CN115110365B - 基于动力排水固结的软土路基处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及软土地基处理的技术领域的技术领域，通过支撑管外周设置气囊件且气囊件连通有气管，将支撑管埋入软土路基后，通过气管往气囊件内充气驱使气囊件发生膨胀，利用膨胀的气囊件提升支撑管的刚度，同时利用膨胀的气囊件吸收强夯机夯击土体产生的冲击波以及动应力。本申请具有使竖向排水体不易发生弯曲变形的效果。

Description

基于动力排水固结的软土路基处理方法

技术领域

本申请涉及软土路基处理方法的技术领域，尤其是涉及一种基于动力排水固结的软土路基处理方法。

背景技术

软土路基由于其沉隐量大，强度较低，往往会给后续道路工程带来一系列安全隐患，因此在道路工程施工过程前需要对其进行加固处理。

相关技术中通常采用动力排水固结法对软土路基进行加固，动力排水固结法是将强夯法与排水固结法形结合的一种软土路基处理方法，施工时，在地基中提前埋设竖向排水体并在地基表面铺设排水管，将竖向排水体与排水管相连接，再将排水管与真空泵相连，通过真空泵对竖向排水体抽真空，使得软土路基的孔隙水可以通过竖向排水体排入至排水管内，实现软土路基的排水固结，同时，在排水期间通过强夯机对软土路基的土体进行夯击，以加速软土路基内部的孔隙水通过竖向排水体排出软土路基外

针对上述相关技术，目前竖向排水体通常为塑料排水板，强夯机夯实土体时产生的冲击波以及动载荷以及软土路基自身固结沉降过程中产生的较大的变形量均容易使软土路基土体中的塑料排水板发生弯曲变形，严重时甚至会发生弯折，影响软土路基的孔隙水通过竖向排水体排出软土路基，因此存在改进空间。

发明内容

为了使埋设在软土路基中的竖向排水体不易因强夯机夯击以及软土路基固结沉降而发生弯曲变形，本申请提供了一种基于动力排水固结的软土路基处理方法。

本申请提供的一种基于动力排水固结的软土路基处理方法，采用如下的技术方案：

一种基于动力排水固结的软土路基处理方法，包括以下步骤：

步骤一：场地划分平整：划分加固施工区域并清理施工区域表面的杂物；

步骤二：在施工区域规划若干平行设置的排水带，每组所述排水带由若干竖向排水体组成；所述竖向排水体包括支撑管，所述支撑管外周开设有若干渗水孔，所述支撑管外周还设置有若干气囊件，所述气囊件连通有气管；

步骤三：根据支撑管的安装位置在施工区域内进行测量放样并钻设供支撑管插入的插接孔；

步骤四：将支撑管依次吊入对应的插接孔内，并在支撑管周围均匀回填土并进行振捣密实；同时在加固区域施外围施作环形密封墙；

步骤五：在每组排水带的一侧铺设排水管，将支撑管与排水管进行连通；

步骤六：通过气管往气囊件内充气，直至气囊件完全膨胀；

步骤七：将排水管与真空泵相连接，通过真空泵往支撑管内抽真空；

步骤八：通过强夯机对相邻排水带之间的土体进行多次点夯；

步骤九：断开支撑管与排水管之间的连接，往支撑管内注入混凝土浆液。

步骤十：场地平整：采用压路机对施工区域表面不平处进行碾压收平。

通过采用上述技术方案，真空泵对支撑管内抽真空时，支撑管外周土体的孔隙水可以经由渗水孔进入至支撑管内再经由支撑管流入排水管内。通过在支撑管外周设置气囊件，将支撑管插入软土地基后，通过气管驱使气囊件膨胀，一方面气囊件膨胀的过程中可对支撑管外周的土体进行挤压密实；另一方面，膨胀的气囊件也可对强夯机夯击时作用在支撑管上的冲击波以及动载荷进行吸收，同时膨胀后的气囊件还可进一步提升支撑管自身刚度，使得埋设在软土路基内的竖向排水体不易发生变形，便于软土路基中的孔隙水更好地通过竖向排水体排出。通过往支撑管内注入混凝土，后续支撑管内的混凝土浆液可以形成混凝土桩体，便于通过混凝土桩体对软土路基进行进一步加固。

