CN113585225A - 一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法 - Google Patents

一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113585225A
CN113585225A CN202110918378.XA CN202110918378A CN113585225A CN 113585225 A CN113585225 A CN 113585225A CN 202110918378 A CN202110918378 A CN 202110918378A CN 113585225 A CN113585225 A CN 113585225A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
pipe
puncture
soil
inner cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110918378.XA
Other languages
English (en)
Inventor
闻敏杰
吴君涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202110918378.XA priority Critical patent/CN113585225A/zh
Publication of CN113585225A publication Critical patent/CN113585225A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E02D3/08—Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/46—Foundations for supply conduits or other canals
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法，其特征在于，包括：管桩，至少具有可插入土体内的管体以及设于管体上的管尖，所述管体内形成有空腔，且管体的顶部设有至少一个抽气口和一个灌浆口，并在管体的外侧壁上分布有通孔；压实装置，所述压实装置设于所述管桩上方，且可用于压紧管桩周围土体；抽气源，抽气源的输入端与所述抽气口连接；本发明的有益效果，对软土的加固效果好，成本低。

Description

一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法
技术领域
本发明涉及软土加固技术领域，特别涉及一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法。
背景技术
软土，是指在静水或缓慢流水环境中沉积、以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物，其大致呈软塑到流塑状态，外观以灰色为主的细粒土，广泛的分布在海边、河滩、沼泽以及湖泊等位置；由于软土地基以混杂粉土和/或粉沙为主，因此，其承载能力相比较其他土质较弱。
基于此上述软土地基的特点，目前在对软土地基施工时，需要对软土地基进行加固，现有的软土地基处理常用堆载法，堆载法需要大量的堆载材料以及大量的机械设备，造价昂贵。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法，旨在解决上述背景技术中出现的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于，包括：
管桩，至少具有可插入土体内的管体以及设于管体上的管尖，所述管体内形成有空腔，且管体的顶部设有至少一个抽气口和一个灌浆口，并在管体的外侧壁上分布有通孔；
压实装置，所述压实装置设于所述管桩上方，且可用于压紧管桩周围土体；
抽气源，抽气源的输入端与所述抽气口连接。
优选为：所述压实装置包括：
立柱，所述立柱上安装有滑轨；
架体，所述架体的底部设有压实板，所述压实板的两端与滑轨滑动连接，并在压实板的底部设有与管体匹配的槽体；
驱动电机，通过安装架与架体铰接，且所述驱动电机至少具有两个输出端，并在各输出端上均设有动力轮；
弹簧，位于驱动电机的两侧且通过安装块与驱动电机和架体铰接。
优选为：所述管体包括：
外管体，所述外管体内形成有所述空腔，并在所述外管体的外壁上分别有所述通孔，并在所述外管体的内壁上设分布于各通孔一一对应的穿刺孔，所述穿刺孔内设有能够被穿刺杆穿透的密封膜；
内管体，内管体上设有若干个与所述穿刺孔一一对应的滑动口；
穿刺杆，滑动的设置在所述滑动口内，且能够刺破密封膜并从通孔穿出；
内筒体，中空设置，且设置在内管体内；
转轴，以能够旋转的方式支撑内筒体；
其中，所述内筒体的外壁上设有同轴心设置的气囊体，并在所述内筒体的外壁上设有至少一个连通气囊体和内筒体的单向阀。
优选为：所述气囊体包括：
本体，具有气囊腔，且通过所述单向阀与所述内筒体连通，且在内筒体上安装有泄压控制阀；
内扯绳，具有若干个，且均设于所述气囊腔内，并将所述气囊腔均匀的划分为多个腔，所述内扯绳的一端与气囊腔远离内筒体的一端连接，并在本体的周向外壁上形成有若干个凹部；
执行组件，所述执行组件至少包括若干个供内扯绳卷绕的绕线轮以及用于控制绕线轮的plc电机；
控制器，所述控制器具有若干个且分别与各plc电机匹配，其中，各控制器配置成能够在第一模式或第二模式下控制各plc电机运行；
