CN110295588A - 一种软土地基处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软土地基处理装置及其处理方法，属于软土地基技术领域，其技术方案要点包括外壳、加热管以及加热装置，所述加热管设置在外壳内且与所述加热装置电性连接，所述外壳内设置有套设于所述加热管外侧的导热套管，所述导热套管与所述加热管之间形成夹层，所述夹层内填充有导热介质，所述导热套管的周侧设置有若干延伸至外壳外侧的导热棒，所述外壳内设置有用于驱动所述导热套管转动的驱动装置，本发明具有间接增大加热管与土壤的接触面积，提高加热管在加热土壤时的效率。

Description

一种软土地基处理装置及其处理方法

技术领域

本发明属于软土地基技术领域，更具体地说它涉及一种软土地基处理装置及其处理方法。

背景技术

软土是指谷地、滨海、河滩、湖沼沉积的天然的细粒土，具有抗剪强度低、渗透系数低、含水量高、沉降稳定时间长、压缩系数高的特点，若软土地基不经处理或处理方法不当，将会降低道路的质量，严重的将会影响道路的使用。

目前，公告号为CN205062800U的中国专利公开一种软土地基处理装置及处理方法，包括外壳、加热管、顶盖、硬头和加热装置，所述外壳内安装加热装置，外壳内设有多个腔体圆周分布在加热装置周围，每个腔体间隔处为内外相通的空缺，加热装置对应每个空缺位置处设置加热管安装位，加热管安装于加热管安装位处，外壳一端加装顶盖，另一端安装硬头。

现有技术中类似于上述的一种软土地基处理装置及处理方法，其通过真空排水，加热配合来固结软土土壤，可有效避免处理后的地基出现回软的现象。但是，上述加热管大部分位于外壳内部，使得加热管较小程度的直接与需要加热的土壤接触，导致加热管在加热土壤时效率低下，因而还有待改进的空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种软土地基处理装置，其优点在于能够间接增大加热管与土壤的接触面积，提高加热管在加热土壤时的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种软土地基处理装置，包括外壳、加热管以及加热装置，所述加热管设置在外壳内且与所述加热装置电性连接所述外壳内设置有套设于所述加热管外侧的导热套管，所述导热套管与所述加热管之间形成夹层，所述夹层内填充有导热介质，所述导热套管的周侧设置有若干延伸至外壳外侧的导热棒，所述外壳内设置有用于驱动所述导热套管转动的驱动装置。

通过采用上述技术方案，在需要对土壤进行加热时，先将外壳插入土壤内，再启动加热装置，加热管产生热量并通过导热介质传递给导热套管和导热棒；接着，启动驱动装置，带动导热套管转动，使导热棒与土壤充分接触。相对于原有将加热管安装在外壳内部，上述导热套管和导热棒的配合，可间接增大加热管与土壤的接触面积，提高加热管在加热土壤时的效率。

本发明进一步设置为：若干所述导热棒沿所述导热套管的长度方向分布，且相邻所述导热棒之间呈交错设置。

通过采用上述技术方案，由于相邻导热棒之间呈交错设置，从而可进一步增加导热棒与土壤的接触面积，使导热棒在加热土壤时的效率得到提升。

本发明进一步设置为：所述外壳的外壁开设有若干对应所述导热棒的滑移口，所述导热棒滑移在所述滑移口内。

通过采用上述技术方案，滑移口的设置，不仅能够限制导热棒的转动路径，使导热棒在短时间内往复运动，且能够使导热棒的转动更加稳定。

本发明进一步设置为：所述导热棒呈中空结构，所述导热棒的外壁上沿其长度方向均匀分布有若干导气孔。

通过采用上述技术方案，当土壤在被导热棒加热后，土壤内含有水分的气体可通过导气孔进入到外壳内，并通过与外壳连接的抽真空装置将土壤内的气体排出土壤外，从而提高土壤固化的效率。

本发明进一步设置为：所述导气孔内设置有防水透气膜。

通过采用上述技术方案，防水透气膜的设置，可在确保气体能够通过导气孔进入外壳内的同时，防止较多的水分进入外壳内而影响驱动装置的正常使用。

本发明进一步设置为：所述驱动装置包括设置在所述外壳内且与导热套管同轴设置的转动板、若干连接所述导热套管与转动板的连接杆以及活塞杆与转动板背离导热套管一侧固定的驱动电机。

通过采用上述技术方案，在启动驱动电机后，转动板可带动导热套管旋转，使导热棒在土壤内转动。

本发明进一步设置为：所述转动板的外壁与外壳的内壁之间设置有滚动轴承。

通过采用上述技术方案，滚动轴承的设置，可使转动板的转动更加顺畅，防止转动板出现停滞。

本发明的第二目的在于提供一种软土地基处理方法，其优点在于能够提高土壤的加热效率，有效避免处理后的地基出现回软的现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种软土地基处理方法，包括以下步骤：

