CN113832952B - 一种软土地基加固方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种软土地基加固方法，其包括在地基上开设若干垂直于地基主承载方向的基孔，并在所述基孔内吊装柱体，所述柱体内设置有抽水泵，将各所述抽水泵的出口端管道通过真空管相互连接形成管道结构，在地基上设置密封结构，在所述管道结构上设置有真空泵，所述管道结构的出口端与所述真空泵之间设置有水气分离器，所述水气分离器的液体出口端固定连接有储水罐，等至将地基土壤中的水抽至土壤的固结度达到施工要求后，通过吊车将所述内柱从所述基孔内取出，并在所述外柱内侧吊装预制混凝土柱，最后对地基外侧进行填平处理加固处理。本申请具有减少软土地基固结时间的效果。

Description

一种软土地基加固方法

技术领域

本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种软土地基加固方法。

背景技术

软土地基是指主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成、地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。

为防止软土地基发生沉降，相关技术通常采用预先堆放足够的堆石或堆土等重物于软土地基上，对地基预压使土壤固结、密实，以加固软土地基，其中也有为缩短预压施工时间，在软土地基中设置砂井、塑料排水管等进行排水，以加速黏土固结过程。

但上述相关的技术中，只能够依靠重物的重力作用对软土地基进行排水，从而到实现软土地基土壤的固结、密实，而这一般需半年的施工时间，施工周期较长。

发明内容

为了减少软土地基固结时间，本申请提供一种软土地基加固方法。

本申请提供的一种软土地基加固方法采用如下的技术方案：

一种软土地基加固方法，包括如下的施工方法：

S1、在地基上开设若干垂直于地基主承载方向的基孔；

S2、预备柱体，在所述基孔内吊装所述柱体，所述柱体沿所述基孔轴线方向设置，且其一端与所述基孔孔底紧抵，所述柱体包括外柱和内柱，所述外柱横截面为圆环形，所述内柱与所述外柱同轴固定设置，且所述内柱外侧紧抵于所述外柱的内侧，所述内柱上开设有集水槽，所述集水槽槽底上方设置有抽水泵，所述抽水泵的进、出口端皆通过管道连接，所述抽水泵的进口端管口浸入所述集水槽的积水内，所述抽水泵的出口端管口延伸至地基外侧，所述柱体侧壁还开设有若干用于将土壤中的水引流至所述集水槽内的引流孔，所述引流孔连通所述外柱的外侧和所述集水槽；

S3、将各所述抽水泵的出口端管道通过真空管相互连接形成管道结构；

S4、对地基进行密封处理，在地基上设置密封结构，所述密封结构包括密封沟和密封层，所述密封沟沿地基的边界设置，所述密封层沿地基的外侧面及所述密封沟靠近地基的侧边固定设置，所述密封层设置完毕后对所述密封沟回填处理；

S5、在地面上设置真空泵，所述管道结构的出口端与所述真空泵之间设置有水气分离器，所述水气分离器的进口端固定连接于所述管道结构的出口端，所述水气分离器的气体出口端固定连接于所述真空泵的进口端，所述水气分离器的液体出口端固定连接有储水罐；

S6、将地基土壤中的水抽至土壤的固结度达到施工要求后，将所述密封层、所述管道结构、所述真空泵、所述水气分离器和所述储水罐进行拆除，将所述内柱从所述基孔内取出，预备预制混凝土柱并在所述外柱内侧吊装所述预制混凝土柱，且所述预制混凝土柱与所述外柱固定连接，在所述预制混凝土柱与所述外柱之间进行填隙处理；

