CN110512592B - 一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统，属于岩土工程中超软地基加固处理的技术领域。针对现有真空预压、氧化镁碳化加固和复合地基处理方法中的不足，保留各自的技术优点，该处理系统包括管桩插设系统、喷搅系统、真空预压系统和注气碳化系统，将真空预压和管桩注气协调工作，增大了排水效率和二氧化碳的入渗扩散效率，充分利用了管桩对软土的挤密置换作用，同时水化产物和碳化产物对超软土进行有效胶结，形成了地基强度和稳定性高的复合地基。该发明了提供了一种操作简单、质量可靠、施工高效和低碳环保的超软地基加固处理系统，实现了超软地基的快速加固和工业废弃物在软基处理中的资源化利用。

Description

一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统

技术领域

本发明属于环境岩土工程中超软地基的加固处理领域，具体涉及一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统。

背景技术

随着我国土木工程建设的高速发展，在机场码头、铁路公路、公民用建筑施工中，经常遇到大量淤泥、淤泥质土或吹填土，尤其是在沿海沿江地区，这些淤泥软土具有含水率高、渗透性大、液塑限大、抗剪强度低，不能满足工程的直接需要。往往需要对这些软土地基进行降排水和固化处理，以降低地下水位和不均匀沉降，提高地基强度。传统的淤泥软土处理方法分为物理处理和化学固化处理，具体包括真空预压处理、热处理、抽排沉淀晾干或抛泥处置和化学固化剂处理等。真空排水预压法是常用的物理处理方法，水泥固化法是软基加固工程中最常用的化学方法。热处理法是通过加热或烧结法将淤泥转化为建筑材料，该方法处理能力小、成本高，难于大规模利用；沉淀晾干或抛泥处置将占用大量堆放场地，低透水性淤泥使占用的土地很难在短时间内重复利用，增大了工程造价，且在抽排或异位填埋过程中易造成空气、水和土壤等的二次污染。

真空预压法需先对上部吹填软土进行自然晾晒或铺砂垫层或铺竹筏，使上部软土承受插板机械进场施工所需的荷载，该方法是目前提高现场淤泥承载力的一种较普遍方法。但自然晾晒和铺设垫层需要消耗较长时间和大量砂石材料，通过真空装置向埋设于砂垫层中的吸水管道内抽气，在土体内形成负压，从而将土体空隙中的孔隙水通过塑料排水板中的竖向排水通道吸入并经砂垫层中的吸水管道抽出，以降低孔隙水压力、增加有效应力，使土体产生固结，减少后期沉降，实现地基承载力提高的目的。而抽真空排水的处理效率随处理周期延长而降低，且后期处理过程中易在排水板周围产生土柱和淤堵，需长时间真空预压才能达到工程要求，通常达6个月以上，处理后地基承载力低(小于60kPa)。而采用真空联合堆载预压法进行软基处理时，砂垫层上部的预压力是通过联合堆载泥土来实现，堆载的土方越多，其预压力越大，而大量的堆土很难在施工现场附近获取，从远处取土需耗费大量运输成本，工程结束后还需将这些土方清理干净，不仅增加了施工成本，还破坏了当地的生态环境。因此，传统的真空预压和真空联合堆载预压均存在作业难度大、周期长、施工成本高、损坏生态环境和处理强度低等不足。文件(CN 106013048 B)公开了超软地基真空预压渗流固结联合降水预压固结法，主要包括了真空系统的布置、真空预压和真空降水预压。但该方法不足之处是：采用抽吸地下水并全部回灌至待加固区域的围堰筑堤内，通过上覆水的重量来预压软基；预压一段时间后挖开围堰泄流，整个处理过程涉及多次抽排水，操作较为复杂、预压时间相对较长、预压强度可能不均、强度增长有限。发明专利(201811211504.2)公开了一种新型真空预压软地基联合堆载系统及施工方法，其优点是采用密封水袋装水作为荷载堆载于软土地基上，与传统堆载预压法相比，注水泄水相对容易，但周期相对较长，用水作为堆载压力，加固处理后吹填土层的地基承载能力增长和处理深度有限(小于或等于80kPa)，使在一定程度上制约了该方法的推广和应用；而如果使用泥袋作为堆载压力，则处理后需搬离泥袋，应用不方便。文件(CN 104120710 B)公开了一种真空预压联合吹填泥浆的软基处理方法，该方法主要特点是在预处理软基上吹填泥浆，形成密封膜和堆载层。但其不足之处在于，需要分别在预处理软基和吹填泥浆层上插设竖向排水板，而在吹填泥浆层上插设竖向排水板时较为困难。

