一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)方法及裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種軟土加固技術(shù)，尤其涉及一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)方法及裝 置。
[0002]
【背景技術(shù)】： 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在東南沿海地區(qū)修建大型建筑工程，成為一種普遍的工程行為。 由于東南沿海地區(qū)多為軟土地區(qū)，軟土由于孔隙比大，含水量高，強(qiáng)度和穩(wěn)定性差，難以滿 足工程要求，對(duì)軟土地區(qū)進(jìn)行加固是在軟土地區(qū)進(jìn)行建筑施工的必要條件。常用的軟土加 固方法有堆載預(yù)壓法，真空預(yù)壓法和真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法。若軟土體的含水量極高（大于 100%)，則以上三種加固方法很難實(shí)施。
[0003] 在采用真空預(yù)壓法加固時(shí)，存在如下兩個(gè)缺陷：1、傳統(tǒng)的塑料排水板在土壓力作 用下容易發(fā)生變形，從而阻斷排水通道，降低了排水效果;2、若在土體內(nèi)部整個(gè)深度范圍內(nèi) 進(jìn)行真空處理，由于抽水?dāng)嗝孑^長(zhǎng)，很難達(dá)到預(yù)期目的，同時(shí)會(huì)造成能源的浪費(fèi)。因此在進(jìn) 行真空預(yù)壓時(shí)，采用剛性的排水通道并進(jìn)行分層抽水處理是必要的。
[0004] 在固結(jié)過(guò)程中由于軟土顆粒較細(xì)，軟土的滲透系數(shù)比較小，使得軟土排水固結(jié)時(shí) 間較長(zhǎng)，對(duì)施工進(jìn)度將造成很大的影響。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠有效地利用微波加熱土體，分層抽水， 加快軟土固結(jié)排水的技術(shù)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié) 裝置，其特征在于:包括磁控管、豎向排水鋼管、水平向PVC管、抽水裝置、真空栗。
[0007] 進(jìn)一步的設(shè)置在于： 所述磁控管布置于待加固的軟土地基中，產(chǎn)生微波從而加熱土體。
[0008] 所述豎向排水鋼管置于軟土地基中，豎向排水鋼管的頭部為實(shí)心粧頭，豎向排水 鋼管的內(nèi)部為中空，在豎向排水鋼管表面設(shè)置有若干孔洞以便于排水。
[0009] 所述抽水裝置包括滑動(dòng)活塞、抽水管、排水管和止回閥；滑動(dòng)活塞可在豎向排水鋼 管內(nèi)部滑動(dòng)，在滑動(dòng)活塞上布置若干止回閥，滑動(dòng)活塞連接抽水管;在抽水管上設(shè)置有若干 抽水孔洞，抽水管連接排水管;所述排水管穿過(guò)豎向排水鋼管的尾部連接水平向PVC管。
[0010] 所述水平向PVC管一端與排水管相連，水平向PVC管的另一端與真空栗連接，在水 平向PVC管上布置若干管道閥門。
[0011] 本發(fā)明第二方面目的是提供一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)方法，其特征在于， 包括以下步驟： 第一步，在待加固土體中開(kāi)一土槽，布置磁控管，并連接電源； 第二步，在待加固土體四周打入豎向排水鋼管，豎向排水鋼管的頭部為實(shí)心的粧頭，粧 頭入土深度需大于待加固土體深度，豎向排水鋼管的表面設(shè)置有孔洞，便于排水； 第三步，在豎向排水鋼管里邊放入抽水裝置，抽水裝置包括滑動(dòng)活塞、止回閥、抽水管 和排水管，滑動(dòng)活塞內(nèi)部布置不少于一個(gè)止回閥，止回閥能阻止活塞上部的水流入下部，而 在活塞滑動(dòng)時(shí)允許水從活塞下部進(jìn)入上部，滑動(dòng)活塞連接抽水管，抽水管上部連接排水管； 第四步，采用水平向PVC管連接排水管和真空栗； 第五步，打開(kāi)磁控管的電源產(chǎn)生微波，使加固土體的溫度升高； 第六步，調(diào)整滑動(dòng)活塞的位置，遵循從上向下的順序分層進(jìn)行抽水； 