S7、对地基外侧进行填平处理。

通过采用上述技术方案，首先在软土地基上开设容纳柱体的基孔，柱体分为外柱和内柱，内柱上开设有集水槽，集水槽连通有与土壤相接的引流孔，以便于集水槽集水，集水槽侧壁上还固定设置有抽水泵，抽水泵通过管道可将集水槽从土壤中累积的积水抽至地基外侧，并沿管道结构将积水输出至管道结构的出口端，通过水气分离器将积水中的液体与气体进行分离，并将积水输出至储水罐中，设置密封沟壑和密封层的软土地基形成了相对密封的空间，通过设置的真空泵对地基进行水气抽取，加速对土壤中水分到集水槽内的速度，间接实现地基土壤固结速度，相比于只依靠重物的重力作用对软土地基进行自然排水的方式，通过真空泵与抽水泵的人工排水方式，提高了对地基排水速度的控制程度，当真空泵与抽水泵两者大功率进行排水时，加快了对软土地基固结、密实的速度，大大缩短了施工周期。

可选的，各所述引流孔的侧壁上皆开设有连接通孔，所述连接通孔内设置有连接管道，所述连接管道与所述抽水泵的出口端管道固定连接并相通，所述抽水泵的出口端管道内靠近所述连接通孔处设置有用于减小所述抽水泵的出口端管道内流体截面积的节流板，所述节流板靠近所述抽水泵侧设置。

通过采用上述技术方案，连接通孔内的连接管道与抽水泵的出口端管道相通，形成连通结构，在抽水泵的出口端管道内设置有节流板，节流板设置于靠近抽水泵的一侧，当抽水泵将积水通过管道送至地基外侧的过程中，由于节流板改变了积水流通的截面积，使穿过的积水流速加快，在节流板背离抽水泵的一侧形成局部低压区，在低压区的作用下使得引流孔中的空气进入抽水泵的出口端管道内，间接带动土壤中的水分流入引流孔内，加速土壤的固结速度。

可选的，所述抽水泵的出口端管道为螺旋管，所述螺旋管的成型角小于等于十度。

通过采用上述技术方案，抽水泵的出口端管道设置为成型角小于十度的螺旋管，可减少螺旋管内的积水所受到的重力作用，减小对抽水泵功率的需求，增加抽水泵的选择范围，且设置的螺旋管道增加了管道的长度，使得更多的连接管道可以与螺旋管相通，加速对地基土壤中水分的抽取。

可选的，所述抽水泵与所述螺旋管之间设置有电磁阀，所述电磁阀的一端固定连接于所述抽水泵的出口端，所述电磁阀的另一端固定连接于所述螺旋管的进水端。

通过采用上述技术方案，抽水泵与螺旋管之间设置的电磁阀，当真空泵工作时，电磁阀关闭，使得真空泵在抽真空的过程中减少集水槽中的积水流经未工作的抽水泵，导致抽水泵受到损害。

可选的，所述引流孔与所述连接通孔两者皆倾斜设置，且两者倾斜的低端皆朝所述柱体中心设置。

通过采用上述技术方案，低端朝柱体中心倾斜设置的各引流孔与各连接通孔，使得土壤中水分受到吸力与重力作用下，更加便于起到对水分的引流作用。

可选的，所述内柱上设置有用于检测所述集水槽内的积水量的液位传感器。

通过采用上述技术方案，设置的液位传感器便于检测集水槽内的积水高度，当检测到积水高度过高时，液位传感器传递相关信号以控制真空泵停止工作，启动抽水泵对集水槽内的积水进行抽出，并开启电磁阀，至抽干积水后，液位传感器恢复检测状态，关闭抽水泵和电磁阀。

可选的，所述外柱与所述内柱两者上分别设置有半通槽和卡块，所述半通槽在地基外侧呈开口设置，所述半通槽与所述卡块相嵌合，所述预制混凝土柱上也设置有与所述半通槽相嵌合的所述卡块。

通过采用上述技术方案，设置的半通槽和卡块实现了外柱与内柱、外柱与预制混凝土板两组合的固定连接，并实现引流孔组装位置的对应。

可选的，所述外柱和所述内柱上皆设置有吊环，所述预制混凝土柱上也设置有所述吊环。

通过采用上述技术方案，设置的吊环可通过吊车实现外柱、内柱和预制混凝土柱三者的安装，简便三者的安装过程。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置的集水槽，更便于装置对土壤内水分的收集，通过驱动设置的真空泵的吸取，加快了对土壤中水分的汲取，并通过抽水泵将积水排出集水槽；