为加快软土场地的处理进度、提高处理软基的承载力，原位化学固化法是目前常用的处理方法，即通过注浆或喷粉搅拌设备将水泥、粉煤灰等固化剂与淤泥软土进行充分拌合，使固化剂发生水化和化学反应，一定程度上降低了淤泥软土的含水率，生成的水化物与软土胶凝硬化，达到了加固软土的目的。但对于含水率远高于液限的软土，需要添加更多固化剂才能达到预期强度，处置成本显著提高，且固化后的淤泥土孔隙较多，脆性增强，易发生瞬时破坏，不宜直接作为工程地基使用。文件(201310488540.4)公开了污染泥土原位固化稳定化处理系统及方法，通过污染泥土原位固化稳定化均混搅拌器的专用供料设备，采用强力搅拌法，实现污泥和固化剂的充分混合，使污泥快速脱水并与固化剂包裹硬化，达到固化稳定化的安全处置要求。但对于大面积高含水率淤泥场地难以适用，施工机械很难进场。文件(201910160700.X)公开了一种高含水率软土场地高效固化方法，该方法虽然是将固化剂化学固化和预压排水结合使用，是先采用固化剂搅拌后进行预压排水。但其缺点是：对于含水率过高的淤泥软土，在水分排出过程中，易引起固化剂流失和活性降低，降低固化剂的胶结率；所用的固化剂主要为生产过程污染大的水泥。专利(201310204944.6)公开了“一种环保型淤泥固化方法”，即将工业废料铁尾矿渣作为骨料，将硅酸盐水泥和电石渣的混合物作为固化剂，将骨料和固化剂混合后用于淤泥的固化处理。而水泥的明显缺陷是：生产过程中耗能高(煅烧温度高达1450℃)、二氧化碳排放量大、环境污染较为严重；生产中排放的尘埃和二氧化碳等污染物与日俱增，是制约经济环境和社会化平稳发展的瓶颈。为保护环境、减少传统水泥的使用，申请人课题组公开了一些基于活性氧化镁碳化固化的处理方法，如“一种利用工业废气热加固软土地基的处理系统及方法”(201310122135.0)、“一种用于地基加固的处理系统及碳化成桩方法”(201410203978.8)、“一种软土地基的换填垫层碳化加固方法”(201410272957.1)、“一种浅层软弱地基原位碳化固化处理方法”(201510348797.9)和“一种异位活性氧化镁碳化固化淤泥土方法”(201711194797.3)等。这些发明专利的相似特点均是以活性氧化物为土体固化剂，将二氧化碳气体通入至混合土中，以实现软弱地基土的碳化加固处理，具有加固速度快、强度高、环境效益好等特点，符合土木工程绿色施工的发展趋势。然而，二氧化碳气体在高含水率淤泥软土中存在运移距离短、运移难和不均匀问题。

结合目前淤泥含水率高和孔隙小的特点及现有软土处理技术中的不足，立足于我国工程建设快速发展的现状和需求，申请低碳高效、经济合理的淤泥处理方法已成为业界亟待解决的重要课题。因此，提出一种真空预压利导管桩注气碳化固化超软地基的加固处理系统对岩土工程中的淤泥软土处理具有十分重要的工程意义。

发明内容

鉴于上述背景技术存在的不足，本发明旨在提出一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统，解决现有技术中超软地基处理周期长、承载强度低、经济成本高、环境效益不佳、通气碳化不均和稳定性差的技术问题。该系统将传统的真空预压、新颖的氧化镁碳化技术和桩基复合地基联合使用，充分透水管桩的渗水排水、通气作用和挤密置换作用，使淤泥软土含水率降低、密实度提高、强度快速增长，具有处理效果好、经济环保、处理周期短等特点，并实现工业废弃物在软基处理中的资源化利用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统，其特征在于，该处理系统包括：