第七步，打開(kāi)水平向PVC排水管的管道閥門，開(kāi)啟真空栗，抽取待加固土體內(nèi)部的空氣， 使得土體內(nèi)部和外部形成氣壓差，外部大氣壓對(duì)土體表面產(chǎn)生均布面荷載，促使土體產(chǎn)生 固結(jié)排水，土體中的水分從豎向排水鋼管的孔洞進(jìn)入鋼管中，在抽水管的作用下，水分經(jīng)排 水管和水平向PVC管將水排出土體； 第八步，當(dāng)前土層達(dá)到加固效果時(shí)，將滑動(dòng)活塞往下移動(dòng)，再進(jìn)行抽水操作； 第九步，當(dāng)達(dá)到軟土地基加固效果時(shí)，首先關(guān)閉磁控管電源，待土體溫度穩(wěn)定時(shí)，關(guān)閉 水平向PVC管的管道閥門，關(guān)閉真空栗的電源;待土體固結(jié)沉降穩(wěn)定時(shí)，取出磁控管，解除水 平PVC管與抽水管和真空栗的連接，取出豎向排水鋼管內(nèi)的抽水裝置，根據(jù)工程需要選擇性 的拔出豎向排水鋼管。
[0012] 本發(fā)明的工作原理及有益效果如下： 經(jīng)研究表明，軟土體的固結(jié)速度與土體的溫度具有一定的關(guān)系，溫度升高軟土的固結(jié) 排水速度增快。因此，發(fā)展一種可以提高軟土溫度和進(jìn)行分層抽水的排水固結(jié)法是非常必 要的。
[0013] (1)本發(fā)明通過(guò)采用微波加熱土體，施工簡(jiǎn)單加熱效率高；由于水屬于極性分子， 很容易吸收微波而產(chǎn)生大量的熱，從而提高軟土體溫度，采用微波加熱土體可達(dá)到加快土 體固結(jié)速度的目的。
[0014] (2)采用豎向排水鋼管，一方面鋼管不易變形能夠保持排水通道的暢通;另一方面 鋼管表面能對(duì)微波進(jìn)行反射，增加微波作用效率。
[0015] (3)在排水鋼管內(nèi)部采用滑動(dòng)活塞和抽水管，能夠分層對(duì)土體進(jìn)行抽水，實(shí)現(xiàn)真空 預(yù)壓，提高真空預(yù)壓效率;并且活塞從上往下運(yùn)動(dòng)，能保證土體也從上往下分層充分受壓固 結(jié)而達(dá)到預(yù)期加固效果。
[0016] (4)在滑動(dòng)活塞上布置的止回閥允許活塞下部的水能流入活塞上部并阻止活塞上 部的水流入下部，從而保證分層抽水加固的效果。
[0017] (5)待達(dá)到加固效果時(shí)，首先關(guān)閉磁控管，土體在溫度降低過(guò)程中，真空栗繼續(xù)運(yùn) 行，此時(shí)土體的孔隙水壓力繼續(xù)增大，有利于固結(jié)排水。
[0018] 本發(fā)明能夠快速對(duì)軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)，達(dá)到降低工程費(fèi)用和節(jié)約工期的效 果，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。
[0019] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的 附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0020]
【附圖說(shuō)明】： 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明抽水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中標(biāo)號(hào)：10-軟土地基，101-磁控管，102-豎向排水鋼管，1021-實(shí)心粧頭，103-水 平向PVC管，104-抽水裝置，1041-滑動(dòng)活塞，1042-抽水管，10421-抽水孔洞，1043-排水管， 1044-止回閥，105-管道閥門，106-真空栗。
[0022]
【具體實(shí)施方式】： 如圖1-圖3所述，本發(fā)明的一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)裝置，應(yīng)用于軟土地基加 固，包括磁控管101、豎向排水鋼管102、水平向PVC管103、抽水裝置104、真空栗106。
[0023]所述磁控管101布置于待加固的軟土地基10中，并與電源相連，產(chǎn)生微波從而加熱 土體。
[0024]所述豎向排水鋼管102置于軟土地基中，豎向排水鋼管102的頭部為實(shí)心粧頭 1021，豎向排水鋼管102的內(nèi)部為中空，在豎向排水鋼管102表面設(shè)置有若干孔洞1022以便 于排水。