2.连接管道和螺旋管形成连通结构，加上设置的节流板作用，使得在抽水泵工作真空泵不工作的时间段里，依旧可以对土壤中的水分起到汲取作用，加速对土壤的固结；

3.设置的柱体分为内外两层，通过内柱的设置，便于在完工后对内柱及依附于内柱的螺旋管等设备的回收，并安装预制混凝土柱于外柱内，进行对软土地基的双重加固。

附图说明

图1是本申请实施例的剖面结构示意图；

图2是本申请实施例柱体的内部结构示意图；

图3是本申请实施例螺旋管道与连接管道连接处的结构剖视图；

图4是本申请实施例中图3的A处局部放大图；

图5是本申请实施例地基外侧轴测视图；

图6是本申请实施例基孔内柱更换为预制混凝土柱的结构剖视图。

附图标记说明：

1、基孔；2、柱体；21、引流孔；22、外柱；221、半通槽；23、内柱；231、集水槽；232、抽水泵；233、螺旋管；234、电磁阀；24、连接通孔；241、连接管道；242、节流板；26、液位传感器；3、管道结构；4、密封结构；41、密封沟；42、密封层；5、真空泵；6、水气分离器；7、储水罐；8、预制混凝土柱；81、卡块；9、吊环。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种软土地基加固方法，包括以下步骤：

S1、参照图1，在水平地基上开设竖直的圆柱形基孔1；

S2、参照图1和图2，在基孔1内安装柱体2，柱体2与基孔1同轴设置，且其一端与基孔1孔底紧抵设置，柱体2包括外柱22和内柱23，外柱22呈空心圆柱状且上下两端呈开口设置，内柱23呈圆柱形，内柱23与外柱22同轴设置，且内柱23外侧紧贴于外柱22的内侧，内柱23外侧固定有呈竖直的卡块81，外柱22内壁开设有供卡块81穿设的半通槽221，且外柱22上的半通槽221朝地基外侧呈开口设置，外柱22与内柱23两者的上表面皆设置有吊环9，两者通过吊装的方式安装于基孔1内。

内柱23上开设有横截面呈圆形的集水槽231，且集水槽231与内柱23同轴设置，内柱23上的集水槽231于内柱23上表面开口设置，贯穿外柱22和内柱23两者相互紧贴的一侧侧壁形成用于将土壤中的水引流至集水槽231内的引流孔21，引流孔21连通地基土壤和集水槽231，引流孔21共设有八个。

参照图2、图3和图4，各引流孔21的侧壁上皆开设有连接通孔24，引流孔21与连接通孔24两者皆倾斜设置，且两者倾斜的低端皆朝柱体2中心设置，连接通孔24内设置有连接管道241，集水槽231内竖直设置有由多段弯管组装成的螺旋管233，螺旋管233的成型角等于十度，螺旋管233紧贴于集水槽231的侧壁并通过管卡固定连接于侧壁上，各连接管道241皆与螺旋管233固定连接并相通，螺旋管233的各段组合处位于连接管道241附近，在螺旋管233内靠近连接通孔24附近固定设置有呈长条状的节流板242，且节流板242内沿螺旋管233流径方向开设有呈锥台状的通孔，通孔与螺旋管233内腔连通，节流板242位于螺旋管233进水端的一侧设置，且通孔的最大面积端朝向螺旋管233进水端。

内柱23内集水槽231的侧壁通过螺栓固定设置有经过防水处理的抽水泵232，抽水泵232的进、出口端皆通过管道连接，抽水泵232的进口端管道竖直设置，抽水泵232的进口端管道靠近集水槽231的槽底，抽水泵232与螺旋管233之间还设置有电磁阀234，电磁阀234通过螺栓固定连接于内柱23集水槽231的侧壁，电磁阀234的一端固定连接于抽水泵232出口端管道的出水端，另一端固定连接于螺旋管233的进水端。内柱23的侧壁上设置有用于检测集水槽231内积水量的液位传感器26，液位传感器26也经过防水处理。

