專利名稱：橫向加壓加固軟土地基專用充氣帶壓入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及地基施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于橫向加壓加固軟 土地基的專用充氣帶壓入裝置。
背景技術(shù)：
在我國廣泛存在著海相、湖相及河相沉積的軟弱粘土層，這種土的特點是 含水量大、壓縮性高、強度低、透水性差，在建筑物荷載作用下會產(chǎn)生相當(dāng)大 的沉降。對于該種地基，在進(jìn)行施工時需要對地基進(jìn)行加固。
目前對軟土地基迸行加固常用的排水固結(jié)方法，其主要是利用土體自重、 在地基上堆載、在地基土層中產(chǎn)生真空負(fù)壓等荷載作用，以及通過在地基中埋 設(shè)的豎向排水裝置，使地基土中的孔隙水通過水平徑向排至排水裝置，再通過 排水裝置將水排至地表，與此同時地基逐步實現(xiàn)固結(jié)。
現(xiàn)有方法的主要問題是，由地表豎向加壓作用而產(chǎn)生的土中應(yīng)力對土的水 平向固結(jié)效應(yīng)較小，導(dǎo)致水平的徑向排水固結(jié)時間較長，需要較長的時間才能 達(dá)到工程要求，影響工期，也影響工程造價。
這些負(fù)面影響對軟土地基尤甚。尤其是對具有大孔隙比、高含水量、低滲 透性、低強度的飽和軟土等不良土體，國內(nèi)外有關(guān)教課書和施工規(guī)范中一般都 規(guī)定在采用排水固結(jié)法時要采取一定的專門措施，并要達(dá)到較長的加載固結(jié)時 間。這也是針對現(xiàn)有的排水固結(jié)法是基于豎向加壓產(chǎn)生土中應(yīng)力與固結(jié)提出 的。這種工藝難以在短時間內(nèi)加固飽和軟土。
在現(xiàn)有的排水固結(jié)法的施工工藝下，若要在短時間內(nèi)加固地基，必須加大 地面荷載，而地面荷載的增加并不會根本改變地基中的水平徑向滲透固結(jié)速 度，反而會使得地基土在重荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力使飽和軟土的原始結(jié)構(gòu)遭到 嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致其滲透性明顯降低而使孔隙水壓力難以消散而居高不下，導(dǎo)致 地基加固的失敗，嚴(yán)重時，導(dǎo)致地基失穩(wěn)。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中又提出了一種新的方法，即在軟土中埋入高氣壓膨脹管 產(chǎn)生側(cè)向膨脹，在軟土中以水平方式擠壓土體，使土體主動排水。但該方法要 求預(yù)壓持續(xù)時間超過12小時以使土體中的空隙水壓力上升，土體側(cè)向擠壓，
并伴隨空隙水壓力消散，促使地表充分回落沉降，然后再可對土體進(jìn)行下一輪 的加壓。由此，使用該方法會使得施工周期較長。此外，由于僅采用自然排水， 因此土體的承載力并未得到顯著改善。
3因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員長期以來一直致力于開發(fā)一種預(yù)壓持續(xù)時間短、 排水固結(jié)效果好的軟基加固施工工藝。

實用新型內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種 橫向加壓加固軟土地基專用充氣帶壓入裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種專用于本實用新型的施工工藝的 充氣帶壓入裝置，包括埋入件及按壓件；所述埋入件包括一設(shè)置有導(dǎo)桿的導(dǎo)向 頭，所述按壓件為一空心桿件；所述導(dǎo)向頭與所述導(dǎo)桿的連接部形成一承壓面 用于承接來自所述按壓件的施壓；所述承壓面上還設(shè)置有多個用于鉤掛所述充 氣帶的帶鉤；所述帶鉤為半環(huán)形并具有一單向閥。
具體地，所述按壓件的正投影完全落在所述埋入件的正投影中。如此可以 使埋入件前導(dǎo)形成的地基空腔不至于被后進(jìn)的按壓件破壞。
本實用新型的充氣帶壓入裝置由于采用了上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過空心的按壓 件對埋入件施加壓力，同時埋入件通過帶鉤將充氣帶帶入土體，實現(xiàn)了本實用 新型的施工工藝中，使壓入裝置能以基本垂直的狀態(tài)插入地基土體。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一 步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。


圖1是本實用新型的充氣帶壓入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型的充氣帶壓入裝置中帶鉤的局部結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2中帶鉤關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖4是本實用新型的充氣帶壓入裝置中帶鉤與充氣帶的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實用新型的施工工藝一實施例中充氣帶的陣列狀態(tài)示意圖； 圖6是本實用新型的施工工藝另一實施例中充氣帶的陣列狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的充氣帶壓入裝置主要包括一埋入件及一按壓件。 如圖1所示，埋入件l主要包括一體的兩部分， 一部分為一圓錐形的導(dǎo)向