优选的，所述气囊件包括内囊体以及套设在内囊体外周的外囊体，所述气管与内囊体相连通，所述外囊体还连通有注浆管。

通过采用上述技术方案，将支撑管放入至插接孔后，通过气管往内囊体内充气驱使内囊体膨胀，内囊体膨胀的同时带动外囊体一同膨胀，进而可通过外囊体对周围的土体进行挤密，后续可将内囊体气体通过气管放出，并通过注浆管往外囊体内注入混凝土浆液，可在外囊体内形成混凝土构件，有利于进一步实现对软土路基的加固。

优选的，所述支撑管外周对应若干气囊件凹陷有若干容纳槽，所述外囊体靠近对应容纳槽的一侧外壁与对应容纳槽槽壁固定。

通过采用上述技术方案，通过容纳槽的设置，前期将支撑管放入插接管内前，可将外囊体与内囊体折叠收纳在容纳槽内，使得外囊体与内囊体不易突出至支撑管外周，进而使得将支撑管放入插接孔的过程中，外囊体与内囊体不易与插接孔的孔壁发生摩擦而造成磨损；同时，后续往外囊体注满混凝土浆液后形成的混凝土构件可卡接在容纳槽内，有利于减少外囊体内的混凝土构件脱离支撑管的情况，有利于提升混凝土构件与支撑管的连接一体性。

优选的，所述支撑管内同轴架设有连接管，所述连接管底端外周开设有若干通孔，所述连接管顶端穿设于支撑管顶部；所述排水管对应若干连接管连通有若干延伸管，所述延伸管与对应连接管之间均设置有软管，所述延伸管与对应连接管之间通过软管可拆卸连通。

通过采用上述技术方案，前期连接管通过软管与排水管上延伸管相连接，将排水管与真空泵连接后，真空泵可通过连接管对支撑管进行抽真空，使得支撑管外的孔隙水可以经由渗水孔排入至支撑管内再经由连接管、软管以及延伸管排入至排水管内，后续往支撑管内注入混凝土浆液时，只需断开连接管与延伸管之间的连接，便可通过连接管往支撑管内注入混凝土浆液，通过连接管顶端穿设于支撑管顶部，后续通过连接管往支撑管内注浆时，可边注浆边向上抽出连接管，当支撑管内注满浆液后，可将连接管抽出支撑管外，实现连接管的回收，便于连接管的重复使用。

优选的，所述支撑管内腔底端同轴架设有滤筒，所述连接管开设有通孔的一端同轴插接于滤筒内。

通过采用上述技术方案，有利于通过滤筒对渗入支撑管内的孔隙水进行过滤，进而减少砂石等堵塞连接管外周的通孔的情况。

优选的，所述软管两端分别同轴套设于延伸管以及连接管上，所述软管两端均通过连接绳分别捆绑固定在延伸管与连接管上。

通过采用上述技术方案，将软管两端通过连接绳捆绑在连接管与延伸管上便可实现支撑管排水管的连通，将软管靠近连接管一端的连接绳拆除，便可将软管从连接管顶端移除，实现断开排水管与连接管之间的连接，该结构简单方便且实用性强。

优选的，步骤八与步骤九之间还包括以下步骤：打开气管并通过注浆管往外囊体内注入混凝土浆液。

通过采用上述技术方案，随着外囊体内混凝土浆液的注入，内囊体内的气体在混凝土的浆液在混凝土浆液的挤压下不断排出，利用注入外囊体的混凝土浆液以及内囊体内气体相互配合，使得外囊体可以始终处于膨胀状态，进而使得外囊体可以始终支撑外囊体外部的土体，有利于减少内囊体放气导致外囊体收缩后，外囊体外周的土体朝向外囊体膨胀时形成的空腔内垮塌，进而导致软土路基出现塌陷的情况。

优选的，相邻所述支撑管相对一侧均设置槽钢，相邻所述支撑管之间还设置有连接板，所述连接板两端分别插接于相邻支撑管相对一侧的槽钢内。

通过采用上述技术方案，有利于提升相邻支撑管连接一体性，有利于减少强夯机夯击土体过程中产生的冲击波造成支撑管发生大范围位移的情况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过支撑管外周设置有气囊件，且气囊件连通有气管，将支撑管埋入软土地基土体后，通过气管驱使气囊件膨胀，利用气囊件膨胀时挤密支撑管周围土体，还可通过膨胀的气囊件吸收强夯机夯击土体时冲击波，同时，还可通过膨胀的气囊件提升支撑管的整体刚度，使得竖向排水体在强夯机冲击波以及软土路基沉降变形的作用下不易发生弯曲变形。