S3、参照图5，将各螺旋管233上端伸出至地基外侧的管道部分通过真空管相互连接，以形成管道结构3。

S4、在地基上设置密封结构4，密封结构4包括密封沟41和密封层42，沿地基的边界挖出密封沟41，沿地基外侧面固定设置密封层42，密封层42用密封膜进行铺设，密封膜完全包裹地基外侧表面和密封沟41靠近地基的侧面，铺设完毕后对密封沟41进行回填，使地基形成相对真空结构。

S5、在地面上设置有真空泵5，管道结构3的出口端与真空泵5之间设置有水气分离器6，水气分离器6的进口端固定连接于管道结构3的出口端，水气分离器6的气体出口端固定连接于真空泵5的进口端，水气分离器6的液体出口端固定连接有储水罐7，实现对从地基中抽取的水分与空气进行分离。

当集水槽231的水量还未到达液位传感器26的警报值时，真空泵5工作，此时电磁阀234闭合，在真空泵5作用下，促进了密封处理的地基土壤与水分的分离，并将分离出的部分水分与土壤中的空气沿引流孔21到连接通孔24，再沿螺旋管233输至管道结构3，并通过水气分离器6将水分与空气分别输出至储水罐7和真空泵5，其中另一部分水分沿引流孔21进入集水槽231内，整体加速度对地基的固结速度。

当液位传感器26检测到集水槽231积水高度到达要求值后，传递相关检测信号至控制器，控制器响应检测信号，启动抽水泵232，并控制电磁阀234开启进行排水作业，由于连接管道241与螺旋管233构成连通结构，通过设置的节流板242能够改变流经螺旋管233积水流量的截面积，加速了穿过节流板242积水的流速，使得节流板242背离螺旋管233进水端的一侧形成局部低压区，在低压区的作用下产生吸力，使得地基中空气与水分沿引流孔21进入螺旋管233内，也加速了对地基的固结速度，等至集水槽231内积水抽干后，液位传感器26复位，抽水泵232关闭，电磁阀234关闭。

S6、参照图6，将地基土壤中的水抽至土壤的固结度达到施工要求后，将管道结构3、真空泵5、水气分离器6和储水罐7进行拆除，并局部割除密封膜，使柱体2露出，通过吊车将内柱23从基孔1内取出，并在外柱22内侧吊装预制混凝土柱8，预制混凝土柱8的上表面也设置有吊环9，预制混凝土柱8外侧还设置有与半通槽221相嵌合的卡块81并通过卡块81与外柱22固定连接，再对预制混凝土柱8与外柱22之间进行高压注浆填隙，使外柱22与预制混凝土柱8连接为整体成为固定基柱，对地基形成二次加固。

S7、对地基外侧进行填平处理。

本申请实施例一种软土地基加固方法的实施原理为：

在地基需要加固的地方挖出容纳柱体2的基孔1，在地基外侧预制并组装好内柱23及内柱23内部的相关部件，并通过吊车将外柱22和内柱23吊至于基孔1内，将各内柱23中的螺旋管233位于地基外侧部分通过真空管相互连接形成管道结构3，沿需要加固的地基部分的边界挖出首尾封闭的密封沟41，在地基外侧铺设密封膜以形成密封层42，密封膜紧贴地基外侧和所挖出的密封沟41靠近地基一侧的侧壁上，设置完毕后对密封沟41进行回填。

在管道结构3出口端连接水气分离器6，并设置储水罐7和真空泵5，将两者与水气分离器6进行连接， 将地基土壤中的水气抽至土壤的固结度达到施工要求后，拆除地基外侧设备，将内柱23更换为预制混凝土柱8后进行填隙处理，对加固完毕的地基外侧进行填平处理。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种软土地基加固方法，其特征在于：包括如下的施工方法：

