一种滨海大面积淤泥地基加固装置及其加固工艺制造方法及图纸

本发明专利技术属于地基加固技术领域，尤其涉及一种滨海大面积淤泥地基加固装置及其加固工艺，其中，包括：第一阶段，浅层真空预压工序，对新进吹填淤泥地基的表层进行加固；以及第二阶段，真空堆载联合预压工序，对加固后的淤泥地基的深层进行加固。采用分阶段的方式对淤泥地基进行加固，有效的提高了对吹填淤泥的排水效率，以及加固强度；在第二阶段时通过将排出的水作为堆载体，以及在真空预压的作用下，共同对吹填淤泥进行预压，大大降低了吹填淤泥的排水固化成本和工程周期。水固化成本和工程周期。水固化成本和工程周期。

【技术实现步骤摘要】
一种滨海大面积淤泥地基加固装置及其加固工艺


[0001]本专利技术属于地基加固
，尤其涉及一种滨海大面积淤泥地基加固装置及其加固工艺。

技术介绍

[0002]当前对新近吹填淤泥这种高含水量、强度几乎为零的土体的处理流程是：在吹填完成后，先晾晒一段时间（通常为一年以上），以使吹填淤泥表层形成一定的强度后，然后铺设荆芭等形成施工垫层，待人与机械可以进场后，开始进行地基处理。地基处理方法主要有属于排水固结技术的堆载预压法，以及改进的真空预压法，如无砂垫层真空预压法（或称直排式真空预压法）、低位真空预压法等。
[0003]公开号为CN101824820B的中国专利技术专利，其公开了一种吹填淤泥造地的施工工艺及其装置，通过一套包括淤泥固化处理系统、输送摊铺系统在内的施工装置，将吹填区某一区域或沉淀池已沉淀堆积的浓稠淤泥泥浆抽取后进行固化改良，并铺摊或浇注于指定区域，铺摊或浇注后的土层经短期沉积固化，地基承载力能满足后续施工的要求。从而可解决吹填造地中淤泥沉积慢、不能快速进行后续施工的问题。
[0004]当前大多数的地基处理方法都追求一步到位，认为这样可以节省投资、工期等，但新近吹填淤泥有其特殊性，其含水量特别大（可达 200% ～ 300%），相应的沉降也特别大，排水通道不但极易被涂抹，而且必然会产生弯曲、扭结等现象，从而影响其排水效果，另外土体的含水量降到一定程度后，再往下降困难加大，故一步到位很难达到处理效果。为此有必要根据新近吹填淤泥各阶段的土性特点，分阶段进行地基处理。