管桩插设系统，所述管桩插设系统包括履带车、动力控制系统、卷扬机、起吊架、吊钩、吊锤和夹桩器，所述管桩为中空型的透水透气混凝土管桩，所述动力控制系统、卷扬机和起吊架固定在履带车上，所述吊钩连接在钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端固定并缠绕在卷扬机上，所述吊钩上连接有夹桩器和吊锤，所述夹桩器设置在吊锤底部；

喷搅系统，所述喷搅系统包括滑槽、底座、空压机、固化剂罐、动力装置、搅拌框、搅拌头和搅拌轴，所述空压机、固化剂罐、液压伸缩装置和动力装置固定在底座上，所述底座通过螺栓固定在滑杆上，所述滑杆位于滑槽上部，所述滑杆与滑槽间设有滚珠，所述滑槽通过卡扣固定在管桩顶部，所述滑槽为“工”字形、“U”字形或“口”字形槽钢，相对的两列滑槽通过横撑固定，所述横撑位于滑槽底部，所述横撑沿滑槽长度方向布设，每对滑槽至少设置3根横撑；所述液压伸缩装置通过油管连接在动力装置上，所述液压伸缩装置可在底座上左右移动，所述固化剂罐通过高压管连接至空压机上，所述高压管上设置有球阀；所述搅拌轴固定在液压伸缩装置底部，所述搅拌框、喷粉口和搅拌头固设在搅拌轴上，所述搅拌框位于喷粉口上部，所述搅拌头位于喷粉口下部，所述喷粉口通过喷粉管连接至固化剂罐底部，所述喷粉管附设在液压伸缩装置和搅拌轴内，扩散头设置在搅拌框中；所述搅拌轴为双向搅拌轴，所述搅拌框和扩散头分别设置在搅拌轴的内轴和外轴，且内轴和外轴的旋转方向相反，扩散头的半径小于搅拌框的半径，扩散头为一行或两行，上下两行的扩散头可以平行也可以有倾角；

真空预压系统，所述真空预压系统包括管桩、边沟、砂垫层、吸水管、土工布、密封膜、过滤器、塑料管、密封盖、控制阀、真空泵和碱液罐，所述管桩为空心的透水混凝土桩或钢筋混凝土桩，管桩包括桩帽、桩身和桩尖，管桩的横截面为正方形、长方形、多边形或圆形，所述砂垫层铺设在超软地基上部，所述砂垫层上铺设有土工布，所述土工布上铺设密封膜，所述边沟设置在超软地基的外边界处，所述过滤器左端通过吸水管连接在管桩顶部的密封盖上，所述过滤器架设在边沟的正上方，所述过滤器右端和顶端分别设置有真空泵和碱液罐，在过滤器和碱液罐间的塑料管上设置有控制阀，所述吸水管埋设在砂垫层中；

注气碳化系统，所述注气碳化系统包括管桩、密封盖、通气管、高压气罐、调压阀、加热器和增压器，在管桩桩帽上设置有密封盖，所述高压气罐通过通气管与管桩顶部的密封盖连接，所述调压阀、加热器和增压器设置在通气管上，所述通气管埋设在砂垫层中，连接通气管的管桩与连接吸水管的管桩是间隔排列的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)设置在履带车上的管桩插设系统可以适应复杂场地环境，通过起吊架将管桩吊至超软地基预定位置，利用管桩自重下沉并经吊锤适当锤击，一定程度上减少了能量消耗，操作简单，施工效率高。

