CN220768014U - 一种软土场地加固装置 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
一种软土场地加固装置，包括：相互连接配合的真空泵、真空管道、密封膜、滤管、封堵物、密封沟、排水板，若干排水板彼此间隔、整齐排列成若干行设于软土场地中，前后两行之间相邻的四个排水板的打入点之间形成正方形区域；在正方形区域中心位置设有供注入液态固化剂的孔洞；软土场地的周边设有密封沟，所述密封膜埋入所述密封沟中，通过真空管道连接真空泵以对密封膜内软土场地的土体抽真空。本实用新型利用真空预压土体中水的渗流作用让土体与固化剂混合，加快土体的固结时间，另外土体与固化剂反应形成强度较高的土体，提高软土加固效果。在达到足够加固效果、处理深度的前提下，应用本实用新型有助于提高效率、降低工程造价。
Description
技术领域
本实用新型属于岩土工程、地基处理领域，涉及对软土场地进行固结和固化处理的方法及装置。
背景技术
软土具有含水率高、孔隙比大、压缩性强、抗剪强度低、透水性差等特点，作为地基使用时一般需进行地基处理。传统的地基处理方法有排水固结法，复合地基、原位固化等方法，各种方法均有各自的缺点，简要说明如下：
1、排水固结法
预压法是利用排水固结原理，是通过外加压力的方法加快软土场地的排水，包括真空预压法和堆载预压法两类方法。真空预压加固时受真空荷载限制加固效果有限，当需要提高加固效果时可以联合堆载预压，但需要土石方等资源，也存在由于堆载产生的地基稳定问题。
2、复合地基
复合地基有水泥土搅拌桩、CFG桩以及砂石桩等，其加固效果好，但其造价高。
3、原位固化
原位固化是将固化剂与地基的土体利用强力搅拌设备搅拌形成固化土，该方法造价高，处理深度有限。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题和缺陷，本实用新型的目的在于提供一种软土场地加固装置，能够对软土场地进行固结和固化处理，加快固结速度，提高加固效果。
本实用新型实现上述目的采用的技术方案是：
一种软土场地加固装置，包括：相互连接配合的真空泵、真空管道、密封膜、滤管、封堵物、密封沟、排水板，若干排水板彼此间隔、整齐排列成若干行设于软土场地中，前后两行之间相邻的四个排水板的打入点之间形成正方形区域；
在相邻排水板围成的正方形区域中心位置设有供注入液态固化剂的孔洞；
所述孔洞的外端口设有封堵物封堵孔洞；
各排水板与滤管连接；在软土场地上设有密封膜；软土场地的周边设有密封沟，所述密封膜埋入所述密封沟中，所述密封沟内回填有填充物；通过真空管道连接真空泵以对密封膜内软土场地的土体抽真空。
可选地，所述排水板深度为10m～12m。
可选地，相邻两块排水板的间距为0.8m～1.0m。
可选地，所述孔洞直径为0.1～0.2m。
可选地，所述孔洞深度为5m～8m。
可选地，所述密封膜为2～3层。
工程中软土多为饱和状态，主要由固体土颗粒和孔隙水组成二相体系，软土的固结过程即为淤泥在力的作用下土体中孔隙水排除、孔隙比减小、土体压缩密实的过程，实现固结的两个主要因素是力和排水路径。
一种软土场地加固的方法，在所需加固的软土场地的土体中打设排水板后，在临近排水板中心处埋设固化剂，将排水板连接滤管，铺设真空膜通过排水板对所述软土场地进行抽真空，将土体中的水在真空压力下排向排水板，并经过滤管排到场地之外；使得土体中埋设的固化剂向四周的排水板渗流并与所述软土场地的土体充分混合，所述软土场地得以加固。
可选地，包括以下步骤：
(1)在软土场地打设排水板；
(2)在相邻排水板围成的区域中心位置的土体中打入钢管；
(3)拔出钢管，在土体中形成孔洞，在所述孔洞中注入固化剂；
(4)封堵所述注入了固化剂的孔洞；
(5)将所述排水板与滤管连接；
(6)在软土场地表面铺设真空膜；
(7)处理边界开挖密封沟，将所述真空膜埋入所述密封沟，回填所述密封沟；
(8)对真空膜内土体抽真空。
可选地，步骤(1)中所述排水板为正方形布置。
