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一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法技术

技术编号:30370981 阅读:36 留言:0更新日期:2021-10-16 17:50
本发明专利技术属于地基施工技术领域,尤其涉及一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法。该加固结构包括排水装置,具有若干个且分别设置于沙井内,用于将沙井内及周围的水向外导出;堆载装置,设置于软基上,用于对软基提供载荷,并通过改变软基所承受的压力大小,使软基逐渐压实。软土基地在排水过程中,其内的水分会逐渐向外排出,土壤间隙会逐渐被压缩,当一次性的施加足够的载荷,虽然是能实现软基加固,但会使得土壤间隙压实不充分,进而导致软基的加固质量相对较弱;为此本发明专利技术采用了具有能够改变软基所承受的压力大小的堆载装置来提供载荷,通过逐渐增大对软基的外力,从而使其被逐渐压实。实。实。

【技术实现步骤摘要】
一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法


[0001]本专利技术属于地基施工
,尤其涉及一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]软土地基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。软土地基的性质因地而异,因层而异,不可预见性大。且软土地基的承载力很低或者在经过扰动后承载力变得非常低,无法满足施工要求。所以需要对软土地基进行加固,从而形成能够对建筑进行承载的基础。
[0003]随着沿海地区的开发发展,在沿海一带围海造地工程相应增多,目前在沿海地区的软基地处理方法中,较为常见的是排水固结法,如公开号CN107326891B的中国专利技术专利,在软土层施打砂井或者塑料排水板,随后在软土表面铺设砂垫层,在砂垫层上方施加荷载,最后再进行软土地基的排水固结工作,然而该方法施工时间长,排水效率低,无法满足实际需要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述存在的技术问题,提供一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法,能够提高对软土基地的加固效率,以满足施工需求。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的:一种滨海大面积软基加固结构,软基上有横向纵向等距分布的若干个沙井,其特征在于:所述加固系统包括排水装置,具有若干个且分别设置于所述沙井内,用于将沙井内及周围的水向外导出;堆载装置,设置于软基上,用于对软基提供载荷,并通过改变软基所承受的压力大小,使软基逐渐压实。
[0006]本专利技术进一步设置为:所述排水装置包括排水管桩,所述排水管桩为中空结构,其下端具有呈锥状的插入端,上端具有将其顶部盖合的顶盖;所述排水管桩内设置有与其在同一中轴线上的内筒,所述内筒上端延伸至所述顶盖,下端延伸至所述插入端,所述排水管桩的外壁上开设有通向其内部的进水孔,所述内筒外壁上开设有通向其内部的导流孔;水泵,其进水端通过管道连向所述内筒的内部下方,出水端通过管道连向软基外,用于将内筒内的水向外导出。
[0007]本专利技术进一步设置为:所述排水管桩上的进水孔具有四组且沿周向方向均匀分布,每组进水孔有多个且沿竖直方向等距分布;所述排水装置还包括防止所述进水孔堵塞的防堵组件,所述防堵组件包括环绕所述内筒设置的四块推板,四块所述推板聚合后截面呈圆环状,每块所述推板的外壁上均具有与每组进水孔数量一致的导通部,所述推板上的导通部与所述排水管桩上的进水孔一一对应;以及动力部件,用于驱动四块所述推板同时向排水管桩内壁靠近或远离,通过将导通部从进水孔内导入、导出,以将进水孔的内外端口连通;所述插入端的上端面铺设有一层细沙层,所述细沙层的上端面铺设有一层砂石层,所
述推板的底部高于所述砂石层,所述导流孔位于所述细沙层内。