(2)在管桩桩帽上铺设滑槽和滑杆以构建临时作业平台，实现了喷搅系统在超软地基中的行走和搅拌作业。

(3)在管桩顶部设置密封盖，避免了二氧化碳和水气的遗漏，提高了真空预压和注气碳化的效率。

(4)增设过滤器和碱液罐，用于分离在真空预压和注气碳化过程中吸收自由水和二氧化碳，通过碱液罐将抽吸出的二氧化碳吸收，避免处理过程中的二次污染。

(5)利用透水管桩对超软地基进行真空预压，与传统真空预压排水固结相比，注气系统促进了水气抽排，缩短了软弱地基的降排水和固结时间；真空预压抽排出的水沿边沟漫延至密封膜上部，构成了真空预压的临时上覆荷载，避免了注气过程中上覆密封膜的鼓起。

(6)利用透水管桩对超软地基进行注气碳化，与常规碳化相比，真空预压过程中的负压作用可加快二氧化碳气体入渗和扩散，缩短了气体的入渗和碳化时间；在通气主管上设有加热器和增压器，确保了二氧化碳气体的稳定入渗，避免了气管冷凝、结霜和通气压力不足的现象，较传统水泥固化也缩短了固化周期。

(7)本系统充分利用了真空预压法、氧化镁碳化固化法和管桩复合地基的优点，透水管桩增加了超软地基的挤密作用和置换作用，通过真空预压和透水管桩协调工作提高了排水效率，借助真空预压过程中的抽吸作用提高了二氧化碳的入渗和扩散效率，利用固化剂的水化、碳化产物来胶结软土颗粒，使超软土地基强度增强、稳定性提高、压缩性降低。

(8)该处理系统沿场地进行环形施工，快速加固后的软弱地基可以作为后续施工的工作平台，使整个施工效率大大提高。

附图说明

图1为真空预压利导管桩注气碳化的超软地基加固处理系统示意图；

图中：1、超软地基，2、管桩，3、边沟，4、砂垫层，5、吸水管，6、土工布，7、密封膜，8、过滤器，9、塑料管，10、控制阀，11、真空泵，12、碱液罐，13、密封盖，14、通气管，15、高压气罐，16、调压阀，17、加热器，18、增压器，19、滑槽，20、卡扣，21、横撑，22、滑杆、23、底座，24、空压机，25、高压管，26、球阀，27、固化剂罐，28、喷粉管，29、液压伸缩装置，30、油管，31、动力装置，32、搅拌框，33、扩散头，34、搅拌头，35、搅拌轴，36、喷粉口、37、履带车，38、动力控制系统，39、卷扬机，40、起吊架，41、钢丝绳，42、吊钩，43、吊锤，44、夹桩器。

具体实施方式

在本发明的描述中，“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位关系为附图所示的方位关系，仅是为方便本发明的描述，而不是指示或暗示所指的特定方位。实施例中的具体特征是对本技术方案的详细说明，而不是对本申请技术方案的限定。即在不冲突情况下，本实施例中的技术特征可以相互组合。为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达到目的与功效易于明白理解，下面将结合说明书附图及具体实施方式对技术方案进行进一步阐述。

参考如图1，一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统，其特征在于，该处理系统包括：

管桩插设系统，所述管桩插设系统包括履带车37、动力控制系统38、卷扬机39、起吊架40、吊钩42、吊锤43和夹桩器44，所述动力控制系统38、卷扬机39和起吊架40固定在履带车37上，所述吊钩42连接在钢丝绳41的一端，钢丝绳41的另一端固定并缠绕在卷扬机39上，所述吊钩42上悬吊夹桩器44和吊锤43，所述夹桩器44设置在吊锤43底部；