可选地，所述排水板打设深度10m～12m，间距0.8m～1.0m。
可选地，步骤(3)中所述的孔洞直径为0.1～0.2m，深5m～8m。
可选地，步骤(3)、(4)中所述的固化剂为离子型液态固化剂。
可选地，所述离子型液态固化剂的浓度为(1:200)～(1:100)。
可选地，步骤(4)中用于封堵所述孔洞的是黏土。
可选地，步骤(7)中用于回填密封沟的是黏土。
可选地，步骤(8)中，膜下稳定真空压力不应小于85kPa；进一步地，通过真空泵和真空管对真空膜内土体抽真空。
可选地，步骤(8)中抽真空时间为2～3个月。在此过程中，只需保证膜下真空压力，达到卸载要求即可卸载。
可选地，所述排水板采用塑料排水板。
由于采用上述技术方案，本实用新型获得的有益效果包括：
本实用新型是在土体中打设排水板后，在临近排水板中心处埋设液态固化剂，然后排水板连接滤管，铺设真空膜等通过排水板对地基进行抽真空，土体中的水在真空压力下排向排水板，并经过滤管排到场地之外，土体中埋设的液态固化剂向四周的排水板渗流，固化剂与地基的土体充分混合，固化剂降低土壤颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒间的吸附力，使土体中的结合水变为自由水，在真空预压压力下排出土体，达到加快土体固结的作用，另外固化剂与土体发生化学反应，形成结晶盐，达到软土固化的作用。该实用新型利用真空预压土体中水的渗流作用让土体与固化剂混合，加快土体的固结时间，另外土体与固化剂反应形成强度较高的土体，提高软土加固效果。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的结构剖面图。
图2为图1所示实施例的俯视图。
图中：
1、真空泵；2、真空管道；3、密封膜；4、滤管；5、封堵物；6、黏土密封沟；7、液态固化剂；8、排水板；9、孔洞。
具体实施方式
本实用新型是在土体中打设排水板后，在临近排水板中心处埋设液态固化剂，然后排水板连接滤管，铺设真空膜等通过排水板对地基进行抽真空，土体中的水在真空压力下排向排水板，并经过滤管排到场地之外，土体中埋设的液态固化剂向四周的排水板渗流，固化剂与地基的土体充分混合。
本装置可用于对天然地基软土或吹填形成的软土场地进行加固。
以下结合实施例对本实用新型进一步加以说明。
实施例1
如图1、图2所示，一种软土场地加固装置，包括：相互连接配合的真空泵1、真空管道2、密封膜3、滤管4、封堵物5、黏土密封沟6、液态固化剂7、排水板8，若干排水板8彼此间隔、整齐排列成若干行打入软土场地中，前后两行之间相邻的四个排水板8的打入点之间形成正方形区域；排水板8设置深度为10m，相邻两块排水板8的间距为1.0m。
在相邻排水板8围成的正方形区域中心位置设有供注入液态固化剂7的孔洞9，孔洞9的直径为0.2m，深度8m。
孔洞9的外端口设有封堵物5封堵孔洞9，本实施例中所述封堵物为黏土。
各排水板8与滤管4连接；在软土场地上设有两层密封膜3；软土场地的周边设有密封沟6，密封膜3埋入密封沟6中，并用填充物回填密封沟6，所述填充物为黏土；软土场地通过真空管道2连接真空泵1以便对密封膜3内的土体抽真空。
工程场地自上而下的土层分布为素填土(厚度约2m)、淤泥质粘土(厚度约8m)、粉质粘土等。其中天然地基主要软土层为淤泥质粘土，含水量为45％，天然孔隙比1.33，塑性指数18.7，该土层为流塑状态，土质均匀，高压缩性，工程性质极差。采用本方法对该软土层进行加固。
实施步骤如下：
1)打设若干塑料排水板8，排水板8打设深度10m，正方形布置，间距1.0m；
2)在相邻排水板8围成的区域中心位置利用钢管打设孔洞9，孔洞9直径0.2m，深8m；
3)拔出钢管，同时注入浓度为1:200的液态固化剂7；
4)用封堵物5封堵孔洞9；
5)将排水板8与滤管4连接；
6)在软土场地上铺设2层密封膜3；
7)处理边界开挖黏土密封沟6，将密封膜3埋入密封沟6，并用黏土回填密封沟6；
