r>[0020]一種振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固方法，應用上述的振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固系統(tǒng)，具有以下步驟:
1)根據(jù)待處理軟土地基的土質(zhì)土性，通過計算確定真空管4的間距、真空度、真空抽水時間，以及振動器2的振動頻率、振動力、振動次數(shù)參數(shù)；
2)采用起吊裝置I把振動板3吊起，將若干真空管4，噴氣管5分別與振動板3上的真空管接口 6，噴氣管接口 7通過螺栓8連接；
3)至擬加固地基地點，保持振動板3與地面平行，使真空管4，噴氣管5豎直無傾斜，然后緩慢下壓振動板3，直至真空管4和噴氣管5完全壓入擬加固軟土地基中；真空管4上端連接抽真空系統(tǒng)，噴氣管5上端連接高壓氣泵；
4)開啟振動器2，對土體施加水平振動力荷載，振動能量通過振動板3和噴氣管5向周圍擴散，加速土體液化現(xiàn)象的發(fā)生；
5)在振動板3底面和周圍出現(xiàn)冒水現(xiàn)象時，表示土體已經(jīng)液化，此時開啟高壓氣泵，通過噴氣管5向土體內(nèi)灌入高溫高壓氣體，并同時啟動抽真空系統(tǒng)，通過真空管4進行抽真空，使土體中的水快速排出；
6)待出水量減少至預定要求時，關(guān)閉振動器2、高壓氣泵和抽真空系統(tǒng)，緩慢拔出真空管4和噴氣管5，再把設(shè)備吊移至下一個擬加固地基地點。
[0021]本發(fā)明的原理如下:
引起共振，液化土體:通過對地基土施加水平向振動荷載，調(diào)節(jié)振動器2的自振頻率使其接近場地土體的自振頻率而產(chǎn)生共振，使顆粒之間摩擦力減小，顆粒達到最大振幅，土體內(nèi)超孔隙水壓力升高且不能及時消散，升高到一定程度后導致土體液化，顆粒之間的粘結(jié)力降低。
[0022]產(chǎn)生裂隙，形成排水通道:通過向噴氣管5內(nèi)灌入高溫高壓氣體，進一步增大超孔隙水壓力，并使土體內(nèi)產(chǎn)生裂隙，裂隙為超孔隙水壓力的消散提供了排水通道，加快了超孔隙水壓力的消散速率，并加快土體的固結(jié)，提高土體的有效應力。
[0023]抽真空快速排水:振動氣壓作用使噴氣管5側(cè)壁形成高孔隙水壓力區(qū)，即高水頭勢位，其與真空排水產(chǎn)生的負壓即低水頭勢位形成較高的水力梯度，在該水力梯度作用下地下水沿著排水通道快速流動，增加了真空排水水量，快速降低軟土含水量加速固結(jié)。
[0024]表層振密:振動器2下方裝有振動板3，在孔隙水排出的同時，在振密和自重作用下將表層土進一步密實。
【主權(quán)項】
1.一種振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固系統(tǒng)，其特征在于，包括振動器(2)、振動板(3)、真空管(4)、噴氣管(5);所述振動器(2)固定在振動板(3)上，組成振動系統(tǒng)；所述振動板(3)上設(shè)有真空管接口(6)和噴氣管接口( 7)，所述真空管(4)、噴氣管(5)分別通過螺栓(8)連接真空管接口(6)和噴氣管接口(7)，置于振動板(3)底部，所述真空管(4)上端連接真空泵，組成抽真空系統(tǒng)，所述噴氣管(5)上端連接高壓氣泵，組成壓氣系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固系統(tǒng)，其特征在于，所述振動器(2)能夠產(chǎn)生頻率為10~30Hz的與土體自振頻率相近的中低頻率，根據(jù)不同地基的土質(zhì)土性調(diào)節(jié)振動器(2)產(chǎn)生不同振動頻率、不同振動力和不同振動次數(shù)的振動，使其更適合待處理軟土地基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固方法，其特征在于，所述抽真空系統(tǒng)、振動系統(tǒng)和壓氣系統(tǒng)根據(jù)需要選擇其中任意兩種進行組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固系統(tǒng)，其特征在于，所述抽真空系統(tǒng)與振動系統(tǒng)和壓氣系統(tǒng)相分離，直接作用于待處理軟土地基上。
5.一種振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固方法，應用如權(quán)利要求1所述的振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固系統(tǒng)，其特征在于，具有以下步驟: 1)根據(jù)待處理軟土地基的土質(zhì)土性，通過計算確定真空管(4)的間距、真空度、真空抽水時間，以及振動器(2)的振動頻率、振動力、振動次數(shù)參數(shù)； 2)采用起吊裝置(I)把振動板(3)吊起，將若干真空管(4)，噴氣管(5)分別與振動板(3)上的真空管接口(6)，噴氣管接口( 7)通過螺栓(8)連接； 3)至擬加固地基地點，保持振動板(3)與地面平行，使真空管(4)，噴氣管(5)豎直無傾斜，然后緩慢下壓振動板(3)，直至真空管(4)和噴氣管(5)完全壓入擬加固軟土地基中；真空管(4)上端連接抽真空系統(tǒng)，噴氣管(5)上端連接高壓氣泵； 4)開啟振動器(2)，對土體施加水平振動力荷載，振動能量通過振動板(3)和噴氣管(5)向周圍擴散，加速土體液化現(xiàn)象的發(fā)生； 5)在振動板(3)底面和周圍出現(xiàn)冒水現(xiàn)象時，表示土體已經(jīng)液化，此時開啟高壓氣泵，通過噴氣管(5)向土體內(nèi)灌入高溫高壓氣體，并同時啟動抽真空系統(tǒng)，通過真空管(4)進行抽真空，使土體中的水快速排出； 6)待出水量減少至預定要求時，關(guān)閉振動器(2)、高壓氣泵和抽真空系統(tǒng)，緩慢拔出真空管(4)和噴氣管(5)，再把設(shè)備吊移至下一個擬加固地基地點。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種振動-壓氣-真空聯(lián)合地基加固系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)包括振動器、振動板、真空管、噴氣管；所述振動器固定在振動板上，組成振動系統(tǒng)；所述振動板上設(shè)有真空管接口和噴氣管接口，所述真空管、噴氣管分別通過螺栓連接真空管接口和噴氣管接口，置于振動板底部，所述真空管上端連接真空泵，組成抽真空系統(tǒng)，所述噴氣管上端連接高壓氣泵，組成壓氣系統(tǒng)。方法步驟為：引起共振，液化土體，產(chǎn)生裂隙，形成排水通道，抽真空快速排水以及表層振密。本發(fā)明方法工期短，通過振動、氣壓和真空結(jié)合，快速液化、快速抽排水，快速固結(jié)，處理完場地馬上就可以使用；土體表層強度很快得到提高，對于作業(yè)空間狹小的復雜場地也完全可以施工。
【IPC分類】E02D3-10, E02D3-046
【公開號】CN104790372
【申請?zhí)枴緾N201510206737
【發(fā)明人】武亞軍, 牛坤, 強小兵, 陸逸天
【申請人】上海大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月28日