2.通过气囊件包括内囊体以及套设在内囊体外周的外囊体，气管与内囊体连通，外囊体连通有注浆管，将支撑管插入软土路基后，待软土路基排水固结后，打开气管的同时通过注浆管往外囊体内注入混凝土浆液，利用注入外囊体的混凝土浆液形成混凝土构件，实现对软土路基的进一步加固。

3、通过支撑管外周凹陷有容纳槽，且外囊体靠近容纳槽的一侧与容纳槽槽壁固定，前期可将外囊体与内囊体折叠收纳在容纳槽内，同时，后期往外囊体注满混凝土浆液后形成的混凝土构件可以卡接在容纳槽内，使得混凝土构件不易脱离支撑管。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请用于示意支撑管的内部结构示意图。

图3是图2中A部的放大示意图。。

图4是图2中B部的放大示意图。

图5是图2中C部的放大示意图。

图6是本申请实施例用于示意往外囊体注射混凝土浆液的示意图

附图标记说明：

1、支撑管；10、容纳槽；11、渗水孔；12、滤筒；121、连接杆；13、连接管；131、通孔；2、气囊件；21、内囊体；22、外囊体；23、气管；24、注浆管；3、排水管；31、延伸管；32、软管；4、槽钢；41、连接板。

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基于动力排水固结的软土路基处理方法，参照图1及图2，包括以下步骤：

步骤一：场地划分平整：划分加固施工区域并清理施工区域表面的杂物；如表面种植土，树根以及建筑垃圾等。

步骤二：在施工区域规划若干平行设置的排水带，每组所述排水带由若干竖向排水体组成，竖向排水体包括支撑管1，支撑管1外周还开设有若干渗水孔11，支撑管1外周还设置有若干气囊件2，气囊件2均连通有气管23。

步骤三：根据支撑管1的安装位置在施工区域内进行测量放样并通过钻机钻设供支撑管1插入的插接孔；同时在加固区域施外围施作环形密封墙，在本实施例中，环形密封墙为钻孔咬合灌注桩。

步骤四：将支撑管1通过吊装设备依次放入至对应的插接孔内，放入支撑管1后，在支撑管1周围均匀回填土并进行振捣密实。

步骤五：在每组排水带的一侧铺设排水管3，排水管3采用PVC管道，将排水管3放置在排水带的一侧，并将支撑管1与排水管3进行连通。

步骤六：通过气管23往气囊件2内充气，直至气囊件2完全膨胀，气囊件2完完全膨胀后应封堵气管23。

步骤七：将排水管3与真空泵相连接，通过真空泵对支撑管1内抽真空。

步骤八：通过强夯机对相邻排水带之间的土体进行多次点夯操作。

步骤九：断开支撑管1与排水管3之间的连接，通过注浆泵往支撑管1内注入混凝土浆液。

步骤十：场地平整：采用压路机对施工区域表面不平处进行碾压收平。

参照图1及图2，支撑管1顶端封堵设置。支撑管1底端尖锐设置，便于支撑管1更好地放入至对应的插接孔内，在本实施例中，每组支撑管1上的气囊件2的数量为两组，在其他实施例中，气囊件2也可为三组、四组等。

参照图2及图3，两组气囊件2关于支撑管1的轴线对称设置，气囊件2包括内囊体21以及套设在内囊体21外周的外囊体22，内囊体21顶部外壁与外囊体22顶部内壁固定。气管23位于支撑管1内，气管23的一端与内囊体21连通，气管23远离内囊体21的一端穿设于支撑管1顶端。通过气管23往内囊体21内充气，便可同时驱使内囊体21与外囊体22膨胀，进而实现利用膨胀的气囊件2对支撑管1外周的土体进行挤压密实以及利用膨胀的气囊件2吸收强夯机夯击土体时产生的冲击波等，还可通过膨胀后的气囊件2提升支撑管1的刚度，减少支撑管1在软土路基自身沉降变形时的作用下发生弯曲变形的情况。。