S1、在待处理软土中设置砂井，并在所述砂井中插入如权利要求1～7任一项所述的一种软土地基处理装置；

S2、在所述砂井上铺设砂垫层，并在所述砂垫层中设置与抽真空装置连接的透气软管；

S3、开启加热装置，对待处理软土进行加热，同时通过抽真空装置进行抽真空，加速待处理软土结合水的排出。

通过采用上述技术方案，砂井是为加速软土地基排水固结，而通过软土地基处理装置对待处理软土进行加热，可进一步固结软土土壤，有效避免处理后的地基出现回软的现象。其中，采用上述软土地基处理装置对待处理软土进行加热，可提高土壤的加热效率。

本发明进一步设置为：所述砂垫层包括由下至上依次设置的碎石土层、素土层以及石灰土层，所述碎石土层的厚度为50～65cm，所述素土层的厚度为30～45cm，所述石灰土层的厚度为25～40cm。

通过采用上述技术方案，碎石土层作为过渡层，具有一定的强度和刚度，主要作用是承载软土地基路面上的重量负担；素土层是由土层中没有掺杂白灰、砂石的土经天然沉积形成的，密度均匀，有一定的粘稠度，有利于将软土地基路面上承载的重量载荷均衡地扩散到地基内，具有一定的韧性；石灰土是将消石灰粉或生石灰粉掺入各种粉碎或松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，石灰与土之间发生离子交换作用、絮凝团聚作用，加上石灰本身的剥离、结晶和碳化作用，使得第一砂石层内部在结构上发生明显变化，对地基内其他层结构起到有效支撑作用。

本发明进一步设置为：所述透气软管为金属软管，该金属软管的表面为环形波纹状或螺旋形波纹状。

通过采用上述技术方案，透气软管由金属制成，可耐高低温、防腐蚀。其中，环形波纹状或螺旋形波纹状可使金属软管具有良好的柔软性和抗疲劳性，使它很容易吸收各种运动变形和循环载荷。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、通过驱动装置带动导热套管转动，使导热棒与土壤充分接触，可间接增大加热管与土壤的接触面积，提高加热管在加热土壤时的效率；

2、通过导气孔的设置，可使土土壤内含有水分的气体通过导气孔进入到外壳内，并通过与外壳连接的抽真空装置将土壤内的气体排出土壤外，从而提高土壤固化的效率；

3、通过防水透气膜的设置，可在确保气体能够通过导气孔进入外壳内的同时，防止较多的水分进入外壳内而影响驱动装置的正常使用。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是本实施例的局部剖视结构示意图；

图3为图2中A的放大示意图。

附图标记说明：1、外壳；2、加热管；3、加热装置；4、导热套管；5、夹层；6、导热棒；7、滑移口；8、驱动装置；81、转动板；811、滚动轴承；82、连接杆；83、驱动电机；9、导气孔；10、防水透气膜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种软土地基处理装置，如图1、2所示，包括外壳1、加热管2以及加热装置3，加热管2安装在外壳1内，加热管2与加热装置3电性连接，加热装置3启动后，可将热量传递到加热管2上。

如图1、2所示，外壳1内安装有套设在加热管2外侧的导热套管4，导热套管4与加热管2之间形成密闭的夹层5，夹层5内填充有导热介质，导热介质为导热油，导热套管4的周侧固定有若干延伸至外壳1外侧的导热棒6，外壳1的外壁开设有若干对应导热棒6的滑移口7，导热棒6滑移在滑移口7内，外壳1内安装有用于驱动导热套管4转动的驱动装置8。因此，加热管2的热量可通过导热介质传递给导热套管4和导热棒6，而通过驱动装置8带动导热套管4转动，可使导热棒6在滑移口7内往复移动并与土壤充分接触，提高加热管2加热土壤的效率。

如图2所示，驱动装置8包括转动设置在外壳1内且与导热套管4同轴设置的转动板81、若干连接导热套管4与转动板81的连接杆82以及活塞杆与转动板81背离导热套管4一侧固定的驱动电机83。因此，启动驱动电机83后，转动板81可带动导热套管4旋转，实现导热棒6在滑移口7内往复移动。

进一步地，转动板81的外壁与外壳1的内壁之间安装有滚动轴承811，通过滚动轴承811可使转动板81的转动更加顺畅，有效防止转动板81出现停滞而影响土壤的加热效率。

如图2所示，为了进一步增加导热棒6与土壤的接触面积，使导热棒6在加热土壤时的效率得到提升，本实施例中若干导热棒6沿导热套管4的长度方向分布，且相邻导热棒6之间呈交错设置。