頭11，另一部分為位于導(dǎo)向頭11尾部的導(dǎo)桿12。在外型上，導(dǎo)桿12的正投
影完全落在導(dǎo)向頭11的正投影范圍內(nèi)，以保證導(dǎo)桿12與導(dǎo)向頭11下壓形成
的地基孔的孔壁基本無摩擦。
導(dǎo)桿12與導(dǎo)向頭11的連接面形成一承壓面13，承壓面13用于承接來自
按壓件2的施壓。按壓件2為一空心桿件，用于傳遞來自地基上的外加壓力。如圖2、圖3所示，承壓面13上還設(shè)置有多個用于鉤掛充氣帶3的帶鉤 14;帶鉤14為半環(huán)形并具有一單向閥15。單向閥15通過限位鉸鏈來實現(xiàn)單向 開啟。
如圖4所示，當(dāng)按壓件2施壓埋入件1時，帶鉤14上固定連接的充氣帶3 就會隨著埋入件1一同以基本垂直的方向進(jìn)入地基土體下。
按壓件2的正投影完全落在埋入件1的正投影中，如此可以使埋入件1前 導(dǎo)形成的地基空腔不至于被后進(jìn)的按壓件2所破壞。
當(dāng)壓入裝置在上提過程中時，按壓件2上提，此時，埋入件1與充氣帶3 以原姿態(tài)保留在地基土體下。
通過反復(fù)多次操作，可以將多個充氣帶以陣列的方式基本垂直地插設(shè)到地 基土體中。由于地基土體情況基本相似，壓入裝置的受力狀況也基本相似，因 此多個充氣帶可以以基本相同的角度和姿態(tài)保留在地基土體下。多個充氣帶的 間距基本相同，形成一陣列。
以下詳細(xì)描述本實用新型在施工中的餓應(yīng)用。
第一實施例
(1) 對待處理的軟土地基進(jìn)行平整，在地表鋪設(shè)墊層，該墊層為50cra厚 的砂礫層。
(2) 根據(jù)土質(zhì)條件及地基加固要求，采用多個直徑10 15cm的氣帶。該 氣帶的一端封閉， 一端開口。利用本實用新型的充氣帶壓入裝置， 將氣帶封閉的一端埋入土體至設(shè)計深度。這些氣帶在土體中排列成 矩陣。
(3) 通過該開口對這些氣帶進(jìn)行充氣加壓，使它們充分膨脹至氣帶的圓 柱形尺寸，從而對土體進(jìn)行擠壓。由此，可在軟土中形成圓柱形的 孑L。加壓速率可根據(jù)土體的性質(zhì)決定。
(4) 對氣帶進(jìn)行放氣，使氣帶恢復(fù)原狀后拔起氣帶，在軟土中形成的孔 中填入粗砂，從而在軟土中形成砂井。該砂井用作軟土中的排水通 道。從砂井中排出的水體通過砂礫墊層排出場地。隨著土體中水體 的不斷排出，土體得到逐漸固結(jié)，達(dá)到軟土加固目的。
根據(jù)上述橫向加壓加固軟土地基施工工藝，由于在對土體進(jìn)行擠壓之后， 在由擠壓形成的孔中填入粗砂作為填料以在該土體中形成排水通道，以使該土 體中的水體快速排除土體，縮短了施工周期，減少了工程造價。此外，該砂井 在成為排水通道的同時，亦形成了具有一定置換率的復(fù)合地基。
下面描述根據(jù)本實用新型具體使用的第二實施例。
第二實施例與第一實施例基本相同，其不同之處在于氣帶的排列方式。如 圖5所示，被壓入土體的氣帶l呈梅花形，即相鄰兩行(或兩列)中的氣帶交錯布置。采用此種方式來布置氣帶，可使得土體受力均勻。 下面描述本實用新型具體使用的第三實施例。
第三實施例與第二實施例基本相同，其不同之處在于氣帶的充氣加壓方
式。如圖6所示，先對第1、第3、第5、第7、第9及第11行的氣帶1進(jìn)行 充氣。與第一實施例類似，對這些已進(jìn)行充氣的氣帶進(jìn)行放氣起拔后，在該土
體中形成的孔中填入粗砂以形成砂井。
接著，對第2、第4、第6、第8、第IO及第12行的氣帶進(jìn)行充氣加壓以
在土體中形成孔。隨后，在這些孔中填入粗砂形成砂井。
在本實施例中，首先對氣帶中的一部分進(jìn)行充氣、放氣、起拔以及在所形 成的孔中灌入粗砂。在土體中的一部分的孔內(nèi)灌有粗砂的情況下，對剩余的一 部分氣帶進(jìn)行充氣、放氣、起拔以及在所形成的孔中灌入粗砂。由此，土體受 力均勻，砂井形態(tài)不會被破壞，可保持排水通道的暢通。
綜上所述，本說明書中所述的只是本實用新型的幾種較佳具體實施例。凡 本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分 析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實用新型的權(quán)利要求 保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種橫向加壓加固軟土地基專用充氣帶壓入裝置，其特征在于，包括埋入件及按壓件；所述埋入件包括一設(shè)置有導(dǎo)桿的導(dǎo)向頭，所述按壓件為一空心桿件；所述導(dǎo)向頭與所述導(dǎo)桿的連接部形成一承壓面用于承接來自所述按壓件的施壓；所述承壓面上還設(shè)置有多個用于鉤掛所述充氣帶的帶鉤；所述帶鉤為半環(huán)形并具有一單向閥。
2、 如權(quán)利要求1所述的專用充氣帶壓入裝置，其特征在于，所述按壓 件的正投影完全落在所述埋入件的正投影中。
專利摘要本實用新型提供了一種橫向加壓加固軟土地基專用充氣帶壓入裝置，包括埋入件及按壓件；所述埋入件包括一設(shè)置有導(dǎo)桿的導(dǎo)向頭，所述按壓件為一空心桿件；所述導(dǎo)向頭與所述導(dǎo)桿的連接部形成一承壓面用于承接來自所述按壓件的施壓；所述承壓面上還設(shè)置有多個用于鉤掛所述充氣帶的帶鉤；所述帶鉤為半環(huán)形并具有一單向閥。本實用新型的充氣帶壓入裝置使壓入裝置能以基本垂直的狀態(tài)插入地基土體，大大縮短了現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)壓工序的持續(xù)時間，提高了軟土地基處理效果。
文檔編號E02D3/10GK201381508SQ20092007029
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者項培林 申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計研究院