岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法技术

本发明专利技术公开了一种岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法，包括在高压水冲的配合下，将数头振冲器的振动头插入被处理的砂性土中至所需的深度，然后逐级提升振动头，每提升0.5～2米，就地用砂土或珊瑚礁碎块填入振冲形成的成孔中，停留振动适当时间后继续提升，重复填砂土或珊瑚礁碎块以及停留振动的步骤直至被处理土体顶部，其中，所述振动头的间距设置为1～8米，所述振动头的电机功率为75～320KW。本发明专利技术的方法由于就地取用珊瑚礁碎块作为填料等因素，不仅施工速度快，而且更加环保，施工成本相比现有方法也可以节省约30％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及砂性土地基处理
，具体涉及一种适用于岛礁等场合的岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法。
技术介绍
对于砂性土地基的处理，现有技术已有很多的方法，常用的例如水坠砂换填、强夯、水泥搅拌桩、灰土挤密桩、适用于处理粘粒含量不大于10％的中砂、粗砂地基等的振冲密实法等。但是，由于砂性土地基的地质具有以下特点：一是上部风积砂非常松散，承载力较低且不均匀，工程性能差；二是砂子粘粒含量较小、砂颗粒间黏聚性差，孔隙比大、渗水性强；三是不饱和砂粒间内摩擦力较大；四是浅层地下水蕴藏丰富等。因而，采用上述常用地基处理方法对砂性土地基进行处理时，均不同程度地存在投入成本较高、施工工艺复杂、施工效率较低、地基加固处理效果较差、不适宜深层地基加固等多种缺陷和不足。因而，砂性土地基的上述地质特性使得目前常用的各类地基处理方法均不能完全适用。CN103215944B号中国专利公开了一种数头振冲器共振地基处理设备及方法，该专利公开的施工设备为数头振动器，包括通过吊索悬挂在设备主体悬臂上的横梁(槽钢)，横梁两端又通过钢索设置2个振动头(振动装置)，振动头上设置有进水口并连接至高压水泵。相应的施工方法的步骤包括在高压水冲的配合下将振动臂插入被处理土体至所需的深度进行振动密实，然后逐级提升，每次提升一定高度后都停顿适当的时间以进行振动密实，如此直至提升出土体。该专利公开的设备及方法对于普通的砂性土地基处理效果较佳，但对于岛礁等场合的砂性土则不适用，主要存在的问题如下：1、岛礁的土体构成比较复杂，其中往往伴有很多的碎石和珊瑚礁碎块，其中的珊瑚礁又因其形成年代的不同而又存在较大的差异，例如松散度、硬度、埋深等。2、数头振冲器共振施工的过程中需要往振动臂震动形成的成孔内填充吹填土，而岛礁上往往缺少这种填充土，这同样会导致施工成本大幅增加。3、岛礁上的环境往往比较潮湿，加上海水中含盐分较多，导致施工设备外表比较湿滑粘稠，不利于设备的散热，实际施工过程中经常遇到施工设备过热的情况，严重的会导致电机被烧坏。因此，需要对现有砂性土地基的处理方法加以改进，以使其适合对岛礁等场合的砂性土地基的密实处理施工。
技术实现思路
本专利技术的首要目的就在于克服现有的砂性土地基处理方法不适用于岛礁等场合的缺点，从而提供一种岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法。本专利技术的岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法，该方法使用的施工设备为数头振动器，包括通过吊索悬挂在设备主体悬臂上的横梁，横梁两端又通过钢索设置两个振动头，振动头上设置有进水口，该进水口通过管路连接至高压水泵，其中，所述快速密实方法包括在高压水冲的配合下，将数头振冲器的振动头插入被处理的砂性土中至所需的深度，然后逐级提升振动头，每提升0.5～2米，就地用砂土或珊瑚礁碎块填入振冲形成的成孔中，停留振动适当时间后继续提升，重复填砂土或珊瑚礁碎块以及停留振动的步骤直至提升到被处理土体顶部，其中，所述振动头的间距设置为1～8米，所述振动头的电机功率为75～320KW。根据本专利技术的实施例，所述数头振动器设置有多个横梁。根据本专利技术，所述数头振动器的横梁两端平衡设置有多个振动头。根据本专利技术的优选实施例，所述振动头的电机的外壳壁的内部自上而下进一步开设有若干个通孔，并引导部分高压水流经该通孔。根据本专利技术，所述振动头的电机内设有温度传感器，以用于对电机的温度进行监测；相应的，所述振动器设有控制器，并设置有调频调压限温装置，以通过调频调压的方式防止电机过热。根据本专利技术，所述振动器设有控制器，用于自动记录施工过程中每一个振动深度所对应的密实电流的大小，以进一步保证施工质量。根据本专利技术，所述被处理吹填物的密实深度为3～50米。根据本专利技术的优选，所述振动头插入被处理砂性土的过程中，高压水泵提供的压力为5～15MPa，且其供水量为100L/min～900L/min。根据本专利技术的优选，所述振动头提升的过程中，高压水泵提供的压力为2.5～15MPa，且其供水量为150L/min～650L/min。进一步的，所述施工过程中停顿的时间为2～40秒。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、充分利用了岛礁上珊瑚礁碎块多的自身特点，就地取材，在确保施工质量的基础上大幅节约了成本。