在第一模式下，各个控制器基于各自的执行信号独立的控制各plc电机；
在第二模式下，任意一个控制器向其控制的plc电机发出执行信号，并且同时向其余的控制器发出该执行信号，其余控制器基于该执行信号分别控制各plc电机同步运行。
优选为：所述内筒体包括：
内本体，中空设置；
进气管，同轴心的设置在内本体内，且能够被气源供气，并设有电磁阀；
侧管，所述侧管至少具有两个分管，且各分管以进气管对称设置，并在各分管上设有错位设置的第一喷气口和错位设置的第二喷气口，所述第一喷气口设有第一控制阀，所述第二喷气口设有第二控制阀，且第一喷气口和第二喷气口均靠近内本体的内侧壁设置；
其中，所述第一控制阀能够控制的错位的第一喷气口开启或关闭，所述第二控制阀能够控制错位的第二喷气口开启或关闭，当第一喷气口开启时，从第一喷气口喷出的气体能够驱使内筒体正转；当第二喷气口开启时，从第二喷气口喷出的气体能够驱使内筒体逆转。
优选为：所述穿刺杆包括：
杆体，能够刺破密封膜并从通孔穿出，且所述杆体靠近内筒体的一端设为曲面，且在杆体上设有可与内管体内壁接触的复位弹簧，复位弹簧在受到挤压时可以驱使杆体向靠近内筒体的一侧移动；
凹槽，凹陷的设于所述杆体的周向侧面上，且在凹槽内设有可膨胀或收缩的储气体，并在所述储气体上设有第三控制阀；
气管，连接与所述储气体与气囊体之间，并在气管上设有第四控制阀以及流量控制器。
优选为：所述滑动口内设有振动组件，所述振动组件包括：
环形体，设于所述滑动口内，且具有供穿刺杆穿过的环形检测口；
检测器，设于所述环形体内，且用于检测储气体对环形体产生的压力，并发出压力信号；
处理装置，对压力信号进行处理，并基于该压力信号产生特定频率的振动信号；
振动产生器，受处理装置控制，并且基于振动信号产生特定频率的振动，带动振动杆振动。
此外，本发明还提供一种加固方法，其使用上述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用现有的打桩装置将管桩打入至软土地基指定的土层内；
S2：利用抽气源将空腔内的气体抽出，形成压差，土层中的水通过通孔渗入空腔内，完成初步加固；
S3：在步骤S2的同时，利用压实装置不断的对管桩周围的土体进行施压，加速土体估计；
S4：在步骤S2完成后，关闭第一控制阀和第二控制阀，打开电磁阀，并利用气泵向内进气管充气，进气管内的气体进步进入内筒体，并进入气囊体内，气囊体膨胀，并挤压穿刺杆刺破密封膜，进一步穿过通孔扎入土体内，然后，利用灌浆口向空腔内灌入水泥，水泥通过穿刺杆的引导进入土体内，进一步对土体进行加固。
优选为：在步骤S4灌注水泥的过程中，电磁阀关闭，第二控制阀关闭，第一控制阀打开，同时控制器驱使plc电机控制绕线轮收卷，并使得内扯绳收卷，气囊体的外壁形成若干个凹部，并形成波浪形延伸的波浪面，各穿刺杆的一端位于波浪面的凹面处，随后，气泵继续向进气管供气，进气管内的气体进入侧管内并从第一喷气口喷出，并驱使内筒体正转，当内筒体正转时，波浪面随之公转，当波浪面的凸面与穿刺杆的端部接触时，穿刺杆径向向外移动，并挤压复位弹簧，同时进一步插入土体，同时将水泥送入土体的深处，当波浪面的凹面与穿刺杆的端部对应时，穿刺杆因复位弹簧径向向内移动，并重新接收水泥；
然后，电磁阀关闭，第一控制阀关闭，第二控制阀打开，侧管内的气体从第二喷气口喷出，并驱使内筒体逆转，当内筒体逆转时，波浪面随之公转，当波浪面的凸面与穿刺杆的端部接触时，穿刺杆径向向外移动，并挤压复位弹簧，同时进一步插入土体，同时将水泥送入土体的深处，当波浪面的凹面与穿刺杆的端部对应时，穿刺杆因复位弹簧径向向内移动，并重新接收水泥。
优选为：在步骤S4时，第四控制阀打开，气囊体内的气体进入储气体内，储气体膨胀，并挤压环形体，检测器收到挤压，产生压力信号，并发送至处理装置，处理装置经过处理后产生特定振动频率的振动信号，并发送至振动产生装置，带动穿刺杆振动，避免水泥在灌注过程中凝固，当水泥灌注完成后，第三控制阀打开，第四控制阀关闭，储气体收缩，检测器失去持续的压力信号，处理装置控制振动产生装置停止，等待水泥凝固。
本发明的有益效果：
1)本发明的软土地基加固相比较传统昨天节省了大量的堆载材料，同时，还能够提高对软土地基的加固效果，即：本发明中可以将软土地基中的水分排出，随后加入水泥，待水泥凝固后完成对软土地基的加固，相比较传统做法，极大程度的提高了对软土地基的加固强度；
2)本发明为了提高软土地基的固结效率以及固结效果，设置了压实装置，压实装置可以在排水的过程中不断的压实管桩周边的土体，提高土体的渗透性，便于排水，从而来确保土体固结；
3)在排水结束后，本发明可以通过穿刺杆活动，并扎入土体内，再灌注水泥时，部分水泥可以随着穿刺杆的引导进入至土体的深处，并且通过多根穿刺杆可以提高水泥的分布面积，进而确保对软土地基的加固效果；
4)不仅如此，本发明为了进一步提高水泥能够进入土体内,并且不会轻易堵塞,本发明设置了气囊体,气囊体可以通过气源实现充气和抽气,当充气后,气囊体膨胀，从而推动穿刺杆活动，最主要的是，本发明内部设置了内扯绳，内扯绳均匀的分布在气囊体内部，其作用是，当内扯绳的“有效长度”小于气囊体膨胀时的半径时，内扯绳会拉气囊体的内部，并在气囊体的外壁上形成有凹部，凹部可以与各个穿刺杆对应，在气囊体膨胀时，便于推动穿刺杆活动，避免穿刺杆的端部受力不均，同时，本发明还可以改变气体进入内筒体内的进气方向，利用不同的进气方向带动内筒体旋转，旋转的内筒体可带动气囊体活动，并且可以驱使气囊体外部的“波浪形”曲面活动，从而推动穿刺杆进一步穿入土体深处，并将水泥送入更深的位置，确保加固效果，而在本发明中利用气体驱动内筒体旋转，相比较通过电机等驱动器进行驱动的方式，还可以节省一定的能耗；
