[發(fā)明專(zhuān)利]一種深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110678486.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113550341A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡書(shū)軍;張淼;胡書(shū)益;張奇;余超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北軍輝巖土工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D19/10
• 分類(lèi)號(hào): E02D19/10;E02D19/20;E02D3/046;E02D17/18;E02D31/02;H02G1/06
• 代理公司: 武漢知伯樂(lè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42282
• 代理人: 胡江

1.一種深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置，其特征在于:包括水環(huán)式真空泵(1)、連接管路(2)、水氣分離罐(3)、強(qiáng)夯機(jī)(4)、降水管路(5)及深層井式降水裝置(6)；加固土體的地面設(shè)有若干成孔，深層井式降水裝置(6)插設(shè)于成孔內(nèi)，深層井式降水裝置(6)頂部通過(guò)降水管路(5)與水氣分離罐(3)進(jìn)行連接，水氣分離罐(3)與水環(huán)式真空泵(1)連接，

深層井式降水裝置(6)包括圓錐狀的塑料堵頭(61)、豎向降水管(62)、空心管狀的透水體(63)、固定卡扣(64)、軟管(65)、轉(zhuǎn)換接頭(66)、水平向降水管(67)、粘土回填密封段(68)；

塑料堵頭(61)位于透水體(63)的下端，其上端設(shè)有凸起部，凸起部插入透水體(63)內(nèi)部；固定卡扣(64)設(shè)置在透水體(63)的上端起到固定透水體(63)的作用；豎向降水管(62)的一部分插入透水體(63)內(nèi)，另一部分被粘土回填密封段(69)所包裹；豎向降水管(62)的上端與軟管(65)相套接，軟管(65)的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭(66)和水平向降水管(67)的一端相連接；水平向降水管(67)的另一端和水氣分離罐(3)的輸入端相連；

所述透水體(63)為規(guī)則或不規(guī)則的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其外周包覆有濾布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置，其特征在于:所述軟管(65)為PVC鋼絲軟管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置，其特征在于:所述透水體(63)也可采用透水波紋管、濾管代替。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置，其特征在于:所述固定卡扣(64)為上窄下寬的中空環(huán)狀結(jié)構(gòu)，注塑制作而成，通過(guò)插入銷(xiāo)釘起到固定透水體(63)的作用。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置，其特征在于:所述豎向降水管(62)為PVC管或鋼管，長(zhǎng)度和直徑可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，一端插入透水體(63)，另一端與軟管(65)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置，其特征在于:所述透水體(63)的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為塑料絲相互纏繞構(gòu)成的塑料芯體，塑料絲之間形成細(xì)小空隙，起到對(duì)砂石的過(guò)濾作用；塑料芯體是在塑料熱熔狀態(tài)下，通過(guò)噴嘴擠壓出細(xì)的塑料絲條，再通過(guò)成型裝置將擠出的塑料絲在結(jié)點(diǎn)上熔接，形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換接頭(66)為變徑三通或四通，所述水平向降水管(67)也可以通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭(66)和多個(gè)深層井式降水裝置(6)的軟管(65)相連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層快速降水動(dòng)力固結(jié)裝置的固結(jié)方法，其特征在于包括如下步驟:

步驟1：施工區(qū)域清理

施工場(chǎng)地先進(jìn)行清表，排除施工區(qū)域內(nèi)的表面積水，清除表面雜草以及樹(shù)根；并進(jìn)行場(chǎng)地形成粗平；清表后，在施工范圍內(nèi)回填不小于50cm的碎石或砂礫層；

步驟2：開(kāi)挖深排水溝

深排水溝的位置應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地情況，盡可能布置在場(chǎng)地外圍，累計(jì)挖深達(dá)到2.5m—3m；因地下水位較高，表層2米左右主要為回填粘性土，深溝無(wú)法一次成型，需經(jīng)多次、逐步加深，以阻斷外部表層地下水和確保大雨天的排水，同時(shí)便于真空泵抽出的地下水通過(guò)深溝排走；