参照图2及图4，支撑管1内还设置有注浆管24，主浆管的一端穿设于支撑管1侧壁并与外囊体22连通，支撑管1与外囊体22的连通处位于外囊体22底部，支撑管1远离外囊体22的一端穿设于支撑管1顶端。通过设置注浆管24，后续通过注浆管24往外囊体22内注满混凝土浆液，后续外囊体22内的混凝土浆液凝固后便可形成混凝土构件，有利于通过混凝土构件实现对软土路基的进一步加固。

参照图2及图3，支撑管1对应若干外囊体22凹陷有若干的容纳槽10，外囊体22靠近对应容纳槽10的一侧与容纳槽10的槽壁固定，通过以上设置，一方面将支撑管1放入至插接孔之前，可将外囊体22与内囊体21折叠收纳至容纳槽10内，使得气囊件2不易突出至容纳槽10外周，有利于减少支撑管1吊入插接孔内时，气囊件2与插接孔孔壁发生摩擦的情况，使得气囊件2不易发生磨损。另一方面，后续通过注浆管24往外囊体22内注入混凝土浆液并形成混凝土构件后，混凝土构件可卡接在容纳槽10内，使得外囊体22内的混凝土构件不易脱离支撑管1，有利于提升混凝土构件与支撑管1的连接一体性。

参照图5及图6，支撑管1内还同轴架设有连接管13，连接管13顶端穿设于支撑管1顶部，连接管13底端外周壁开设有若干通孔131，将排水管3与连接管13相连后，后续排水管3与真空泵连接后，便可通过真空泵对支撑管1以及支撑管1周边土体进行抽真空，便于支撑管1内的孔隙水通过连接管13排入至排水管3内。

参照图2及图6，通过连接管13顶端穿设于支撑管1顶部，通过连接管13往支撑管1内注射混凝土浆液时，可边注浆边向上抬升连接管13，当支撑管1注浆完成后，可将连接管13从支撑管1内移出，便于连接管13的周转使用，便于更好地节约资源。

参照图2及图5，排水管3对应若干连接管13连通有若干的延伸管31，延伸管31竖直向上设置，延伸管31与对应的连接管13之间均可拆卸连通有软管32，在本实施例中，软管32为橡胶管。软管32两端分别同轴套设在延伸管31与连接管13上，且软管32两端均通过连接绳分别绑扎固定在延伸管31以及连接管13上，实现软管32与延伸管31、软管32与连接管13的可拆卸连通，当需要往支撑管1内注浆时，将软管32靠近连接管13一端的连接绳解开，便可将套设在连接管13上的软管32移出连接管13外，进而实现断开连接管13与排水管3的连接。

参照图2及图6，支撑管1内腔的底部还同轴架设有滤筒12，滤筒12外周环绕设置有若干连接杆121且若干连接杆121远离滤筒12的一端固定在支撑管1内壁，实现将滤筒12同轴架设在支撑管1内。连接管13开设有通孔131的一端插入至滤筒12内，有利于通过滤筒12过滤支撑管1内的孔隙水中携带的砂石等杂物，减少砂石等杂物堵塞连接管13外周通孔131的情况。

参照图2及图5，同一排水带的相邻支撑管1相对的一侧均固定连接有槽钢4，槽钢4的长度方向与支撑管1的轴线方向平行，相邻支撑管1相对一侧的槽钢4的开口相向设置，相邻支撑管1之间还设置有连接板41，连接板41沿宽度方向两端分别插接于相邻支撑管1相对一侧的槽钢4内，通过以上设置，有利于提升同一排水带的相邻支撑管1之间的连接一体性，使得前期强夯机夯击土体时，支撑管1更加不易发生位移变形。

步骤八与步骤九之间还包括以下步骤：强夯机夯击完成后，将气管23打开，同时通过注浆管24往外囊体22内注入混凝土浆液，直至外囊体22混凝土填充满外囊体22；混凝土浆液填充外囊体22的同时可挤压内囊体21，使得内囊体21的气体可以通过气管23排出。利用外囊体22内混凝土浆液与内囊体21内的气体相配合，使得外囊体22可以始终处于膨胀状态，有利于减少因内囊体21排气后导致外囊体22收缩，造成外囊体22外周的土体涌入外囊体22膨胀时形成的空腔内，进而造成施工区域表面出现严重塌陷的情况。

