[發明專利]軟基上自動控制深層土體水平位移的路基填筑系統及方法

有效

• 申請號: 201510440962.3
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN105256681B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 王劍平;楊志余;錢冰;施健;樊榮霞;魏萱;劉千山
• 申請（專利權）人: 明達海洋工程有限公司
• 主分類號: E01C3/00
• 分類號: E01C3/00;E02D1/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 牛莉莉,杜春秋

技術領域

本發明涉及一種軟基上自動控制深層土體水平位移的路基填筑系統及方法，屬于建筑施工技術領域。

背景技術

在建筑工程和土木工程中經常會遇到軟土地基，由于高層建筑、高速公路、高速鐵路的快速發展，對地基的承載能力要求越來越高，天然的軟土地基遠遠不能滿足這些高檔次的構造物對地基承載力的要求，尤其在東部沿海地區，地質條件多為軟土，需要通過各種各樣的軟基處理技術對軟土地基進行加固。據申請人了解，排水固結法就是一種常用的有效處理軟土地基的技術，排水固結法是在路基施工前對天然路基或已設置豎向排水體的路基上加載預壓，使土體固結沉降基本完成或大部分完成，從而提高地基土強度，減少地基工后沉降的一種地基加固方法。城市建設中經常會遇到由于排水固結法處理軟基所引起的土體水平位移現象，這種土體水平位移的作用不僅會使施工過程中發生路基滑移現象，還會使處理區周邊的構筑物(例如建筑、輸電鐵塔、道路、管路等)產生附加內力或變形，進而對處理區周邊的構筑物產生不利影響，例如處理區周邊構筑物因不均勻沉降而產生開裂，樁基水平土壓力過大發生斷樁，高壓鐵塔傾斜等現象，嚴重影響了既有構筑物的正常使用，使得建設單位與既有構筑物產權單位之間由此產生糾紛，給既有構筑物附近的施工增加了許多限制。現有的解決措施是將既有構筑物采用圍擋保護起來，這樣就加大了工程成本，嚴重影響了工程進度。另外，為了監測施工安全狀況，需要及時了解土體的變形情況和運動狀態，目前常規的監測方法是測量土體水平位移并人工判讀是否存在危險及采取停止加載或卸載等措施，以消除土體水平位移對周邊既有構筑物的影響。然而，這種方法的停止加載和卸載的過程較長，當土體的水平位移較大、情況緊急時，采用這種方法處理是十分危險的。

因此，迫切需要一種能夠較大幅度地縮短從決策到處理的時間，以盡早消除風險的地基處理方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術存在的問題，提供一種軟基上自動控制深層土體水平位移的路基填筑系統及方法，能自動控制建筑施工引起的土體水平位移，并保證施工區域周邊既有構筑物的安全。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

軟基上自動控制深層土體水平位移的路基填筑系統，包括控制中心，設置在軟土地基處理區域的密封膜和安裝在軟土地基處理區與既有構筑物之間的土體水平位移監測儀器及反饋控制設備，控制中心為主要由主機、顯示器和鍵盤組成的計算機，密封膜將軟土地基處理區隔成真空密封區，真空密封區內設有與真空泵連接的真空主管，真空密封區內沿其邊緣均勻設有一組通氣管和測壓管，通氣管通過其上安裝的控制閥門與外部環境連通，測壓管與真空壓力傳感器連接，真空壓力傳感器、土體水平位移監測儀器分別與控制中心連接，控制中心與控制閥門連接，將真空密封區內的真空度按照由大至小順序分成若干檔。

本發明裝置中的土體水平位移監測儀器能夠監測軟基的水平位移值，并且控制中心以監測到的軟基水平位移值反饋控制密封膜下的真空壓力值及膜上路基填筑速率等施工參數，使得軟基處理時的土體水平位移控制在允許范圍內。

本發明進一步完善的技術方案如下：

優選地，土體水平位移監測儀器包括布置在軟土地基處理區與既有構筑物之間鉆孔內的測斜管以及對測斜管的角度進行測量的一組測斜儀，測斜儀與控制中心連接。

優選地，鉆孔的深度為軟土層下方相對硬土層至少2米，所述鉆孔內埋設測斜管，測斜管底端設為不動點。

優選地，測斜管主要由底蓋、直管組成，底蓋用于將位于鉆孔最里端的直管管口密封，直管的內壁上沿管長方向開設有導槽，測斜管的導槽對準預計的土體水平位移方向。

優選地，在測斜管內沿其預期變形方向間隔安裝有若干個測斜儀，其間隔距離為2～3米。

優選地，在軟土地基處理區外設有一圈密封溝，密封溝的內側軟基與密封膜的邊緣固定，密封膜內填充有砂墊層。

優選地，將所述軟土地基處理區劃分成若干個塊，每塊設置1組通氣管和1組測壓管。

本發明還提供，采用前述系統的軟基上自動控制深層土體水平位移的路基填筑方法，包括以下步驟：

第一步、施工前準備階段，順序執行S1至S3，

S1、在軟土地基處理區外開有一圈密封溝，并在軟土地基處理區上鋪設砂墊層；

S2、在軟土地基內設置一組排水板；

S3、安裝抽真空設備及真空壓力傳感器并埋設土體水平位移監測儀器后，將密封膜的邊緣沿密封溝的內側軟基鋪設，并使密封膜覆蓋砂墊層，密封膜密封軟土地基處理區形成真空密封區，轉至第二步；

第二步、施工階段，順序執行T1至T5，