喷搅系统，所述喷搅系统包括滑槽19、底座23、空压机24、固化剂罐27、动力装置31、搅拌框32、搅拌头34和搅拌轴35，所述空压机24、固化剂罐27、液压伸缩装置29和动力装置31固定在底座23上，所述底座23通过螺栓固定在滑杆22上，所述的滑杆22位于滑槽19上部，所述滑杆22与滑槽19间设有滚珠，所述滑槽19通过卡扣20固定在管桩2顶部，所述滑槽19为“工”字形、“U”字形或“口”字形槽钢，相对的两列滑槽19间通过横撑21和滑杆22进行稳定，且横撑21位于滑杆22底部，所述横撑21沿滑槽19的长度方向布设，每对滑槽19至少设置3根横撑21；所述液压伸缩装置29通过油管30连接在动力装置31上，所述液压伸缩装置29可在底座23上左右移动，所述固化剂罐27通过高压管25连接至空压机24上，所述高压管25上设置有球阀26；所述搅拌轴35固定在液压伸缩装置29底部，所述搅拌框32、喷粉口36和搅拌头34固设在搅拌轴35上，所述搅拌框32位于喷粉口36上部，所述搅拌头34位于喷粉口36下部，所述喷粉口36通过喷粉管28连接至固化剂罐27底部，所述喷粉管28附设在液压伸缩装置29和搅拌轴35内，扩散头33设置在搅拌框32中；所述搅拌轴35为双向搅拌轴，所述搅拌框32和扩散头33分别设置在搅拌轴35的内轴和外轴，且内轴和外轴的旋转方向相反，扩散头33半径小于搅拌框32半径，扩散头33为一行或两行，上下两行的扩散头33可以平行也可以有倾角；

真空预压系统，所述真空预压系统包括管桩2、边沟3、砂垫层4、吸水管5、土工布6、密封膜7、过滤器8、塑料管9、密封盖13、控制阀10、真空泵11和碱液罐12，所述管桩2为空心的透水混凝土桩或钢筋混凝土桩，管桩2包括桩帽、桩身和桩尖，管桩2的横截面为正方形、长方形、多边形或圆形，所述砂垫层4铺设在超软地基1上部，所述砂垫层4上铺设有土工布6，所述土工布6上铺设有密封膜7，所述边沟3设置在超软地基1的外边界处，所述密封盖13连接在管桩2顶部，所述过滤器8左端通过吸水管5连接在管桩2顶部的密封盖13上，所述过滤器8架设在边沟3的正上方，所述过滤器8右端和顶端分别设置有真空泵11和碱液罐12，在过滤器8和碱液罐12间的塑料管9上设置有控制阀10，所述吸水管5埋设在砂垫层4中；

注气碳化系统，所述的注气碳化系统包括管桩2、密封盖13、通气管14、高压气罐15、调压阀16、加热器17和增压器18，在管桩2顶部设置有密封盖13，所述高压气罐15通过通气管14与管桩2顶部的密封盖13连接，所述调压阀16、加热器17和增压器18设置在通气管14上，所述通气管14埋设在砂垫层4中，所连接通气管14的管桩2与连接吸水管5的管桩2是间隔排列的。

使用时，利用本发明公开的真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统，通过下列步骤实现：

a.场地处理与勘探：清理整平超软地基1及外围场地，沿预处理场地的外围开挖边沟3深度和宽度均为1.0m，在场地外设置沉降观测桩，测量超软地基1的基本理化指标，其中场地面积2500m2、泥深4.5m、含水率130％、比重2.63、液限60％、塑限30％、有机质含量7.0％、pH值7.2；

b.第一管桩群施打：根据超软地基1的基本理化指标确定桩长为5.5m、圆柱空心桩外径为0.4m、桩间距为2.0m，所述第一管桩2群的施打宽度为打桩机械的最大工作半径9m，在超软地基1中施打5列管桩2，5列管桩2距离边沟3的距离分别为0.5m、2.5m、4.5m、6.5m、8.5m。管桩插设系统的履带车37沿预处理场地边沟3外围行走，用夹桩器44紧抱管桩2，通过吊钩42吊起夹桩器44并调整起吊架40位置，使管桩2对准指定桩位，然后缓慢释放卷扬机39上的钢丝绳41，使管桩2在自重作用下穿过超软地基1至较硬地层中，最后经吊锤43适当施打使桩尖穿过超软地基1至硬质土层0.6m中，且管桩2的桩帽露出超软地基1的地面0.4m；