步驟3：開(kāi)挖淺排水溝

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，淺排水溝的位置應(yīng)選在真空泵附近，溝底標(biāo)高要控制好，溝內(nèi)不能有積水；以便于真空泵抽出的地下水通過(guò)淺溝有序排出；如果淺溝開(kāi)挖在施工場(chǎng)區(qū)內(nèi)，進(jìn)行排水前，應(yīng)在溝底部以及邊鋪設(shè)一層防水材料，以防止?jié)B水；

步驟4：抽真空設(shè)備配置，安裝深層井式降水裝置及降水管路

抽真空設(shè)備采用水環(huán)式真空泵(1)并配合若干水氣分離罐(3)；單臺(tái)水氣分離罐內(nèi)內(nèi)置潛水泵，當(dāng)水氣分離罐內(nèi)水位到達(dá)一定高度之后自動(dòng)開(kāi)啟將罐體內(nèi)的水排出；

先進(jìn)行深層井式降水裝置(6)裝配、采用振動(dòng)沉管打設(shè)井孔、將組裝后的低位集成吊裝入井孔內(nèi)，回填粘土密封、連接PVC鋼絲軟管和水平向降水管、連接水平向降水管和抽真空裝置、啟動(dòng)抽真空裝置抽真空、降水；

使用機(jī)械設(shè)備安裝深層井式降水裝置，下部透水芯體長(zhǎng)度為3m至1m；橫管采用Φ50mmPVC給水管，，降水井與橫管采用變徑三通連接；

深層井式降水裝置(6)連接運(yùn)行，同時(shí)設(shè)置水位觀測(cè)孔，每天早晚各一次觀測(cè)水位變化，當(dāng)水位達(dá)到地表3米以下，開(kāi)始第一遍點(diǎn)夯；

步驟5：進(jìn)行降水強(qiáng)夯施工

5.1.第一遍降水

深層井式降水裝置(6)同時(shí)設(shè)置水位觀測(cè)孔，每天早晚各一次觀測(cè)水位變化，在實(shí)際施工是可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，時(shí)間為2～3天，降水深度大于3.0米，以保證降水的效果，在地下水位滿足夯坑無(wú)水的條件下，進(jìn)行第一遍點(diǎn)夯；

5.2.第一遍點(diǎn)夯

強(qiáng)夯采用的夯錘質(zhì)量以滿足夯擊能為主，底面積直徑2.1-2.5m；夯點(diǎn)間距、夯擊能量、每點(diǎn)夯擊數(shù)，具體根據(jù)試夯時(shí)的每擊貫入量、夯坑深度、周邊隆起量確定，相關(guān)參數(shù)詳見(jiàn)下表；

5.3.第二遍降水

第一遍點(diǎn)夯結(jié)束后，未拔井管繼續(xù)第二遍降水，時(shí)間間隔為3-4天，降水深度大于5.0米；

5.4.第二遍點(diǎn)夯

待上一次強(qiáng)夯作用在地層中產(chǎn)生的超孔隙水壓力消散80％～90％后，進(jìn)行第二遍滿夯，要求與第一遍點(diǎn)夯相同；

5.5.第三遍降水

第二遍點(diǎn)夯結(jié)束后，進(jìn)行第三遍降水，保證夯坑內(nèi)無(wú)積水，撤掉降水系統(tǒng)，推平夯坑，進(jìn)行最后一遍滿夯；

5.6.第三遍滿夯

待上一次強(qiáng)夯作用在地層中產(chǎn)生的超孔隙水壓力消散80％～90％后，進(jìn)行第三遍滿夯，滿夯夯印搭接1/4，夯擊能量不少于為1000kN·m，每點(diǎn)2擊；滿夯結(jié)束后平整場(chǎng)地，消散期過(guò)后交付檢測(cè)。