2、开创性的在电机外壳壁的内部开设了通孔，将高压水引入通孔中以对电机进行降温，很好的解决了在岛礁上施工经常遇到的电机过热甚至烧坏的问题。3、施工速度快，且更加环保，施工成本相比现有方法也可以节省约30％。附图说明图1为实施例1的数头振冲器的结构示意图。图2显示了电机外壳壁内部开设通孔的局部放大示意图。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术的岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法作进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限定本专利技术的范围。实施例1本专利技术的岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法，所使用的设备可以参考CN103215944B号中国专利。如图1所示，本实施例的数头振冲器包括通过吊索1悬挂在设备主体8的悬臂9上的横梁2，该横梁2的两端又通过钢索3设置两个振动头4，振动头4上设置有高压水进水口6，该高压水进水口6通过管路连接至高压水泵7，其中，钢索3及其对应的振动头4在横梁2上的位置可调，即可以沿横梁2在长度方向上移动。本实施例中，所述设备主体8可以设置多个横梁2，以配置更多的振动头4，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的；另外，一个横梁2上可以设置更多个振动头4，例如三个或四个，只要在横梁2上平衡设置即可，这对于本领域的技术人员来说也是显而易见的。另外，由于岛礁上的空气湿度较大，且含盐分较多，导致施工设备外表比较湿滑粘稠，不利于设备的散热，实际施工过程中经常遇到施工设备过热的情况，严重的会导致电机被烧坏。为了解决电机易发生过热的情况，如图2所示，本专利技术开创性的在电机外壳壁10的内部自上而下开设有若干个通孔11，并引导部分高压水流经该通孔11，以通过高压水对电机进行降温。进一步的，所述振动器设有控制器，可使用普通单片机，并设置有调频调压限温装置，相应的，所述振动头的电机内设有温度传感器，以用于对电机的温度进行监测，配合调频调压限温装置，以在电机温度过高时通过调频调压的方式，降低电机温度，防止电机因过热而损坏。此外，所述控制器还自动记录施工过程中每一个振动深度所对应的密实电流的大小，以进一步保证施工质量。上述温度传感器及调频调压限温装置本身都是现有技术已有的，非本专利技术的专利技术点所在，因此这里不做详细描述。实施例2某岛礁珊瑚吹填碎块砂土地基，厚度为3～18米，碎石和珊瑚礁碎块含量3～42wt％，渗透系数10-3cm/s。设计要求：18米砂性土地基的承载力达到120KPa。施工前，按照常规的方法，在需施工的砂性土地基上进行砂层密实深度测量，所述砂层密实深度为18米。使用实施例1所述的数头振冲器进行施工，电机功率320KW，振冲器横梁的两端通过钢索设置有两个振动头，调整两个振动头之间的间距为5米，每个振动装置分别与高压水泵连接，在所施工的砂性土地基上选定若干个需施工位置，所述需施工位置与振动头的分布位置相适配，每个需施工位置的施工方法均相同，对于任一个需施工位置而言，其施工过程如下：第一步，将数头振动器的振动头对准需施工的位置；第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法，该方法使用的施工设备为数头振动器，包括通过吊索悬挂在设备主体悬臂上的横梁，横梁两端又通过钢索设置两个振动头，振动头上设置有进水口，该进水口通过管路连接至高压水泵，其特征在于，所述快速密实方法包括在高压水冲的配合下，将数头振冲器的振动头插入被处理的砂性土中至所需的深度，然后逐级提升振动头，每提升0.5～2米，就地用砂土或珊瑚礁碎块填入振冲形成的成孔中，停留振动适当时间后继续提升，重复填砂土或珊瑚礁碎块以及停留振动的步骤直至提升到被处理土体顶部，其中，所述振动头的间距设置为1～8米，所述振动头的电机功率为75～320KW。

【技术特征摘要】
1.一种岛礁珊瑚吹填碎块砂土的快速共振密实方法，该方法使用的施工设备为数头振动器，包括通过吊索悬挂在设备主体悬臂上的横梁，横梁两端又通过钢索设置两个振动头，振动头上设置有进水口，该进水口通过管路连接至高压水泵，其特征在于，所述快速密实方法包括在高压水冲的配合下，将数头振冲器的振动头插入被处理的砂性土中至所需的深度，然后逐级提升振动头，每提升0.5～2米，就地用砂土或珊瑚礁碎块填入振冲形成的成孔中，停留振动适当时间后继续提升，重复填砂土或珊瑚礁碎块以及停留振动的步骤直至提升到被处理土体顶部，其中，所述振动头的间距设置为1～8米，所述振动头的电机功率为75～320KW。2.如权利要求1所述的快速共振密实方法，其特征在于，所述数头振动器设置有多个横梁。3.如权利要求1或2所述的快速共振密实方法，其特征在于，所述数头振动器的横梁两端平衡设置有多个振动头。4.如权利要求1所述的快速共振密实方法，其特征在于，所述振动头的电机的外壳壁的内部自上而下进一步开设有若干个通孔，并引导部分高压水流经...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建平，徐士龙，徐望，
申请(专利权)人：上海港湾基础建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31