c.喷搅系统安放与调试：在管桩2桩帽上铺设“工”字形滑槽19，滑槽19长度为12m，通过起吊架40将滑槽19放置在管桩2桩帽上，并通过卡扣20将滑槽19临时固定在管桩2桩帽上，在相邻两列滑槽19间增设横撑21，所述的横撑21沿滑槽19的长度方向布设，在每节滑槽19的两端和中间增设横撑21，每节滑槽19至少有3根横撑21；相邻两滑槽19间通过横撑21和滑杆22进行稳定，且横撑21位于滑杆22下部，所述滑杆22与滑槽19间放置有滚珠，使滑杆22沿滑槽19长度方向可前后移动；再将喷搅系统的底盘通过螺栓固定在滑杆22上，将液压伸缩装置29、空压机24、固化剂罐27和动力装置31固定在底盘上，其中液压伸缩装置29可沿底座23左右移动；所述管桩2为空心的圆形透水钢筋混凝土桩，横撑21沿滑槽19的长度方向布设，在每节滑槽19的两端和中间增设横撑21；搅拌头34和搅拌框32的工作半径为2.0m，搅拌深度可由液压伸缩装置29调整；

d.固化剂喷搅：确定固化剂掺量为15％，其中固化剂由50％活性氧化镁、30％矿渣粉、10％钢渣粉和10％无水氯化镁粉组成，先进行试搅来调整固化剂的喷粉流量和喷粉时间，将固化剂储放至固化剂罐27中；启动空压机24和动力装置31，调节高压管25上的球阀26和搅拌轴35的转速和升降速度，使固化剂沿喷粉口36喷出，并在搅拌框32和扩散头33的双向搅拌作用下与软土均匀混合；根据管桩2间距和搅拌范围，在喷搅过程中实时调整液压伸缩装置29位置；

e.第一处理系统布设：通过起吊架40依次移吊出固定有液压伸缩装置29、空压机24、固化剂罐27和动力装置31的底盘及滑槽19，在喷搅后的地基上铺洒厚度约0.4m厚的砂垫层4，使砂垫层4表面与管桩2桩帽齐平，通过并联形式将吸水管5连接至第1、3、5列管桩2的密封盖13上的快接接头，并将吸水管5连接至真空系统中；通过并联形式将通气管14连接至第2、4列管桩2的密封盖13上的快接接头，并将通气管14连接至注气系统中；然后依次铺设土工布6和密封膜7，将土工布6和密封膜7以“U”字形折压至边沟3中，在边沟3中的密封膜7上填压0.5m厚的砂填料；

f.真空预压-注气碳化处理：先打开真空泵11和控制阀10，进行真空预压处理，使抽吸出来的水气经过滤器8分离，气体通过塑料管9被碱液罐12中的氢氧化钠溶液收集处理，分离出的水排至密封膜7上面；待分离的水填满边沟3时，打开高压气罐15的调压阀16、加热器17和增压器18，向管桩2中注入二氧化碳气体，使气体沿管桩2向喷搅有固化剂的超软地基1中运移扩散，进行碳化处理，

g.第一场地处理完成：待碳化完成后，先关闭高压气罐15的调压阀16、加热器17和增压器18，再关闭真空泵11和控制阀10，排出边沟3中的水，依次拆除密封膜7、土工布6、通气管14和吸水管5，

h.连续施工：将打桩机械移至第一处理场地，重复步骤c～g，对超软地基1由外向内施工处理，并进行场地的沉降观测，经处理后的场地下沉0.05m，

i.最终处理：待处理场地的沉降满足要求时，再次在处理场地上铺设填料约0.05m厚，与管桩2桩帽顶齐平。

经上述步骤处理后，在场地上进行动力触探测试和动回弹模量测试，换算为地基承载力平均为800kPa，动弹性模量为24MPa，达到路基地基的承载力规范要求；碳化结束并养护7天后进行测试，平均承载力为950kPa，动弹性模量为29MPa。

实施例所实施的依据和揭示的原理为：

(1)吸水管5和通气管14连接的管桩2是间隔排列，相邻两列管桩2的间距为1.0-2.0m，根据超软地基1的理化指标、上部承载和工期要求调整，理化性质越差、承载要求越高、工期越紧，管桩2间距可减少。