[0025] 所述抽水裝置104包括滑動(dòng)活塞1041、抽水管1042、排水管1043和止回閥1044;滑 動(dòng)活塞1041可在豎向排水鋼管102內(nèi)部滑動(dòng)，在滑動(dòng)活塞1041上布置若干止回閥1044,滑動(dòng) 活塞1041連接抽水管1042;在抽水管1042上設(shè)置有若干抽水孔洞10421，抽水管1042連接排 水管1043;所述排水管1043穿過(guò)豎向排水鋼管102的尾部連接水平向PVC管103。
[0026] 所述水平向PVC管103-端與排水管1043相連，水平PVC管103的另一端與真空栗 106連接，在水平向PVC管103上布置若干管道閥門105。
[0027]本發(fā)明的一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)方法，包括以下步驟： 第一步，在待加固的土體(即軟土地基10)中開(kāi)一土槽，布置磁控管101，并連接電源； 第二步，在待加固土體的四周打入豎向排水鋼管102，豎向排水鋼管102的頭部為實(shí)心 粧頭1021，粧頭1021入土深度需大于待加固土體深度;豎向排水鋼管102的的表面具有孔洞 1022,便于排水； 第三步，在豎向排水鋼管102內(nèi)放入抽水裝置104,抽水裝置104包括滑動(dòng)活塞1041、抽 水管1042、排水管1043和止回閥1044,滑動(dòng)活塞1041內(nèi)部布置不少于一個(gè)止回閥1044,止回 閥1044阻止活塞上部的水流入下部，而在活塞滑動(dòng)時(shí)允許水從活塞下部進(jìn)入上部，滑動(dòng)活 塞1041連接抽水管1042,在抽水管1042上設(shè)置有若干抽水孔洞10421，抽水管1042上部連接 排水管1043; 第四步，采用水平向PVC管103連接抽水管1043和真空栗106; 第五步，打開(kāi)磁控管101的電源產(chǎn)生微波，使加固土體的溫度升高； 第六步，調(diào)整滑動(dòng)活塞1041的位置，遵循從上向下的順序分層進(jìn)行抽水； 第七步，打開(kāi)水平向PVC排水管103的管道閥門105,開(kāi)啟真空栗106,抽取待加固土體內(nèi) 部的空氣，使得土體內(nèi)部和外部形成氣壓差，外部大氣壓對(duì)土體表面產(chǎn)生均布面荷載，促使 土體產(chǎn)生固結(jié)排水，土體中的水分從豎向排水鋼管102的孔洞1022進(jìn)入鋼管中，在抽水管 1043的作用下，水分經(jīng)排水管1043和水平向PVC管103排出土體； 第八步，當(dāng)前土層達(dá)到加固效果時(shí)，將滑動(dòng)活塞1041往下移動(dòng)，再進(jìn)行抽水操作。
[0028]第九步，達(dá)到軟土地基加固效果時(shí)，首先關(guān)閉磁控管101電源，待土體溫度穩(wěn)定時(shí)， 關(guān)閉水平PVC管103的閥門105,關(guān)閉真空栗106的電源。待達(dá)到預(yù)期加固效果時(shí)，取出磁控管 101，解除水平PVC管103與抽水管102和真空栗106的連接，取出排水鋼管102內(nèi)的抽水裝置， 根據(jù)工程需要選擇性的拔出豎向排水鋼管102。
[0029]本發(fā)明能夠快速對(duì)軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)，達(dá)到降低工程費(fèi)用和節(jié)約工期的效 果，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。
[0030]以浙江某地的軟土加固工程為例，其每100平方米的固結(jié)時(shí)間、工程費(fèi)用、工期對(duì) 比如下：