5)基于第4)点，本发明还可以控制内扯绳放卷，从而控制气囊体的外侧壁凹部的深浅，从而确保对穿刺杆进行固定，避免穿刺杆活动，而影响水泥的凝固，同时，本申请驱动内扯绳的方式可以实现同步运行和独立运行，同步运行，可以确保各个凹部的相同，在实际情况下，可以确保各个穿刺杆的位置相同，在独立运行模式下，本申请可以实现不同的凹部的深度不同，确保各个穿刺杆在其对应不同的土体环境下固定，确保加固效果；
6)本发明在灌注时，还可以实现控制穿刺杆振动，轻微的振幅可以加速水泥进入土体内，提高灌注效率，不仅如此，振动能够带动穿刺杆周围的土体振动，振动的过程中，可以使得水泥通过土体振动产生的空隙与土体混合，天宫水泥与土体的混合效果，在水泥凝结后，可以提高加固效果；
基于本点，本申请驱动穿刺杆的振幅大小可以进行实时控制，确保在不同的使用场景下可以进行自由调整。
值得说明的是：本申请所指有效长度是指，内扯绳的放卷部分。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例1的结构示意图；
图2为图1中的管桩结构示意图；
图3为图2中的A-A剖视图；
图4为图3的另一种形式示意图；
图5为plc电机的控制示意图；
图6为本发明具体实施例1的内筒体结构示意图；
图7为图6中的B-B剖视图；
图8为本发明具体实施例1中穿刺杆的截面示意图；
图9为本发明具体实施例1中储气体的进气和排气示意图；
图10为本发明具体实施例2的结构示意图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图9所示，本发明公开了一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，在本发明具体实施例中，包括：
管桩20，至少具有可插入土体10内的管体200以及设于管体200上的管尖201，所述管体200内形成有空腔200a，且管体200的顶部设有至少一个抽气口200b和一个灌浆口200c，并在管体200的外侧壁上分布有通孔200d；
压实装置30，所述压实装置30设于所述管桩20上方，且可用于压紧管桩20周围土体10；
抽气源，抽气源的输入端与所述抽气口200b连接。
在本发明具体实施例中：所述压实装置30包括：
立柱300，所述立柱300上安装有滑轨；
架体301，所述架体301的底部设有压实板302，所述压实板302的两端与滑轨滑动连接，并在压实板302的底部设有与管体200匹配的槽体303；
驱动电机304，通过安装架305与架体301铰接，且所述驱动电机304至少具有两个输出端，并在各输出端上均设有动力轮306；
弹簧307，位于驱动电机304的两侧且通过安装块308与驱动电机304和架体301铰接。
在本发明具体实施例中：所述管体20包括：
外管体202，所述外管体202内形成有所述空腔200a，并在所述外管体202的外壁上分别有所述通孔200d，并在所述外管体202的内壁上设分布于各通孔200d一一对应的穿刺孔200e，所述穿刺孔200e内设有能够被穿刺杆40穿透的密封膜200f；
内管体203，内管体203上设有若干个与所述穿刺孔200e一一对应的滑动口203a；
穿刺杆40，滑动的设置在所述滑动口203a内，且能够刺破密封膜200f并从通孔200d穿出；
内筒体204，中空设置，且设置在内管体203内；
转轴205，以能够旋转的方式支撑内筒体204；
其中，所述内筒体204的外壁上设有同轴心设置的气囊体206，并在所述内筒体204的外壁上设有至少一个连通气囊体206和内筒体204的单向阀207。
在本发明具体实施例中：所述气囊体206包括：
本体2060，具有气囊腔2060a，且通过所述单向阀207与所述内筒体204连通，且在内筒体204上安装有泄压控制阀2040；
内扯绳2061，具有若干个，且均设于所述气囊腔2060a内，并将所述气囊腔2060a均匀的划分为多个腔，所述内扯绳2061的一端与气囊腔2060a远离内筒体204的一端连接，并在本体2060的周向外壁上形成有若干个凹部2062；
执行组件，所述执行组件至少包括若干个供内扯绳2061卷绕的绕线轮2063以及用于控制绕线轮2063的plc电机2064；
控制器2065，所述控制器2065具有若干个且分别与各plc电机2064匹配，其中，各控制器2065配置成能够在第一模式X1或第二模式X2下控制各plc电机2064运行；
在第一模式下X1，各个控制器2065基于各自的执行信号独立的控制各plc电机2064；
在第二模式下X2，任意一个控制器2065向其控制的plc电机2064发出执行信号，并且同时向其余的控制器2065发出该执行信号，其余控制器2065基于该执行信号分别控制各plc电机2064同步运行。
在本发明具体实施例中：所述内筒体204包括：
内本体2041，中空设置；
进气管2042，同轴心的设置在内本体2041内，且能够被气源供气，并设有电磁阀2043；
侧管2044，所述侧管2044至少具有两个分管20440，且各分管20440以进气管2042对称设置，并在各分管20440上设有错位设置的第一喷气口20441和错位设置的第二喷气口20442，所述第一喷气口20441设有第一控制阀20441a，所述第二喷气口20442设有第二控制阀20442a，且第一喷气口20441和第二喷气口20442均靠近内本体2041的内侧壁设置；