技术实现思路
/>[0005]本专利技术的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种用于滨海地区的大面积淤泥地基的加固装置及其加固工艺，采用分阶段的方式对淤泥地基进行加固，有效的提高了对吹填淤泥的排水效率，以及加固强度；在第二阶段时通过将排出的水作为堆载体，以及在真空预压的作用下，共同对吹填淤泥进行预压，大大降低了吹填淤泥的排水固化成本和工程周期。有鉴于此，本专利技术提供一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，其中，包括：第一阶段，浅层真空预压工序，对新进吹填淤泥地基的表层进行加固；以及第二阶段，真空堆载联合预压工序，对加固后的淤泥地基的深层进行加固。
[0006]在上述技术方案中，进一步的，所述浅层真空预压工序包括以下步骤：步骤1、底层的铺设：在淤泥地面上布设一层编织布层以及一层第一土工布层；步骤2、排水板的铺设：通过插板机在淤泥地面上插入纵横分布的若干排水板，且排水板的上端伸出第一土工布层；步骤3、排水管的铺设：在相邻排水板之间水平布设排水管，形成排水系统；步骤4、上层的铺设：在排水管上铺设一层第二土工布层以及一层密封膜层，并进
行压膜沟处理；步骤5、真空泵的布设：将真空泵与排水管相连通，后开始抽真空排水；步骤6、卸载：在满载预压时间达到预定时间后，对真空泵进行停泵卸载；步骤7、检验：对加固后的淤泥地基进行钻孔取样，对样体的各项物理力学指标进行试验分析，检测加固后的效果。
[0007]在上述任一技术方案中，进一步的，所述真空堆载联合预压工序包括以下步骤：步骤1、排水砂井的布设：在加固后的地基上钻排水砂井，其中排水砂井的有若干个，并横向、纵向等距分布；步骤2、排水装置的布设：在每个排水砂井内布设排水装置，通过排水装置逐渐将排水砂井内及四周的水向外导出；步骤3、真空堆载装置的布设：设置于加固后的地基上，用于对地基提供载荷，通过真空预压并联合堆载来改变地基所承受的压力大小，使地基逐渐被压实；步骤4、排水：启动排水装置及真空堆载装置，进行排水；步骤5、卸载：在排水装置排水的时间达到预定时间后，将真空堆载装置、排水装置依次进行卸载；步骤 6、检验：对加固后的地基再次进行钻孔取样，对样体的各项物理力学指标进行试验分析，检测加固后的效果。
[0008]在上述任一技术方案中，进一步的，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；以及水泵，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地基外，用于将内筒内的水向外导出。
[0009]其中，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。
[0010]在上述任一技术方案中，进一步的，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；其中，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。
[0011]在上述任一技术方案中，进一步的，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。
[0012]在上述任一技术方案中，进一步的，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，以带动所述传动齿条、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。
[0013]在上述任一技术方案中，进一步的，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；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，出口通过管道通向地基外侧，用于将砂石层上残留的淤泥向外导出，其中，所述第一真空抽气泵、充气泵以及排污泵均由所述控制器控制。
[0014]在上述任一技术方案中，进一步的，所述真空堆载装置包括密封筒，具有多个且均匀分布于地基上方，相邻密封筒之间铺设有砾石层，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，其特征在于，包括：第一阶段，浅层真空预压工序，对新进吹填淤泥地基的表层进行加固；以及第二阶段，真空堆载联合预压工序，对加固后的淤泥地基的深层进行加固。2.根据权利要求1所述的一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，其特征在于，所述浅层真空预压工序包括以下步骤：步骤1、底层的铺设：在淤泥地面上布设一层编织布层（1）以及一层第一土工布层（2）；步骤2、排水板的铺设：通过插板机在淤泥地面上插入纵横分布的若干排水板（3），且排水板（3）的上端伸出第一土工布层（2）；步骤3、排水管的铺设：在相邻排水板（3）之间水平布设排水管（4），形成排水系统；步骤4、上层的铺设：在排水管（4）上铺设一层第二土工布层（5）以及一层密封膜层（6），并进行压膜沟处理；步骤5、真空泵的布设：将真空泵（7）与排水管（4）相连通，后开始抽真空排水；步骤6、卸载：在满载预压时间达到预定时间后，对真空泵（7）进行停泵卸载；步骤7、检验：对加固后的淤泥地基进行钻孔取样，对样体的各项物理力学指标进行试验分析，检测加固后的效果。3.根据权利要求1所述的一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，其特征在于，所述真空堆载联合预压工序包括以下步骤：步骤1、排水砂井的布设：在加固后的地基上钻排水砂井，其中排水砂井的有若干个，并横向、纵向等距分布；步骤2、排水装置（100）的布设：在每个排水砂井内布设排水装置（100），通过排水装置（100）逐渐将排水砂井内及四周的水向外导出；步骤3、真空堆载装置（200）的布设：设置于加固后的地基上，用于对地基提供载荷，通过真空预压并联合堆载来改变地基所承受的压力大小，使地基逐渐被压实；步骤4、排水：启动排水装置（100）及真空堆载装置（200），进行排水；步骤5、卸载：在排水装置（100）排水的时间达到预定时间后，将真空堆载装置（200）、排水装置（100）依次进行卸载；步骤 6、检验：对加固后的地基再次进行钻孔取样，对样体的各项物理力学指标进行试验分析，检测加固后的效果。4.根据权利要求3所述的一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，其特征在于，所述排水装置（100）包括：排水管桩（110），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（110）内设置有与其在同一中轴线上的内筒（120），所述内筒（120）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（110）的外壁上还开设有通向其内部的进水孔（113），所述内筒（120）外壁上开设有通向其内部的导流孔；以及水泵（130），其进水端通过管道连向所述内筒（120）的内部下方，出水端通过管道连向地基外，用于将内筒（120）内的水向外导出；其中，所述排水管桩（110）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。
5.根据权利要求4所述的一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，其特征在于，所述排水装置（100）还包括：防堵组件（140），用于防止所述进水孔（113）堵塞；所述防堵组件（140）包括环绕所述内筒（120）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（110）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。6.根据权利要求5所述的一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，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（110）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。7.根据权利要求1所述的一种滨海大面积淤泥地基加固工艺，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（120）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...

【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：