(2)真空泵11的数量选择根据处理场地的面积、含水率、竖向排水板的间距和预期降排水时间确定，处理场地面积、含水率越大，竖向排水板的间距和预降排水时间越小，则真空泵11的数量越多。

(3)固化剂掺量和配比根据超软地基1的基本理化指标确定，当超软地基1的含水率越高时，固化剂中活性氧化镁和无水氯化镁含量越高，以增大其吸水性；当超软地基1的有机质含量越大或pH值越低时，矿渣粉和钢渣粉的含量也相应增加，通气碳化后，适当延长固化养护时间，以发挥后期碱激发矿渣所产生的强度优势。

上述的具体实施例仅以说明和解释技术方案而不是对本方面的限制，本领域的普通技术员是应当理解的，也可以对本发明的技术方案进行修改或同等替换；在不脱离本发明技术方案的精神实质和范围的条件下，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种真空预压利导管桩注气碳化超软地基的加固处理系统，其特征在于，该处理系统包括：

管桩插设系统，所述管桩插设系统包括履带车、动力控制系统、卷扬机、起吊架、吊钩、吊锤和夹桩器，所述动力控制系统、卷扬机和起吊架固定在履带车上，所述吊钩连接在钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端固定并缠绕在卷扬机上，所述吊钩上连接有夹桩器和吊锤，所述夹桩器设置在吊锤底部；

喷搅系统，所述喷搅系统包括滑槽、底座、空压机、固化剂罐、动力装置、搅拌框、搅拌头和搅拌轴，所述空压机、固化剂罐、液压伸缩装置和动力装置固定在底座上，所述底座通过螺栓固定在滑杆上，所述滑杆位于滑槽上部，所述滑杆与滑槽间设有滚珠，所述滑槽通过卡扣固定在管桩顶部，所述滑槽为“工”字形、“U”字形或“口”字形槽钢，相对的两列滑槽通过横撑固定，所述横撑位于滑槽底部，所述横撑沿滑槽长度方向布设，每对滑槽至少设置3根横撑；所述液压伸缩装置通过油管连接在动力装置上，所述液压伸缩装置可在底座上左右移动，所述固化剂罐通过高压管连接至空压机上，所述高压管上设置有球阀；所述搅拌轴固定在液压伸缩装置底部，所述搅拌框、喷粉口和搅拌头固设在搅拌轴上，所述搅拌框位于喷粉口上部，所述搅拌头位于喷粉口下部，所述喷粉口通过喷粉管连接至固化剂罐底部，所述喷粉管附设在液压伸缩装置和搅拌轴内，扩散头设置在搅拌框中；所述搅拌轴为双向搅拌轴，所述搅拌框和扩散头分别设置在搅拌轴的内轴和外轴，且内轴和外轴的旋转方向相反，扩散头半径小于搅拌框半径，扩散头为一行或两行，上下两行的扩散头可以平行也可以有倾角；

真空预压系统，所述真空预压系统包括管桩、边沟、砂垫层、吸水管、土工布、密封膜、过滤器、塑料管、密封盖、控制阀、真空泵和碱液罐，所述管桩为空心的透水混凝土桩或钢筋混凝土桩，管桩包括桩帽、桩身和桩尖，管桩的横截面为正方形、长方形、多边形或圆形，所述砂垫层铺设在超软地基上部，所述砂垫层上铺设有土工布，所述土工布上铺设密封膜，所述边沟设置在超软地基的外边界处，所述密封盖连接在管桩桩顶，所述过滤器左端通过吸水管连接在管桩顶部的密封盖上，所述过滤器架设在边沟的正上方，所述过滤器右端和顶端分别设置有真空泵和碱液罐，在过滤器和碱液罐间的塑料管上设置有控制阀，所述吸水管埋设在砂垫层中；

注气碳化系统，所述注气碳化系统包括管桩、密封盖、通气管、高压气罐、调压阀、加热器和增压器，所述高压气罐通过通气管与管桩顶部的密封盖连接，所述调压阀、加热器和增压器设置在通气管上，所述通气管埋设在砂垫层中，连接通气管的管桩与连接吸水管的管桩是间隔排列的。

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