其中，所述第一控制阀20441a能够控制的错位的第一喷气口20441开启或关闭，所述第二控制阀20442a能够控制错位的第二喷气口20442开启或关闭，当第一喷气口20441开启时，从第一喷气口20441喷出的气体能够驱使内筒体204正转；当第二喷气口20442开启时，从第二喷气口20442喷出的气体能够驱使内筒体204逆转。
在本发明具体实施例中：所述穿刺杆40包括：
杆体400，能够刺破密封膜200f并从通孔200d穿出，且所述杆体400靠近内筒体204的一端设为曲面，且在杆体400上设有可与内管体203内壁接触的复位弹簧401，复位弹簧401在受到挤压时可以驱使杆体400向靠近内筒体204的一侧移动；
凹槽402，凹陷的设于所述杆体400的周向侧面上，且在凹槽402内设有可膨胀或收缩的储气体403，并在所述储气体403上设有第三控制阀404；
气管405，连接与所述储气体403与气囊体206之间，并在气管405上设有第四控制阀406以及流量控制器407。
此外本实施例还提供一种加固方法，其使用上述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用现有的打桩装置将管桩打入至软土地基指定的土层内；
S2：利用抽气源将空腔内的气体抽出，形成压差，土层中的水通过通孔渗入空腔内，完成初步加固；
S3：在步骤S2的同时，利用压实装置不断的对管桩周围的土体进行施压，加速土体固结；
S4：在步骤S2完成后，关闭第一控制阀和第二控制阀，打开电磁阀，并利用气泵向内进气管充气，进气管内的气体进步进入内筒体，并进入气囊体内，气囊体膨胀，并挤压穿刺杆刺破密封膜，进一步穿过通孔扎入土体内，然后，利用灌浆口向空腔内灌入水泥，水泥通过穿刺杆的引导进入土体内，进一步对土体进行加固。
在本发明具体实施例中，所述控制器2065可以通过现有的中控单元进行控制。
在本发明具体实施例中，动力轮306之间的夹角为0°，且两者的圆心角为180°，驱动电机可以是双轴电机，当动力轮306旋转形成离心力，驱动压实板产生震动，从而实现压实土体的目的。
参考图1-图7，本实施例的原理是：
在加固土体时，利用打桩装置(可以是现有的)，将本实施例的管桩打入土体的内，并且利用抽气源(可以是气泵)将外管体内的气体抽离，使得外管体内的空气形成压差，土体内的水会通过外管体外侧壁设置的通孔渗入空腔内，完成排水工作(排水的过程中，压实装置不断的对管桩周围的土体进行施压)，形成初步的加固，在排水完成后(可以利用现有的任意手段将空腔内的水排出)，向内筒体内供气，并打开电磁阀(电磁阀可以设置在进气管的管壁上)，气体进入内筒体并进一步进入气囊体内，当气囊体进气并膨胀时，可以驱使分布于气囊体周向侧的穿刺杆移动，并刺破穿刺孔内的密封膜，并进一步通过通孔部分插入土体内，再通过向灌浆口加入水泥，进入空腔内的水泥可以部分被穿刺杆引导进入周围的土体内，从而实现对软土的加固；
值得说明的是：
在本实施例中，穿刺杆可以被气囊体所驱动，即：
为了提高水泥能够被穿刺杆引导至土体的更深位置，可以利用控制器控制plc电机驱动绕线轮(供内扯绳缠绕的轮，可以嵌设的安装在内筒体的外壁上)收卷，并扯动气囊体的外壁部分向内收缩，形成如图4的形状，此时穿刺杆的位置位于凹处b位置，此时，关闭气囊体，打开第一控制阀，关闭第二控制阀，并继续向内筒体供气，此时第一喷气口打开，当第一喷气口喷气时，可以驱使内筒体正转(例如：顺时针旋转)，当内筒体旋转时，其会带动气囊体旋转，旋转的气囊体可以使得原先b位置与穿刺杆的端部接触，变化为a位置与穿刺杆的端部接触，由于a位置为凸起形状，其可以进一步驱使穿刺杆插入土体内，从而提高水泥的分布面，提高加固效果，同时，本发明考虑到气管的长度有限，若只朝着一个方向旋转，极易损坏气管，并发明还可以打开第二控制阀，并关闭第一控制阀，从而实现逆转(例如：逆时针旋转)，同理，当内筒体逆转时，其也能够驱动穿刺杆插入土体内；
其次，当气囊体膨胀并通过凹陷的b位置驱动穿刺杆活动时，穿刺杆上的复位弹簧正好与内管体的内壁接触，当通过凸出的a位置驱动穿刺杆进一步插入土体内时，复位弹簧受到挤压，因此，内筒体旋转使得穿刺杆的一端重新活动b位置时，穿刺杆通过复位弹簧复位，确保穿刺杆的一端始终都能够与气囊体紧密接触，而将穿刺杆的一端设为圆润的曲面形状，是为了避免穿刺杆刮破气囊体；
第三，当气体进入内筒体时，气体通过单向阀进入气囊体内，并且当内筒体内的气压过高时，泄压阀自动打开进行泄压，其不仅可以避免气囊体因气压过高而损坏，当气体持续进入内筒体并驱动内筒体旋转的过程中，也可以实现内筒体内气体可以有效的判处，确保内筒体的正常旋转；
第四，当需要驱使穿刺杆长时间保持插入土体深处的状态，可以通过plc电机驱使绕线轮放卷，并使得气囊体保持图3的状态，在该状态下，气囊体外壁的凹处消除，因此，气囊体外壁的任意位置都能够顶起穿刺杆插入土体深处的状态，便于实际需求(例如：需要持续灌注水泥至土体深处时，而穿刺杆可以作为引导的工具)；
第五，凹处b的另一个优点在于，可以用于定位穿刺杆，即：当需要保持穿刺杆静止时，可以利用凹处b位置来对穿刺杆的一端进行定位，从而可以避免穿刺杆晃动，而在此状态下，复位弹簧也不会受到挤压，有利于水泥的凝固，利于对土体的加固；同时，当穿刺杆进入土体内并收到异物而产生反向的力时，此时，可以控制对应的plc电机驱动对应的绕线轮放卷，此时，凹处b可以因气囊体内的气压瞬间的转化为凸出的a位置形状，而穿刺杆受到该位置变化的瞬时推力，便于其穿破异物，确保对土体加固工序的正常进行；
