[发明专利]多联细翼杆地基液化处理装置及施工方法

说明书

本申请属于液化地基处理技术领域，具体涉及一种地基液化处理装置，其是由多个翼杆组件、连接构件、振动平台、振动锤构成的近刚性结构。液化处理时，使用吊车或专用设备将该液化处理装置吊起，利用振动锤的动能将多联的翼杆组件振入待处理地基中；当细翼杆杆尖振入设计底标高后，边振动边提升，每间隔一定高度留振一定时间，直至振动提升至需液化处理的地层顶面，使松散的可液化土振密，达到消除液化的目的。该装置具有结构稳定/贯入阻力小/穿透土层能力强/处理深度大/液化处理均匀/施工简便等显著优点；同时该工法无须进行填料，造价低廉，效率高，可广泛用于各类液化场地的处理，尤其适用于深层液化处理。

技术领域

本申请涉及液化地基处理技术领域，尤其是涉及一种多联细翼杆液化处理装置及施工方法。

背景技术

粉土、砂土液化是指饱和的松散粉土、砂土在振动力作用下由于孔隙水压力上升，有效应力减小导致土颗粒之间因摩擦产生的抗剪力接近于零，此时的土体像液体一样，强度基本丧失。

目前常用的液化地基处理方法有换填法、强夯法、振动沉管砂石桩法、振冲碎石桩法等。

换填法一般适用于浅层的液化地基处理，处理深度一般不超3米，不适用于深层液化处理。

强夯法是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后使其自由下落，以一定的冲击能量作用在地基上，在地基土里产生极大的冲击波和动应力，可提高地基土的强度使地基土密实，降低地基土的压缩性，消除液化。但强夯法一般影响深度不超过10m，且采用强夯法处理所需的振动能量较大，该方法的使用对周边环境有着较严格的要求，同时强夯法的处理效果受地下水位的影响较大。

振动沉管砂石桩法是利用沉管桩机在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后，在管内投料，边投料边振动上提沉管，形成密实砂石桩体的同时挤密桩间土，消除砂土、粉土液化。但其缺点是当需处理的砂层或粉土层较厚时，振动沉管无法穿越该层，仅能消除上部土层的液化，下部层土的液化无法消除，造成其处理范围受地层限制较大且处理深度受限；同时该法施工过程中需在管内填充砂石材料，液化处理费用较高。

振冲挤密碎石桩法的主要设备是特制的振冲器。它的前端能进行高压喷水，使喷口附近的砂土急剧液化。振冲器借自重和振动力沉入砂土层，在沉入的过程中把浮动的砂挤向四周并予以振密。待振冲器沉到设计深度后，关闭下喷口而打开上喷口，同时向孔内回填碎石料，然后逐步提升振冲器，将填料和四周的砂层振密再将碎石挤压入桩孔中，形成大直径的碎石密实桩体的同时消除周边土体液化。其缺点是：消耗水、电、液化处理的碎石材料用量大，不环保且存在塌孔易埋振冲器等问题；同时由于使用大量的水，场地泥泞，为了保证施工作业面的干燥，通常需要在作业面铺设一层1m左右的碎石层，施工效率低，液化处理费用高。

针对上述传统液化地基处理方法存在的缺陷，寻求一种在有较好液化处理效果的前提下，既能进行深层的液化处理、穿透力强，又不需填充砂石材料，液化处理费用低，同时噪音小、施工环保的液化处理方法，成为液化地基处理的一个实用型突破方向。

发明内容

为克服传统液化处理方法的穿透力差、深层液化处理困难、液化处理需填充大量砂石材料、费用高、不环保等缺点，本发明提供一种地基液化处理装置及施工方法，可广泛应用于液化地基的处理，尤其是液化砂层较厚的深层液化地基处理。

在本发明的第一方面，提供一种地基液化处理装置，其主要包括多个翼杆组件、多个连接件、振动平台和振动锤，其中，每个翼杆组件包括一个细杆、刚性连接于该细杆下端的杆尖以及临近该杆尖固定连接于该细杆的翼片组；所述连接件在各翼杆组件之间间隔一定距离横向、斜向设置，将所述多个翼杆组件固定成一个近于刚性的结构；所述振动平台设置于所述多个翼杆组件的顶部，使翼杆组件顶部之间形成刚性连接；所述振动锤在振动平台上方设置，为整个装置提供贯入振动力。所述多组细翼杆、连接件、振动平台、振动锤通过焊接、铆接、螺栓连接。通过本发明的方案可以构造一个多联细翼杆地基液化处理装置，多联细翼杆的意思是多个细翼杆被固定连接而一体化。