[0008]本专利技术进一步设置为:所述进水孔呈圆台状,其端口由外向内逐渐增大,所述导通部呈圆台状,其外壁与所述进水孔内壁相适配,在四块所述推板聚合时,所述进水孔的内端口与所述导通部具有一定间距;在四块所述推板向外移动一段距离后,所述推板上的导通部嵌入排水管桩上的进水孔内,且导通部的外壁抵紧于进水孔的内壁。
[0009]本专利技术进一步设置为:所述动力部件包括控制器、电机、第一齿轮、第二齿轮、传动齿条以及传动轴;所述控制器用于控制电机的运行状态,所述内筒的内腔中部有水平设置的支撑板,所述电机设置于所述支撑板的上端面上,所述电机的输出端穿过所述支撑板后与所述第一齿轮相连,所述第二齿轮定向转动的设置于所述支撑板的下端面上,且与所述第一齿轮相齿合,所述第二齿轮有四个,且周向均匀分布,所述传动齿条有四个且分别与所述第二齿轮相齿合,所述传动轴有四根且一端分别与各所述传动齿条固定连接,另一端穿过所述内筒后分别与各所述推板相连;启动电机,通过所述电机的正反转动,以带动所述传动齿轮、传动轴向外或向内移动,并驱动各推板同时向外或向内移动。
[0010]本专利技术进一步设置为:所述内筒、支撑板以及插入端所围合成的腔体形成排水腔,所述排水管桩内壁与所述内筒外壁之间围合成的腔体形成蓄水腔;所述排水装置还包括第一真空抽气泵以及充气泵,所述第一真空抽气泵和充气泵均由所述控制器控制,所述第一真空抽气泵的进口通过管道连向所述蓄水腔的上方,用于将蓄水腔内的空气向外排出;所述充气泵的进口通过管道连向所述蓄水腔的上方,用于向蓄水腔内充气。
[0011]本专利技术进一步设置为:所述排水装置还包括排污泵,所述排污泵的进口通过管道通向所述砂石层与推板之间,出口通过管道通向软基外侧,用于将砂石层上残留的淤泥向外导出。
[0012]本专利技术进一步设置为:所述堆载装置包括密封筒,具有多个且均匀分布于软基上方,相邻密封筒之间铺设有砾石层,所述密封筒的底部开口,所述密封筒底部设置有位于软基上的压板,所述压板上设置有压力柱,所述密封筒内有沿竖直方向滑动密封设置的动力板,所述动力板位于所述压力柱上方,所述动力板将所述密封筒的内腔分隔为上方的第一腔体以及下方的第二腔体,所述密封筒上开设有连通第一腔体的进气孔,所述密封筒上开设有连通第二腔体的排气口和进气口,所述排气口和进气口上均设置有通断阀;第二真空抽气泵,与所述控制器电连接,其进口与所述排气口相连,用于将第二腔体内的气体向外排出,使第二腔体形成负压,以驱动动力板下移,对压力柱以及压板施加向下的压力;所述水泵的出水端穿过所述密封筒后通向所述第一腔体。
[0013]本专利技术还提供一种用于上述的滨海大面积软基加固结构的施工方法,其特征在于:在排水装置以及堆载装置安装完毕后,排水方法具体步骤如下,1)、控制器控制第二真空抽气泵运行,由第二真空抽气泵将密封筒的第一腔体内的气体向外排出,使其内部形成负压,通过压板对软基提供载荷,在该载荷达到预设初始值后,将第二真空抽气泵关闭;2)、软基在载荷的作用下被挤压,其内部地基的水分通过排水管桩上的进水孔流向蓄水腔,蓄水腔内的水经过砂石层、细沙层的过滤后,通过导流孔流向排水腔;
3)、在排水腔内的水的高度达到一定值后,控制器启动水泵运行,水泵将排水腔内的水排出,并向密封筒的第一腔体输送,在排水腔内的水的高度达到最低值后,水泵关闭;其中,向第一腔体输送排出的水分,用于向压板提供额外的载荷,并使该额外的载荷逐渐增大;4)、在排水腔内的水被排出多次,且水泵前后开启时间跨幅度的延长后,控制器控制第一真空抽气泵开启,使蓄水腔形成负压,提高软基内的水流向蓄水腔的速度;5)、在蓄水腔内的水的高度达到一定值后, 控制器控制电机运行,电机带动第一齿轮转动后,在第二齿轮同步转动后,会驱动传动齿条以及传动轴运动,并带动推板向排水管桩内壁靠近,在导通部逐渐嵌入并将进水孔堵住后,电机进行反向转动,使导通部脱离进水孔,在控制器不断控制电机正转反转,使导通部嵌入、脱离进水孔多次后,关闭电机,且最后一次电机在关闭时,导通部处于嵌入进水孔的状态;6)、控制器控制充气泵开启,充气泵向蓄水腔内充气,使其内形成高压,提高蓄水腔内的水流向排水腔的速度,在达到一定压强后,充气泵关闭;7)、返回步骤3)。