第六，基于第五点，本实施例可以利用控制器在第一模式或第二模式下控制plc电机运行，在第二模式下(中空单元可以向任意的控制器发出执行信号，收到执行信号的控制器向其余的控制器同时发送相同的执行信号，进而实现同步)，各控制器可以实现同步控制plc电机运行，确保各个凹处b形状和深度的同步性，而在第一模式下，各个控制器独立的接收中空单元的信号，并且独立的控制各个plc电机运行，其可以实现凹处b的形状和深度不同(只需要内扯绳的放卷长度不一，内扯绳因气囊体内部的气压变化，就能够使得凹处b的深度或形状不同)，其可以使得不同位置的穿刺杆能够保持不同的穿刺深度，便于实际使用时进行调整；
第七，本实施例在穿刺杆上设置的储气体可以实现固定穿刺杆的目的，有利于水泥凝固，即：当穿刺杆需要定位时，关闭第三控制阀并打开第四控制阀和流量控制器，气囊体内的气体进入储气体，储气体膨胀并部分自凹槽的槽口露出，并与滑动口的内壁产生作用力，进而来固定穿刺杆的目的，而气囊体内的气体可以进一步通过气泵向内筒体供气进行补足，通过两部分的作为可以进一步确保对穿刺杆的固定。
实施例2，同实施例1的不同之处在于
如图10所示，在本发明具体实施例中，所述滑动口203a内设有振动组件，所述振动组件包括：
环形体50，设于所述滑动口203a内，且具有供穿刺杆40穿过的环形检测口500；
检测器51，设于所述环形体50内，且用于检测储气体403对环形体50产生的压力，并发出压力信号；
处理装置，对压力信号进行处理，并基于该压力信号产生特定频率的振动信号；
振动产生器，受处理装置控制，并且基于振动信号产生特定频率的振动，带动振动杆振动。
在本发明具体实施例中，振动产生器可以设置在环形体50内，且可以采用马达进行替代，本实施例的检测器51可以是现有的压力传感器,同时控制器可以是现有的控制器,第一模式和第二模式在控制器之间的通信接口处进行配置。
此外，本实施例还提供一种加固方法，其使用上述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用现有的打桩装置将管桩打入至软土地基指定的土层内；
S2：利用抽气源将空腔内的气体抽出，形成压差，土层中的水通过通孔渗入空腔内，完成初步加固；
S3：在步骤S2的同时，利用压实装置不断的对管桩周围的土体进行施压，加速土体固结；
S4：在步骤S2完成后，关闭第一控制阀和第二控制阀，打开电磁阀，并利用气泵向内进气管充气，进气管内的气体进步进入内筒体，并进入气囊体内，气囊体膨胀，并挤压穿刺杆刺破密封膜，进一步穿过通孔扎入土体内，然后，利用灌浆口向空腔内灌入水泥，水泥通过穿刺杆的引导进入土体内，进一步对土体进行加固。
在本发明具体实施例中，在步骤S4灌注水泥的过程中，电磁阀关闭，第二控制阀关闭，第一控制阀打开，同时控制器驱使plc电机控制绕线轮收卷，并使得内扯绳收卷，气囊体的外壁形成若干个凹部，并形成波浪形延伸的波浪面，各穿刺杆的一端位于波浪面的凹面处，随后，气泵继续向进气管供气，进气管内的气体进入侧管内并从第一喷气口喷出，并驱使内筒体正转，当内筒体正转时，波浪面随之公转，当波浪面的凸面与穿刺杆的端部接触时，穿刺杆径向向外移动，并挤压复位弹簧，同时进一步插入土体，同时将水泥送入土体的深处，当波浪面的凹面与穿刺杆的端部对应时，穿刺杆因复位弹簧径向向内移动，并重新接收水泥；
然后，电磁阀关闭，第一控制阀关闭，第二控制阀打开，侧管内的气体从第二喷气口喷出，并驱使内筒体逆转，当内筒体逆转时，波浪面随之公转，当波浪面的凸面与穿刺杆的端部接触时，穿刺杆径向向外移动，并挤压复位弹簧，同时进一步插入土体，同时将水泥送入土体的深处，当波浪面的凹面与穿刺杆的端部对应时，穿刺杆因复位弹簧径向向内移动(即：驱使穿刺杆向靠近内筒体的方向移动)，并重新接收水泥。
在本发明具体实施例中，在步骤S4时，第四控制阀打开，气囊体内的气体进入储气体内，储气体膨胀，并挤压环形体，检测器收到挤压，产生压力信号，并发送至处理装置，处理装置经过处理后产生特定振动频率的振动信号，并发送至振动产生装置，带动穿刺杆振动，避免水泥在灌注过程中凝固，当水泥灌注完成后，第三控制阀打开，第四控制阀关闭，储气体收缩，检测器失去持续的压力信号，处理装置控制振动产生装置停止，等待水泥凝固。
如图10所示，本实施例的原理和优点是：
本实施例在滑动口内设置了振动组件，振动组件可以通过单独的电源进行供电，即：当电源向其供电时，检测器能够检测压力并且经过处理装置处理后命令振动产生器产生震动，当断电时，检测器、处理装置以及振动产生器不工作，其可以确保当储气体膨胀而用于固定穿刺杆静止时，不会发出振动；
在振动组件可以正常工作时，检测器基于储气体对其施加的压力而将检测的压力信号发送给处理装置，处理装置基于储气体对检测器产生多大的压力而控制振动产生器颤动多少频率的振动，而储气体对检测产生的压力可以通过第三控制阀、第四控制阀和流量控制器进行控制，即：当需要高频率的振幅时，第三控制阀关闭，第四控制阀和流量控制器打开，当有持续气体进入储气体内时，储气体膨胀幅度大，因此检测其检测的压力信息所反馈的压力就大，处理装置基于压力信息控制振动产生器产生高频率的振动，当需要低频率时，第四控制阀打开，进行泄压，储气体收缩，检测器检测的压力信号所反馈的压力缩小，此时，处理装置则控制振动产生器产生低频率的振动；
不仅如此，本实施例还可以打开第四控制阀和第三控制阀，并调节流量控制阀(在储气体的排气端也可以设有流量控制阀)，即：当进气大于出气时，出气体持续喷嘴，因此，在该过程中，振动产生器可以产生由低到高的振动，反之，则能产生由高到底的振动，频率变化的振动可以便于实际要求而进行调整，例如：
由高到低的过程中，可以便于收尾工作，在排气的同时，减少振动(收尾工作的高振动会影响土体的固结效果，采用低频率振动在确保不影响土体固结的前提下，确保收尾工作水泥的灌注正常)，从而提高效率；
由低到高便于刚开始灌注水泥的时候，可以使得土体有一定的“适应期”；