如图2所示，导热棒6呈中空结构，导热棒6的外壁上沿其长度方向均匀分布有若干导气孔9，导气孔9与外壳1内部连通。因此，在土壤被导热棒6加热后，土壤内含有水分的气体可通过导气孔9进入到外壳1内，并通过与外壳1连接的抽真空装置（图中未显示）将土壤内的气体排出土壤外，从而提高土壤固化的效率。

进一步地，结合图3所示，导气孔9内安装有防水透气膜10，防水透气膜10由戈尔特斯面料制成而成，通过防水透气膜10可在确保气体能够通过导气孔9进入外壳1内的同时，防止较多的水分进入外壳1内而影响驱动电机83的正常使用。

本发明的工作过程及有益效果如下：在需要对土壤进行加热时，先将外壳1插入土壤内，再启动加热装置3，使加热管2产生热量通过导热介质传递给导热套管4和导热棒6；接着，启动驱动电机83，带动导热套管4转动，使导热棒6在滑移口7内往复移动并与土壤充分接触，即实现对土壤的加热。

综上，相对于原有将加热管2安装在外壳1内部，上述导热套管4和导热棒6的配合，可间接增大加热管2与土壤的接触面积，提高加热管2在加热土壤时的效率。

一种软土地基处理方法，包括以下步骤：

S1、在待处理软土中设置砂井，并在砂井中插入上述的一种软土地基处理装置。

S2、在砂井上铺设砂垫层，并在砂垫层中安装与抽真空装置连接的透气软管，透气软管为可耐高低温、防腐蚀的金属软管，该金属软管的表面可为环形波纹状或螺旋形波纹状，环形波纹状或螺旋形波纹状可使金属软管具有良好的柔软性和抗疲劳性，使它很容易吸收各种运动变形和循环载。

其中，砂垫层包括由下至上依次设置的碎石土层、素土层以及石灰土层，碎石土层的厚度为55cm，素土层的厚度为40cm，石灰土层的厚度为30cm。

S3、开启加热装置3，对待处理软土进行加热，同时通过抽真空装置进行抽真空，加速待处理软土结合水的排出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软土地基处理装置，包括外壳（1）、加热管（2）以及加热装置（3），所述加热管（2）设置在外壳（1）内且与所述加热装置（3）电性连接，其特征在于：所述外壳（1）内设置有套设于所述加热管（2）外侧的导热套管（4），所述导热套管（4）与所述加热管（2）之间形成夹层（5），所述夹层（5）内填充有导热介质，所述导热套管（4）的周侧设置有若干延伸至外壳（1）外侧的导热棒（6），所述外壳（1）内设置有用于驱动所述导热套管（4）转动的驱动装置（8）。

2.根据权利要求1所述的一种软土地基处理装置，其特征在于：若干所述导热棒（6）沿所述导热套管（4）的长度方向分布，且相邻所述导热棒（6）之间呈交错设置。

3.根据权利要求2所述的一种软土地基处理装置，其特征在于：所述外壳（1）的外壁开设有若干对应所述导热棒（6）的滑移口（7），所述导热棒（6）滑移在所述滑移口（7）内。

4.根据权利要求1所述的一种软土地基处理装置，其特征在于：所述导热棒（6）呈中空结构，所述导热棒（6）的外壁上沿其长度方向均匀分布有若干导气孔（9）。

5.根据权利要求4所述的一种软土地基处理装置，其特征在于：所述导气孔（9）内设置有防水透气膜（10）。

6.根据权利要求1所述的一种软土地基处理装置，其特征在于：所述驱动装置（8）包括设置在所述外壳（1）内且与导热套管（4）同轴设置的转动板（81）、若干连接所述导热套管（4）与转动板（81）的连接杆（82）以及活塞杆与转动板（81）背离导热套管（4）一侧固定的驱动电机（83）。

7.根据权利要求6所述的一种软土地基处理装置，其特征在于：所述转动板（81）的外壁与外壳（1）的内壁之间设置有滚动轴承（811）。

8.一种软土地基处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在待处理软土中设置砂井，并在所述砂井中插入如权利要求1～7任一项所述的一种软土地基处理装置；

S2、在所述砂井上铺设砂垫层，并在所述砂垫层中设置与抽真空装置连接的透气软管；

S3、开启加热装置（3），对待处理软土进行加热，同时通过抽真空装置进行抽真空，加速待处理软土结合水的排出。

9.根据权利要求8所述的一种软土地基处理方法，其特征在于：所述砂垫层包括由下至上依次设置的碎石土层、素土层以及石灰土层，所述碎石土层的厚度为50～65cm，所述素土层的厚度为30～45cm，所述石灰土层的厚度为25～40cm。

10.根据权利要求8所述的一种软土地基处理方法，其特征在于：所述透气软管为金属软管，该金属软管的表面为环形波纹状或螺旋形波纹状。