[发明专利]一种分层加固超软土地基的装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种分层加固超软土地基的装置及施工方法。本发明的核心是多层排水体，所述多层排水体包括排水管、管身布置有若干个出管孔的主管，以及用于将排水管分层送入土体的下管架，所述排水管水平伸入土体内的管身布满小孔且表面包裹有滤布。本发明通过多层排水体对超软土进行真空预压加固，解决了常规真空预压加固超软土仅能形成一层硬壳层的难题，结构简单，操作简便，效率高且成本低。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种分层加固超软土地基的装置及施工方法。

背景技术

土地作为一种宝贵的有限资源，为城乡环境的调节、净化、循环和缓冲等提供生态服务功能，人类必须充分、合理的开发和利用每一寸土地。在开发利用土地的过程中不可避免的会遇到超软土地基地质条件，超软土多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区，具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性小等特点。近年来，吹填工程和疏浚工程日渐增多，相比天然沉积的软黏土，含水量更高、强度更低，表现出更强的欠固结特性和可压缩特性。在开发和利用超软土地基的过程中面临不少困难和挑战。

超软土的抗剪强度极低，作为建筑地基、堆场地基不能满足承载力要求，甚至作为普通的耕作用地也不能满足要求，需要进行加固处理。若要使超软土固结强度增加，最根本的问题是将土体中含有的大量水分排出。纵观国内外，真空预压法是大面积超软土地基常用的处理方法之一，该方法需要配合竖向排水体才能达到基本的排水固结要求，目前应用最多的排水体为塑料排水板，存在排水方向单一、排水路径长等问题。真空预压法的排水固结速率受限于超软土的渗透系数，加固时间较长，而且超软土较高的细颗粒含量极易造成排水体的淤堵，使得真空度沿土体深度方向存在衰减现象，对地基承载力提高有限，往往仅能形成一层厚度约为1m的硬壳层，硬壳层以下的土体得不到有效加固。

现有“立体排水体”、“伞式排水体”，包括竖向及侧向排水通道，具有立体、多向等特点，与塑料排水板相比，可缩短土的排水路径，提高土真空预压加固的均匀性。然而，此类排水体存在以下问题：由于侧向排水通道与竖向排水通道一同打入土体，存在不易打设，以及难以控制侧向排水通道打设位置等问题，适用于浅层土体。

发明内容

发明目的：提供一种分层加固超软土地基的装置及施工方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：

一种分层加固超软土地基的装置，包括：

主管，沿管身长度方向设置有至少两组出管孔，主管的顶端设置有至少一个导向凹槽，所述出管孔处设置有滚珠组件，出管孔外侧设置有水平托槽；

下管架，包括开有下管孔和移动孔的下管盘，设置在下管盘一侧的并与下管孔连通的下管套，设置在下管盘周向的、与所述导向凹槽适配的凸槽；

排水管，一端通过下管架延伸至主管的预定位置并穿过水平托槽延伸至土体中，另一端与真空泵连接，排水管伸入土体内的管身布满透水孔且表面包裹有滤布。

根据本发明的一个方面：所述出管孔沿主管纵轴方向并排布置或错落布置；出管孔沿主管某一横截面的管身均匀布置4~8个。所述滚珠组件包括固定在主管上并设置有定位孔的滚珠保持架，活动嵌接在滚珠保持架上的滚珠；定位孔的直径小于滚珠的直径；当主管竖直放置时，至少部分滚珠朝出管孔轴线方向运动，使出管孔的间隙小于预定值。所述移动孔沿下管盘的径向延伸，下管孔与所述下管套可沿下管盘直径方向的移动孔调整位置，所述下管盘上设置有提放环。当主管或下管套为两个及以上时，通过螺接或卡接的方式进行连接；所述下管套的最下端呈90°弯折。所述下管套的内径比排水管的内径大，所述排水管沿下管套穿出并进入主管的出管孔。所述排水管的一端固定连接有多通阀；所述排水管的中间设有牵引机；所述排水管的端部设有转轴；所述排水管卷绕于所述转轴上，一端延伸出来与所述牵引机连接。所述多通阀一端设有抽水管，所述抽水管的另一端设有真空泵。

一种分层加固超软土地基的装置，包括；