本实施例可以驱使穿刺杆振动的目的是：在灌注水泥的过程中，振动的穿刺杆可以避免水泥凝固，同时，可以提高水泥进入土体内的效果，提高对土体的加固效果，而不同频率的振动以及频率持续不同变化的振动可以根据实际情况选用，从而可以确保对土套的加固效果；
不仅如此，本实施例穿刺杆的振动还可以配合实施例1中穿刺杆收a、b位置交替变化的活动，当穿刺杆往复插入土体内的过程中，配合振动，可以提高土体的渗透性，从而来提高水泥进入土体的效果，提高对软土地基的加固效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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)

1.一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于，包括：
管桩(20)，至少具有可插入土体(10)内的管体(200)以及设于管体(200)上的管尖(201)，所述管体(200)内形成有空腔(200a)，且管体(200)的顶部设有至少一个抽气口(200b)和一个灌浆口(200c)，并在管体(200)的外侧壁上分布有通孔(200d)；
压实装置(30)，所述压实装置(30)设于所述管桩(20)上方，且能够用于压紧管桩(20)周围土体(10)；
抽气源，抽气源的输入端与所述抽气口(200b)连接。
2.根据权利要求1所述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于：所述压实装置(30)包括：
立柱(300)，所述立柱(300)上安装有滑轨；
架体(301)，所述架体(301)的底部设有压实板(302)，所述压实板(302)的两端与滑轨滑动连接，并在压实板(302)的底部设有与管体(200)匹配的槽体(303)；
驱动电机(304)，通过安装架(305)与架体(301)铰接，且所述驱动电机(304)至少具有两个输出端，并在各输出端上均设有动力轮(306)；
弹簧(307)，位于驱动电机(304)的两侧且通过安装块(308)与驱动电机(304)和架体(301)铰接。
3.根据权利要求1或2所述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于：所述管体(20)包括：
外管体(202)，所述外管体(202)内形成有所述空腔(200a)，并在所述外管体(202)的外壁上分别有所述通孔(200d)，并在所述外管体(202)的内壁上设分布于各通孔(200d)一一对应的穿刺孔(200e)，所述穿刺孔(200e)内设有能够被穿刺杆(40)穿透的密封膜(200f)；
内管体(203)，内管体(203)上设有若干个与所述穿刺孔(200e)一一对应的滑动口(203a)；
穿刺杆(40)，滑动的设置在所述滑动口(203a)内，且能够刺破密封膜(200f)并从通孔(200d)穿出；
内筒体(204)，中空设置，且设置在内管体(203)内；
转轴(205)，以能够旋转的方式支撑内筒体(204)；
其中，所述内筒体(204)的外壁上设有同轴心设置的气囊体(206)，并在所述内筒体(204)的外壁上设有至少一个连通气囊体(206)和内筒体(204)的单向阀(207)。
4.根据权利要求3所述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于：所述气囊体(206)包括：
本体(2060)，具有气囊腔(2060a)，且通过所述单向阀(207)与所述内筒体(204)连通，且在内筒体(204)上安装有泄压控制阀(2040)；
内扯绳(2061)，具有若干个，且均设于所述气囊腔(2060a)内，并将所述气囊腔(2060a)均匀的划分为多个腔，所述内扯绳(2061)的一端与气囊腔(2060a)远离内筒体(204)的一端连接，并在本体(2060)的周向外壁上形成有若干个凹部(2062)；
执行组件，所述执行组件至少包括若干个供内扯绳(2061)卷绕的绕线轮(2063)以及用于控制绕线轮(2063)的plc电机(2064)；
控制器(2065)，所述控制器(2065)具有若干个且分别与各plc电机(2064)匹配，其中，各控制器(2065)配置成能够在第一模式(X1)或第二模式(X2)下控制各plc电机(2064)运行；
在第一模式下(X1)，各个控制器(2065)基于各自的执行信号独立的控制各plc电机(2064)；
在第二模式下(X2)，任意一个控制器(2065)向其控制的plc电机(2064)发出执行信号，并且同时向其余的控制器(2065)发出该执行信号，其余控制器(2065)基于该执行信号分别控制各plc电机(2064)同步运行。
5.根据权利要求4所述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于：所述内筒体(204)包括：
内本体(2041)，中空设置；
进气管(2042)，同轴心的设置在内本体(2041)内，且能够被气源供气，并设有电磁阀(2043)；
侧管(2044)，所述侧管(2044)至少具有两个分管(20440)，且各分管(20440)以进气管(2042)对称设置，并在各分管(20440)上设有错位设置的第一喷气口(20441)和错位设置的第二喷气口(20442)，所述第一喷气口(20441)设有第一控制阀(20441a)，所述第二喷气口(20442)设有第二控制阀(20442a)，且第一喷气口(20441)和第二喷气口(20442)均靠近内本体(2041)的内侧壁设置；