本申请实施例的实施原理为：

前期将连接管13与延伸管31进行连通，并将排水管3与真空泵相连通，利用真空泵对支撑管1以及支撑管1周围的土体抽真空，使得软土路基内的孔隙水可以依次通过支撑管1与连接管13排入至排水管3内；同时通过强夯机夯击软土路基的土体，加速软土地基内的孔隙水通过支撑管1排入连接管13，进一步提升软土路基的排水固结。通过设置支撑管1外设置有气囊件2，利用膨胀的气囊件2吸收强夯机夯击土体时产生的冲击波以及动载荷，使得竖向排水体不易发生变形，进而使得软土路基内的孔隙水可以顺利经由竖向的支撑管1向上排出。

后续软土路基排水固结后，打开连通内囊体21的气管23并通过注浆管24往外囊体22内注满混凝土浆液，后续外囊体22内的混凝土浆液形成混凝土构件；接着断开连接管13与排水管3的连接，再通过连接管13往支撑管1内注入混凝土浆液，后续支撑管1内的混凝土浆液形成混凝土桩体，利用支撑管1内的混凝土桩体以及外囊体22内的混凝土构件进一步对软土路基进行加固。

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)

1.一种基于动力排水固结的软土路基处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：场地划分平整：划分加固施工区域并清理施工区域表面的杂物；

步骤二：在施工区域规划若干平行设置的排水带，每组所述排水带由若干竖向排水体组成；所述竖向排水体包括支撑管(1)，所述支撑管(1)外周开设有若干渗水孔(11)，所述支撑管(1)外周还设置有若干气囊件(2)，所述气囊件(2)连通有气管(23)；

步骤三：根据支撑管(1)的安装位置在施工区域内进行测量放样并钻设供支撑管(1)插入的插接孔；同时在加固区域施外围施作环形密封墙；

步骤四：将支撑管(1)依次吊入对应的插接孔内，并在支撑管(1)周围均匀回填土并进行振捣密实；

步骤五：在每组排水带的一侧铺设排水管(3)，将支撑管(1)与排水管(3)进行连通；

步骤六：通过气管(23)往气囊件(2)内充气，直至气囊件(2)完全膨胀；

步骤七：将排水管(3)与真空泵相连接，通过真空泵往支撑管(1)内抽真空；

步骤八：通过强夯机对相邻排水带之间的土体进行多次点夯；

步骤九：断开支撑管(1)与排水管(3)之间的连接，往支撑管(1)内注入混凝土浆液；

步骤十：场地平整：采用压路机对施工区域表面不平处进行碾压收平；

所述气囊件(2)包括内囊体(21)以及套设在内囊体(21)外周的外囊体(22)，所述气管(23)与内囊体(21)相连通，所述外囊体(22)还连通有注浆管(24)；

步骤八与步骤九之间还包括以下步骤：打开气管(23)并通过注浆管(24)往外囊体(22)内注入混凝土浆液。

2.根据权利要求1所述的基于动力排水固结的软土路基处理方法，其特征在于：所述支撑管(1)外周对应若干气囊件(2)凹陷有若干容纳槽(10)，所述外囊体(22)靠近对应容纳槽(10)的一侧外壁与对应容纳槽(10)槽壁固定。

3.根据权利要求1所述的基于动力排水固结的软土路基处理方法，其特征在于：所述支撑管(1)内同轴架设有连接管(13)，所述连接管(13)底端外周开设有若干通孔(131)，所述连接管(13)顶端穿设于支撑管(1)顶部；所述排水管(3)对应若干连接管(13)连通有若干延伸管(31)，所述延伸管(31)与对应连接管(13)之间通过软管(32)可拆卸连通。

4.根据权利要求3所述的基于动力排水固结的软土路基处理方法，其特征在于：所述支撑管(1)内腔底端同轴架设有滤筒(12)，所述连接管(13)开设有通孔(131)的一端同轴插接于滤筒(12)内。

5.根据权利要求3所述的基于动力排水固结的软土路基处理方法，其特征在于：所述软管(32)两端分别同轴套设于延伸管(31)以及连接管(13)上，所述软管(32)两端均通过连接绳分别捆绑固定在延伸管(31)与连接管(13)上。

6.根据权利要求1所述的基于动力排水固结的软土路基处理方法，其特征在于：相邻所述支撑管(1)相对一侧均设置槽钢(4)，相邻所述支撑管(1)之间还设置有连接板(41)，所述连接板(41)两端分别插接于相邻支撑管(1)相对一侧的槽钢(4)内。