S1、在地基上开设若干垂直于地基主承载方向的基孔（1）；

S2、预备柱体（2），在所述基孔（1）内吊装所述柱体（2），所述柱体（2）沿所述基孔（1）轴线方向设置，且其一端与所述基孔（1）孔底紧抵，所述柱体（2）包括外柱（22）和内柱（23），所述外柱（22）横截面为圆环形，所述内柱（23）与所述外柱（22）同轴固定设置，且所述内柱（23）外侧紧抵于所述外柱（22）的内侧，所述内柱（23）上开设有集水槽（231），所述集水槽（231）槽底上方设置有抽水泵（232），所述抽水泵（232）的进、出口端皆通过管道连接，所述抽水泵（232）的进口端管口浸入所述集水槽（231）的积水内，所述抽水泵（232）的出口端管口延伸至地基外侧，所述柱体（2）侧壁还开设有若干用于将土壤中的水引流至所述集水槽（231）内的引流孔（21），所述引流孔（21）连通所述外柱（22）的外侧和所述集水槽（231）；

S3、将各所述抽水泵（232）的出口端管道通过真空管相互连接形成管道结构（3）；

S4、对地基进行密封处理，在地基上设置密封结构（4），所述密封结构（4）包括密封沟（41）和密封层（42），所述密封沟（41）沿地基的边界设置，所述密封层（42）沿地基的外侧面及所述密封沟（41）靠近地基的侧边固定设置，所述密封层（42）设置完毕后对所述密封沟（41）回填处理；

S5、在地面上设置真空泵（5），所述管道结构（3）的出口端与所述真空泵（5）之间设置有水气分离器（6），所述水气分离器（6）的进口端固定连接于所述管道结构（3）的出口端，所述水气分离器（6）的气体出口端固定连接于所述真空泵（5）的进口端，所述水气分离器（6）的液体出口端固定连接有储水罐（7）；

S6、将地基土壤中的水抽至土壤的固结度达到施工要求后，将所述密封层（42）、所述管道结构（3）、所述真空泵（5）、所述水气分离器（6）和所述储水罐（7）进行拆除，将所述内柱（23）从所述基孔（1）内取出，预备预制混凝土柱（8）并在所述外柱（22）内侧吊装所述预制混凝土柱（8），且所述预制混凝土柱（8）与所述外柱（22）固定连接，在所述预制混凝土柱（8）与所述外柱（22）之间进行填隙处理；

S7、对地基外侧进行填平处理；

各所述引流孔（21）的侧壁上皆开设有连接通孔（24），所述连接通孔（24）内设置有连接管道（241），所述连接管道（241）与所述抽水泵（232）的出口端管道固定连接并相通，所述抽水泵（232）的出口端管道内靠近所述连接通孔（24）处设置有用于减小所述抽水泵（232）的出口端管道内流体截面积的节流板（242），所述节流板（242）靠近所述抽水泵（232）侧设置；

所述外柱（22）与所述内柱（23）两者上分别设置有半通槽（221）和卡块（81），所述半通槽（221）在地基外侧呈开口设置，所述半通槽（221）与所述卡块（81）相嵌合，所述预制混凝土柱（8）上也设置有与所述半通槽（221）相嵌合的所述卡块（81）。

2.根据权利要求1所述的一种软土地基加固方法，其特征在于：所述抽水泵（232）的出口端管道为螺旋管（233），所述螺旋管（233）的成型角小于等于十度。

3.根据权利要求2所述的一种软土地基加固方法，其特征在于：所述抽水泵（232）与所述螺旋管（233）之间设置有电磁阀（234），所述电磁阀（234）的一端固定连接于所述抽水泵（232）的出口端，所述电磁阀（234）的另一端固定连接于所述螺旋管（233）的进水端。

4.根据权利要求1所述的一种软土地基加固方法，其特征在于：所述引流孔（21）与所述连接通孔（24）两者皆倾斜设置，且两者倾斜的低端皆朝所述柱体（2）中心设置。

5.根据权利要求1所述的一种软土地基加固方法，其特征在于：所述内柱（23）上设置有用于检测所述集水槽（231）内的积水量的液位传感器（26）。

6.根据权利要求1所述的一种软土地基加固方法，其特征在于：所述外柱（22）和所述内柱（23）上皆设置有吊环（9），所述预制混凝土柱（8）上也设置有所述吊环（9）。

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