[发明专利]横向加压加固软土地基施工工艺及专用充气带压入装置

说明书

技术领域

本发明涉及地基施工技术领域，尤其涉及一种加压加固软土地基的施工工艺，以及一种专用于该施工工艺的充气带压入装置。

技术背景

在我国广泛存在着海相、湖相及河相沉积的软弱粘土层，这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差，在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降。对于该种地基，在进行施工时需要对地基进行加固。

目前对软土地基进行加固常用的排水固结方法，其主要是利用土体自重、在地基上堆载、在地基土层中产生真空负压等荷载作用，以及通过在地基中埋设的竖向排水装置，使地基土中的孔隙水通过水平径向排至排水装置，再通过排水装置将水排至地表，与此同时地基逐步实现固结。

现有方法的主要问题是，由地表竖向加压作用而产生的土中应力对土的水平向固结效应较小，导致水平的径向排水固结时间较长，需要较长的时间才能达到工程要求，影响工期，也影响工程造价。

这些负面影响对软土地基尤甚。尤其是对具有大孔隙比、高含水量、低渗透性、低强度的饱和软土等不良土体，国内外有关教课书和施工规范中一般都规定在采用排水固结法时要采取一定的专门措施，并要达到较长的加载固结时间。这也是针对现有的排水固结法是基于竖向加压产生土中应力与固结提出的。这种工艺难以在短时间内加固饱和软土。

在现有的排水固结法的施工工艺下，若要在短时间内加固地基，必须加大地面荷载，而地面荷载的增加并不会根本改变地基中的水平径向渗透固结速度，反而会使得地基土在重荷载作用下产生的应力使饱和软土的原始结构遭到严重破坏，导致其渗透性明显降低而使孔隙水压力难以消散而居高不下，导致地基加固的失败，严重时，导致地基失稳。

因此，现有技术中又提出了一种新的方法，即在软土中埋入高气压膨胀管产生侧向膨胀，在软土中以水平方式挤压土体，使土体主动排水。但该方法要求预压持续时间超过12小时以使土体中的空隙水压力上升，土体侧向挤压，并伴随空隙水压力消散，促使地表充分回落沉降，然后再可对土体进行下一轮的加压。由此，使用该方法会使得施工周期较长。此外，由于仅采用自然排水，因此土体的承载力并未得到显著改善。

因此，本领域的技术人员长期以来一直致力于开发一种预压持续时间短、排水固结效果好的软基加固施工工艺。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种预持续时间短、排水固结效果好的横向加压加固软土地基施工工艺。

为实现上述目的，本发明的横向加压加固软土地基施工工艺至少包括：步骤一，将多个可膨胀部件压入所述地基土体至预定深度；步骤二，使所述可膨胀部件膨胀并挤压所述地基土体；步骤三，将所述可膨胀部件从所述地基土体中取出，以在所述地基土体中形成空腔；步骤四，在所述空腔中填充填料以形成排水通道。

较佳地，所述步骤一中多个所述可膨胀部件成阵列分布。

较佳地，所述阵列中位于相邻行、列的所述可膨胀部件相互错位分布。

较佳地，所述步骤二中，首先使位于间隔的行列的所述可膨胀部件膨胀，然后使剩余的所述可膨胀部件膨胀。

较佳地，还包括步骤五，对所述填料进行振捣以使其相对密实。

较佳地，在执行步骤一至四之前，首先在所述地基土体的表面铺设垫层，所述垫层为30～80cm厚的砂砾层。

较佳地，所述可膨胀部件为10～15cm直径的圆柱形气带。

本发明的施工工艺由于在地基土体中形成空腔后，对所述空腔回填砂料，形成砂井，在地基土体中形成了畅通的排水通道，大大缩短了现有技术中预压工序的持续时间。增加的回填砂料形成砂井，起到了复合地基的效果，具有显著的进步。

本发明的施工工艺在具体实施中，如何将可膨胀部件快速、基本垂直地插入地基土体并形成空腔，成为本发明实施的关键。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种专用于本发明的施工工艺的充气带压入装置，包括埋入件及按压件；所述埋入件包括一设置有导杆的导向头，所述按压件为一空心杆件；所述导向头与所述导杆的连接部形成一承压面用于承接来自所述按压件的施压；所述承压面上还设置有多个用于钩挂所述充气带的带钩：所述带钩为半环形并具有一单向阀。

本发明的充气带压入装置由于采用了上述结构设计，通过空心的按压件对埋入件施加压力，同时埋入件通过带钩将充气带带入土体，实现了本发明的施工工艺中，使压入装置能以基本垂直的状态插入地基土体。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的充气带压入装置的结构示意图；