' 顯然，所描述的實(shí)4例僅僅是本發(fā)明的一 i分實(shí)施例，而不是全部1的實(shí)施例?；诒景l(fā)1 明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)裝置，其特征在于:包括磁控管、豎向排水鋼管、水 平向PVC管、抽水裝置、真空栗。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)裝置，其特征在于:所述磁控 管布置于待加固的軟土地基中，產(chǎn)生微波從而加熱土體。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)裝置，其特征在于:所述豎向 排水鋼管置于軟土地基中，豎向排水鋼管的頭部為實(shí)心粧頭，豎向排水鋼管的內(nèi)部為中空， 在豎向排水鋼管表面設(shè)置有若干孔洞以便于排水。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)裝置，其特征在于:所述抽水 裝置包括滑動(dòng)活塞、抽水管、排水管和止回閥；滑動(dòng)活塞可在豎向排水鋼管內(nèi)部滑動(dòng)，在滑 動(dòng)活塞上布置若干止回閥，滑動(dòng)活塞連接抽水管;在抽水管上設(shè)置有若干抽水孔洞，抽水管 連接排水管;所述排水管穿過(guò)豎向排水鋼管的尾部連接水平向PVC管。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)裝置，其特征在于:所述水平 向PVC管一端與排水管相連，水平向PVC管的另一端與真空栗連接，在水平向PVC管上布置若 干管道閥門。6. -種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟： 第一步，在待加固土體中開(kāi)一土槽，布置磁控管，并連接電源； 第二步，在待加固土體四周打入豎向排水鋼管，豎向排水鋼管的頭部為實(shí)心的粧頭，粧 頭入土深度需大于待加固土體深度，豎向排水鋼管的表面設(shè)置有孔洞，便于排水； 第三步，在豎向排水鋼管里邊放入抽水裝置，抽水裝置包括滑動(dòng)活塞、止回閥、抽水管 和排水管，滑動(dòng)活塞內(nèi)部布置不少于一個(gè)止回閥，止回閥能阻止活塞上部的水流入下部，而 在活塞滑動(dòng)時(shí)允許水從活塞下部進(jìn)入上部，滑動(dòng)活塞連接抽水管，抽水管上部連接排水管； 第四步，采用水平向PVC管連接排水管和真空栗； 第五步，打開(kāi)磁控管的電源產(chǎn)生微波，使加固土體的溫度升高； 第六步，調(diào)整滑動(dòng)活塞的位置，遵循從上向下的順序分層進(jìn)行抽水； 第七步，打開(kāi)水平向PVC排水管的管道閥門，開(kāi)啟真空栗，抽取待加固土體內(nèi)部的空氣， 使得土體內(nèi)部和外部形成氣壓差，外部大氣壓對(duì)土體表面產(chǎn)生均布面荷載，促使土體產(chǎn)生 固結(jié)排水，土體中的水分從豎向排水鋼管的孔洞進(jìn)入鋼管中，在抽水管的作用下，水分經(jīng)排 水管和水平向PVC管將水排出土體； 第八步，當(dāng)前土層達(dá)到加固效果時(shí)，將滑動(dòng)活塞往下移動(dòng)，再進(jìn)行抽水操作； 第九步，當(dāng)達(dá)到軟土地基加固效果時(shí)，首先關(guān)閉磁控管電源，待土體溫度穩(wěn)定時(shí)，關(guān)閉 水平向PVC管的管道閥門，關(guān)閉真空栗的電源;待土體固結(jié)沉降穩(wěn)定時(shí)，取出磁控管，解除水 平PVC管與抽水管和真空栗的連接，取出豎向排水鋼管內(nèi)的抽水裝置，根據(jù)工程需要選擇性 的拔出豎向排水鋼管。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種豎向分層抽水軟土快速固結(jié)方法及裝置，其特征在于，包括磁控管、豎向排水鋼管、抽水裝置、水平向PVC管、真空泵，所述磁控管布置于軟土地基中，可產(chǎn)生微波從而加熱土體，豎向排水鋼管置于軟土地基中，在鋼管表面具有一定數(shù)量的孔洞以便于排水，抽水裝置包括滑動(dòng)活塞、止回閥、抽水管和排水管，所述排水管穿過(guò)豎向排水鋼管的尾部連接水平向PVC管，真空泵連接水平PVC管的另一端。本發(fā)明綜合利用微波加熱技術(shù)和真空預(yù)壓技術(shù)，能夠從上而下分層抽水快速地對(duì)軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)，從而達(dá)到加固土體的目的，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】E02D3/10, E02D3/11
【公開(kāi)號(hào)】CN105714761
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610138210
【發(fā)明人】姜屏, 李娜, 王偉, 曾昊, 張芳
【申請(qǐng)人】紹興文理學(xué)院