8)通过真空泵1和真空管道2对密封膜3内土体抽真空，抽真空时间约为60天。抽真空时间与土体性能指标、排水板布置、处理目标等有关，可根据相关规范进行计算，实际工程中以计算抽真空时间为基准，具体需要达到卸载标准后才可卸载。
实施例2
一种软土场地加固装置，包括：相互连接配合的真空泵1、真空管道2、密封膜3、滤管4、封堵物5、黏土密封沟6、液态固化剂7、排水板8，若干排水板8彼此间隔、整齐排列成若干行打入软土场地中，前后两行之间相邻的四个排水板8的打入点之间形成正方形区域；排水板8设置深度为12m，相邻两块排水板8的间距为0.8m。
在相邻排水板8围成的正方形区域中心位置设有供注入液态固化剂7的孔洞9，孔洞9的直径为0.2m，深度5m。
孔洞9的外端口设有封堵物5封堵孔洞9，本实施例中所述封堵物为黏土。
各排水板8与滤管4连接；在软土场地上设有两层密封膜3；软土场地的周边设有密封沟6，密封膜3埋入密封沟6中，并用填充物回填密封沟6，所述填充物为黏土；软土场地通过真空管道2连接真空泵1以便对密封膜3内的土体抽真空。
工程场地主要由浅海淤泥吹填而成，吹填淤泥表层经晾晒后已有一定强度，但硬壳层下含水量仍然很高。吹填土层厚约5m，平均含水率70％，孔隙比1.9，塑性指数25。吹填土层下的天然地基上部有厚度约7m的淤泥质粘土，含水量53％。采用本方法对吹填土和天然地基软土进行加固，其中液态固化剂主要用于加固吹填土。
实施时步骤如下：
1)在场地上先铺设工作垫层，再打设塑料排水板8，排水板8打设深度12m，正方形布置，间距0.8m；
2)在相邻排水板8围成的区域中心位置利用钢管打设孔洞9，孔洞9直径0.2m，深5m；
3)拔出钢管，同时注入浓度为1:100的液态固化剂7；
4)用封堵物5封堵孔洞9；
5)将排水板8与滤管4连接；
6)在软土场地上铺设3层密封膜3；根据相关规范要求，密封膜宜采用2～3层。在上部无堆载的情况下3层密封膜可满足密封要求。
7)处理边界开挖黏土密封沟6，将密封膜3埋入密封沟6，并用黏土回填密封沟6；
8)通过真空泵1和真空管道2对密封膜3内土体抽真空，抽真空时间为约90天。
综上所述，本实用新型一种软土场地预埋固化剂利用真空渗流加固的方法及装置，通过在软土场地打设塑料排水板，排水板露出场地表面，在场地表面四根临近排水板的中心位置打设钢管并拔出，拔出的同时灌入液态固化剂，利用黏土将孔口封堵住，再将排水板与滤管连接，铺设密封膜，边界处将密封膜埋入密封沟内，需处理的场地形成封闭后，利用真空泵抽真空进行地基加固。在真空压力下，土体中水发生渗流，固化剂与土体混合，在固化剂的作用下土体中水加快排出，土体发生固化反应，使得地基强度得到提高，压缩性降低。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种软土场地加固装置，其特征在于，包括：相互连接配合的真空泵、真空管道、密封膜、滤管、封堵物、密封沟、排水板，若干排水板彼此间隔、整齐排列成若干行设于软土场地中，前后两行之间相邻的四个排水板的打入点之间形成正方形区域；
在相邻排水板围成的正方形区域中心位置设有供注入液态固化剂的孔洞；
所述孔洞的外端口设有封堵物封堵孔洞；
各排水板与滤管连接；在软土场地上设有密封膜；软土场地的周边设有密封沟，所述密封膜埋入所述密封沟中，所述密封沟内回填有填充物；通过真空管道连接真空泵以对密封膜内软土场地的土体抽真空。
2.根据权利要求1所述的软土场地加固装置，其特征在于：所述排水板深度为10m～12m。
3.根据权利要求1所述的软土场地加固装置，其特征在于：相邻两块排水板的间距为0.8m～1.0m。
4.根据权利要求1所述的软土场地加固装置，其特征在于：所述孔洞直径为0.1～0.2m。
5.根据权利要求1所述的软土场地加固装置，其特征在于：所述孔洞深度为5m～8m。
6.根据权利要求1所述的软土场地加固装置，其特征在于：所述密封膜为2～3层。
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