其中，所述第一控制阀(20441a)能够控制的错位的第一喷气口(20441)开启或关闭，所述第二控制阀(20442a)能够控制错位的第二喷气口(20442)开启或关闭，当第一喷气口(20441)开启时，从第一喷气口(20441)喷出的气体能够驱使内筒体(204)正转；当第二喷气口(20442)开启时，从第二喷气口(20442)喷出的气体能够驱使内筒体(204)逆转。
6.根据权利要求5所述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于：所述穿刺杆(40)包括：
杆体(400)，能够刺破密封膜(200f)并从通孔(200d)穿出，且所述杆体(400)靠近内筒体(204)的一端设为曲面，且在杆体(400)上设有可与内管体(203)内壁接触的复位弹簧(401)，复位弹簧(401)在受到挤压时可以驱使杆体(400)向靠近内筒体(204)的一侧移动；
凹槽(402)，凹陷的设于所述杆体(400)的周向侧面上，且在凹槽(402)内设有可膨胀或收缩的储气体(403)，并在所述储气体(403)上设有第三控制阀(404)；
气管(405)，连接与所述储气体(403)与气囊体(206)之间，并在气管(405)上设有第四控制阀(406)以及流量控制器(407)。
7.根据权利要求6所述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于：所述滑动口(203a)内设有振动组件，所述振动组件包括：
环形体(50)，设于所述滑动口(203a)内，且具有供穿刺杆(40)穿过的环形检测口(500)；
检测器(51)，设于所述环形体(50)内，且用于检测储气体(403)对环形体(50)产生的压力，并发出压力信号；
处理装置，对压力信号进行处理，并基于该压力信号产生特定频率的振动信号；
振动产生器，受处理装置控制，并且基于振动信号产生特定频率的振动，带动振动杆振动。
8.一种加固方法，其使用如权利要求7所述的一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用现有的打桩装置将管桩打入至软土地基指定的土层内；
S2：利用抽气源将空腔内的气体抽出，形成压差，土层中的水通过通孔渗入空腔内，完成初步加固；
S3：在步骤S2的同时，利用压实装置不断的对管桩周围的土体进行施压，加速土体固结；
S4：在步骤S2完成后，关闭第一控制阀和第二控制阀，打开电磁阀，并利用气泵向内进气管充气，进气管内的气体进步进入内筒体，并进入气囊体内，气囊体膨胀，并挤压穿刺杆刺破密封膜，进一步穿过通孔扎入土体内，然后，利用灌浆口向空腔内灌入水泥，水泥通过穿刺杆的引导进入土体内，进一步对土体进行加固。
9.根据权利要求8所述的一种加固方法，其特征在于：在步骤S4灌注水泥的过程中，电磁阀关闭，第二控制阀关闭，第一控制阀打开，同时控制器驱使plc电机控制绕线轮收卷，并使得内扯绳收卷，气囊体的外壁形成若干个凹部，并形成波浪形延伸的波浪面，各穿刺杆的一端位于波浪面的凹面处，随后，气泵继续向进气管供气，进气管内的气体进入侧管内并从第一喷气口喷出，并驱使内筒体正转，当内筒体正转时，波浪面随之公转，当波浪面的凸面与穿刺杆的端部接触时，穿刺杆径向向外移动，并挤压复位弹簧，同时进一步插入土体，同时将水泥送入土体的深处，当波浪面的凹面与穿刺杆的端部对应时，穿刺杆因复位弹簧径向向内移动，并重新接收水泥；
然后，电磁阀关闭，第一控制阀关闭，第二控制阀打开，侧管内的气体从第二喷气口喷出，并驱使内筒体逆转，当内筒体逆转时，波浪面随之公转，当波浪面的凸面与穿刺杆的端部接触时，穿刺杆径向向外移动，并挤压复位弹簧，同时进一步插入土体，同时将水泥送入土体的深处，当波浪面的凹面与穿刺杆的端部对应时，穿刺杆因复位弹簧径向向内移动，并重新接收水泥。
10.根据权利要求9所述的一种加固方法，其特征在于：在步骤S4时，第四控制阀打开，气囊体内的气体进入储气体内，储气体膨胀，并挤压环形体，检测器收到挤压，产生压力信号，并发送至处理装置，处理装置经过处理后产生特定振动频率的振动信号，并发送至振动产生装置，带动穿刺杆振动，避免水泥在灌注过程中凝固，当水泥灌注完成后，第三控制阀打开，第四控制阀关闭，储气体收缩，检测器失去持续的压力信号，处理装置控制振动产生装置停止，等待水泥凝固。
CN202110918378.XA 2021-08-11 2021-08-11 一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法 Pending CN113585225A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110918378.XA CN113585225A (zh) 2021-08-11 2021-08-11 一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110918378.XA CN113585225A (zh) 2021-08-11 2021-08-11 一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113585225A true CN113585225A (zh) 2021-11-02

Family

