埋设真空压力表,挖压膜沟2,在待加固的软土地基的周边设置竖向的粘土密封墙,并在软土地基表面铺设密封材料,该密封材料优选为真空膜,安装真空泵。
第二步,放置地表沉降观测设备,该地表沉降观测设备优选为沉降观测板。
第三步,系统密闭性检查:通过对竖向管的密闭性试验,检查灌浆与加压系统的密闭性;通过试抽真空,检查真空预压系统的密闭性。
第四步,抽真空并绘制真空压力-时间变化曲线和地表沉降-时间曲线:当第三步完成,检查的系统密闭性符合要求后,开始抽真空,抽排软土地基中的水和气,24小时一次进行观测软土地基中各地层深度的真空压力和地表沉降,绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线和地表沉降-时间变化曲线;
第五步,气压劈裂:当第四步中各地层深度的真空压力稳定一周后,打开三通阀中与空气压缩机相连接的阀门,通过竖向管将高压气体输入到中下层的软土地基中;
第六步,再次抽真空:将三通阀全部关闭,继续抽真空;继续24小时一次进行观测软土地基中各地层深度的真空压力和地表沉降,并绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线和地表沉降-时间变化曲线;
第七步,灌浆:当第六步中绘制的地表沉降-时间变化曲线出现明显拐点,且真空压力-时间变化曲线相对稳定时,打开三通阀中与灌浆设备相连接的阀门,进行灌浆,并继续绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线,当下部地层的真空压力接近零时,停止灌浆,并等待浆液凝结;首次灌浆,采用渗入方式,绘制各地层深度的真空压力-时间变化曲线,当下部地层的真空压力接近零时,停止灌浆,并等待浆液凝结。
第八步,根据需要,重复第四步至第七步;
第九步,施工结束。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种软土地基加固装置,其特征在于:包括真空预压系统和灌浆与加压系统;
需加固的软土地基上铺设有土工布和砂垫层;
真空预压系统包括真空泵、与真空泵相连接的水平滤管、与水平滤管相连接的竖向塑料排水板、以及埋设在软土地基中的真空压力表;
灌浆与加压系统包括一根总管、通过三通阀设置在总管末端的灌浆设备和空气压缩机、与总管另一端相连接的若干根水平支管、若干根分别与对应水平支管相连接的竖向管,每根竖向管的中下部均设置有若干个开孔;
水平滤管与竖向塑料排水板相连接的一端,以及水平支管与竖向管相连接的一端均设置在砂垫层中。
2.根据权利要求1所述的软土地基加固装置,其特征在于:每根竖向管中的开孔均呈梅花状。
3.根据权利要求1或2所述的软土地基加固装置,其特征在于:每个开孔的直径均为3-5mm。
4.根据权利要求1所述的软土地基加固装置,其特征在于:待加固的软土地基的周边设置有竖向的粘土密封墙。
5.根据权利要求1所述的软土地基加固装置,其特征在于:竖向塑料排水板相互平行铺设在软土地基中,竖向管均匀设置在相邻两块竖向塑料排水板的对称中心线上。
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