[0014]本专利技术进一步设置为:在步骤5)中还包括,本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滨海大面积软基加固结构,软基上有横向纵向等距分布的若干个沙井,其特征在于,所述加固系统包括:排水装置(1),具有若干个且分别设置于所述沙井内,用于将沙井内及周围的水向外导出;堆载装置(2),设置于软基上,用于对软基提供载荷,并通过改变软基所承受的压力大小,使软基逐渐压实。2.根据权利要求1所述的一种滨海大面积软基加固结构,其特征在于,所述排水装置(1)包括:排水管桩(11),其为中空结构,下端具有呈锥状的插入端(111),上端具有将其顶部盖合的顶盖(112);所述排水管桩(11)内设置有与其在同一中轴线上的内筒(12),所述内筒(12)上端延伸至所述顶盖(112),下端延伸至所述插入端(111),所述排水管桩(11)的外壁上还开设有通向其内部的进水孔(113),所述内筒(12)外壁上开设有通向其内部的导流孔;以及水泵(13),其进水端通过管道连向所述内筒(12)的内部下方,出水端通过管道连向软基外,用于将内筒(12)内的水向外导出。3.根据权利要求2所述的一种滨海大面积软基加固结构,其特征在于,所述排水管桩(11)上的进水孔(113)具有四组,且沿周向方向均匀分布,每组进水孔(113)有多个,且沿竖直方向等距分布;所述排水装置(1)还包括:防堵组件(14),用于防止所述进水孔(113)堵塞;所述防堵组件(14)包括环绕所述内筒(12)设置的四块推板(141),四块所述推板(141)聚合后截面呈圆环状,每块所述推板(141)的外壁上均具有与每组进水孔(113)数量一致的导通部(1411),所述推板(141)上的导通部(1411)与所述排水管桩(11)上的进水孔(113)一一对应;以及动力部件,用于驱动四块所述推板(141)同时向排水管桩(11)内壁靠近或远离,通过将导通部(1411)从进水孔(113)内导入、导出,以将进水孔(113)的内外端口连通;其中,所述插入端(111)的上端面铺设有一层细沙层(114),所述细沙层(114)的上端面铺设有一层砂石层(115),所述推板(141)的底部高于所述砂石层(115),所述导流孔位于所述细沙层(114)内。4.根据权利要求3所述的一种滨海大面积软基加固结构,其特征在于,所述进水孔(113)呈圆台状,其端口由外向内逐渐增大,所述导通部(1411)呈圆台状,其外壁与所述进水孔(113)内壁相适配,在四块所述推板(141)聚合时,所述进水孔(113)的内端口与所述导通部(1411)具有一定间距;在四块所述推板(141)向外移动一段距离后,所述推板(141)上的导通部(1411)嵌入排水管桩(11)上的进水孔(113)内,且导通部(1411)的外壁抵紧于进水孔(113)的内壁。5.根据权利要求3所述的一种滨海大面积软基加固结构,其特征在于,所述动力部件包括控制器(142)、电机(143)、第一齿轮(144)、第二齿轮(145)、传动齿条(146)以及传动轴(147);所述控制器(142)用于控制电机(143)的运行状态,所述内筒(12)的内腔中部有水平设置的支撑板(148),所述电机(143)设置于所述支撑板(148)的上端面上,所述电机(143)的输出端穿过所述支撑板(148)后与所述第一齿轮(144)相连,所述第二齿轮(145)定向转动
的设置于所述支撑板(148)的下端面上,且与所述第一齿轮(144)相齿合,所述第二齿轮(145)有四个,且周向均匀分布,所述传动齿条(146)有四个且分别与所述第二齿轮(145)相齿合,所述传动轴(147)有四根且一端分别与各所述传动齿条(146)固定连接,另一端穿过所述内筒(12)后分别与各所述推板(141)相连;启动电机(143),通过所述电机(143)的正反转动,以带动所述传动齿轮、传动轴(147)向外或向内移动,并驱动各推板(141)同时向外或向内移动。6.根据权利要求5所述的一种滨海大面积软基加固结构,其特征在于,所述内筒(12)、支撑板(148)以及插入端(111)所围合成的腔体形成排水腔(121),所述排水管桩(11)内壁与所述内筒(12)外壁之间围合成的腔体形成蓄水腔(116);所述排水装置(1)还包括:第一真空抽气泵(15),所述第一真空抽气泵(15)的进口通过管道连向所述蓄水腔(116)的上方,用于将蓄水腔(116)内的空气向外排出;以及充气泵(16),所述充气泵(16)的进口通过管道连向所...

【专利技术属性】
技术研发人员:闻敏杰吴君涛
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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