ID=78257162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110918378.XA Pending CN113585225A (zh) 2021-08-11 2021-08-11 一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113585225A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103266590A (zh) * 2013-05-24 2013-08-28 浙江大学宁波理工学院 土体分层沉降监测设备的串珠式沉降板安装装置
CN108630384A (zh) * 2018-03-09 2018-10-09 浙江金冠特种变压器有限公司 遮阳散热型变压器
CN110241795A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 一种船厢工作门气动驱漂装置
CN110258541A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 浙江海洋大学 一种软土地基加固结构及其加固方法
JP2019206814A (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 株式会社不動テトラ 流動化砂の製造方法及び流動化砂
CN111689709A (zh) * 2020-06-17 2020-09-22 浙江寰龙环境科技有限公司 一种利用污泥制作的陶粒及其制作方法
WO2021027664A1 (zh) * 2019-08-12 2021-02-18 上海建工二建集团有限公司 一种用于软基处理的预制变直径孔管桩结构及其施工方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103266590A (zh) * 2013-05-24 2013-08-28 浙江大学宁波理工学院 土体分层沉降监测设备的串珠式沉降板安装装置
CN108630384A (zh) * 2018-03-09 2018-10-09 浙江金冠特种变压器有限公司 遮阳散热型变压器
JP2019206814A (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 株式会社不動テトラ 流動化砂の製造方法及び流動化砂
CN110258541A (zh) * 2019-06-27 2019-09-20 浙江海洋大学 一种软土地基加固结构及其加固方法
CN110241795A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 一种船厢工作门气动驱漂装置
WO2021027664A1 (zh) * 2019-08-12 2021-02-18 上海建工二建集团有限公司 一种用于软基处理的预制变直径孔管桩结构及其施工方法
CN111689709A (zh) * 2020-06-17 2020-09-22 浙江寰龙环境科技有限公司 一种利用污泥制作的陶粒及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111042232B (zh) 一种水下膜袋混凝土墙体清创及裂缝修复的装置及施工方法
CN104131556B (zh) 一种软硬夹层交互地基排水预应力管桩的施工方法
CN113605358A (zh) 一种热力管道周围软土的加固结构及其方法
CN110258541B (zh) 一种软土地基加固结构及其加固方法
CN107761732A (zh) 先高压旋喷引孔后注浆辅助静压桩沉桩施工方法
CN108104110B (zh) 高压喷射水泥土防渗墙的施工方法
CN113585225A (zh) 一种热力管道周围软土热固结沉降加固结构及其方法
CN101307599B (zh) 一种预制空心桩的沉桩方法
CN112663615B (zh) 一种用于加固软弱土体的双螺旋管、注浆成桩设备及其施工方法
CN106759360A (zh) 一种清渣注浆装置及采用该装置的清渣注浆方法
CN112112162A (zh) 一种钻孔灌注桩后注浆管快速封闭管口的装置
CN210507500U (zh) 一种钻喷搅一体防渗帷幕成墙装置
CN110144872B (zh) 水平动力固结排水装置及施工方法
CN111119157A (zh) 一种移动式广域软土固化装置
FR2571813A1 (fr) Tuyauterie, procede de pose de tuyauteries et dispositif pour la realisation dudit procede
CN214614009U (zh) 应用于软土地基加固的橡胶囊式注浆挤密桩
CN216999653U (zh) 一种新型气囊式分段注浆装置
CN212896306U (zh) 一种湿陷性地基膜袋注浆控制系统
CN2289834Y (zh) 液压开槽埋膜机
CN114482057A (zh) 一种管桩基础桩侧注浆加固的控制装置及方法
CN211368692U (zh) 一种锚固施工中的止水装置
CN210621807U (zh) 一种可移动便携式库区清淤装置
CN202543938U (zh) 可调矩液压振动沉拔桩机液压机构
CN211596740U (zh) 一种大范围软土固化用移动作业装置
CN212926051U (zh) 一种新型高压旋喷注浆桩

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20211102

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication