一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法技術

本發明專利技術公開了一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，該方法向軟土地基的土體內采用氣爆的方法由淺至深地提供水平通道及產生振動波，并公開了用于產生關鍵作用的氣爆設備及氣爆發生裝置及發生步驟，本發明專利技術可以加快土體排水固結速度、加深土體處理深度、減少土體工后蠕變。

【技術實現步驟摘要】
一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法
本專利技術涉及巖土工程
，進一步涉及強夯法處理飽和軟土地基的
，特別涉及一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法。
技術介紹
軟土在我國大多分布在東南沿海，隨著人類社會的生產發展和人口密度的不斷增長，越來越多的軟土將作為建筑物地基。軟土具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點，這些軟土土地在作為工程建設用地之前必須經過地基處理，常用的堆載預壓或真空預壓排水固結法所需工期長、深層土體不排水(工后沉降大)；現在礦山資源日益減少，國家實行嚴格把控，堆載預壓采用的塘渣、碎石等材料有價無市；增加塑料排水板等排水通道時，又經常淤堵，造成排水困難，效果也不好。在飽和軟土地基中采用強夯法進行地基處理是一種常用的方法，也是一種效率較高的施工技術，但該方法存在的主要問題是當采用較大夯擊能進行夯擊處理時，由于軟土地基中的孔隙水壓力積累，缺乏排水通道，因此易產生橡皮土，夯擊效果不佳，處理深度有限。
技術實現思路
本專利技術提供一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，解決了現有技術中缺乏排水通道，易產生橡皮土，夯擊效果不佳，造成排水困難，處理深度有限的技術問題。本專利技術是通過以下的技術方案實現的：一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，包括如下步驟：A、在軟土地基中，按照傳統堆載預壓法打設多條豎向排水體(20)，并在軟土地基表面鋪設水平排水層(21)與所述豎向排水體(20)頂部連通或連接；B、在所述水平排水層上按照設計孔位，先利用現有的鉆孔設備(1)，按預設深度鉆孔得到各孔位處的深孔；然后將鉆桿(22)終端連接氣爆裝置(3)，小型夯擊施工設備(2)預備施工；C、打開氣壓泵(4)，輸出高壓氣至氣爆裝置，同時鉆桿攜氣爆裝置在軟土地基從上之下沿所述深孔開始邊下鉆邊氣爆；D、在鉆桿攜氣爆裝置下鉆的同時，小型夯擊設備開始在所述預設深孔周圍四周夯擊持續不斷；E、當鉆桿攜氣爆裝置下鉆至所述深孔預設深度后，氣爆停止，關閉氣壓泵，鉆桿攜氣爆裝置上提，小型夯擊設備繼續施工夯擊持續不斷直至鉆桿攜氣爆裝置從所述深孔中提出；F、所述鉆孔設備移至下一所述孔位，重復上述施工步驟直至全部軟土地基處理完成。所述的豎向排水體(20)選用塑料排水板或袋裝砂井；水平排水層選用碎石或砂墊層。所述小型夯擊施工設備采用高速液壓夯實機，其夯擊頻率與氣爆頻率相適應，所述鉆桿下鉆10～15cm，至少夯擊一次，氣爆2～8次。所述的預設深度不小于豎向排水體打設深度，鉆桿攜氣爆裝置下鉆速度應控制在10～15秒/米，轉速3～5秒/圈。所述鉆孔設備包括鉆桿、機械門架、驅動裝置、升降機；所述旋轉接頭連接在所述機械門架上；氣爆設備包括鉆孔設備、氣爆裝置、氣壓泵、氣體管線、旋轉接頭、連接套管；所述鉆桿(22)為空心鉆桿，內設上下貫通的孔道，下端部設有螺紋接口一(221)；所述連接套管(16)設有上下貫通的套管艙，所述套管艙上端設有螺紋接口二(161)；所述連接套管上端螺紋接口二(161)螺接所述鉆桿(22)螺紋接口一(221)，下端連接所述氣爆裝置(3)；所述氣壓泵(4)排氣口連接氣體管線(25)，所述氣體管線輸出端與所述旋轉接頭(24)一端螺接，所述旋轉接頭(24)另一端與所述鉆桿(22)螺接，所述氣體管線、旋轉接頭、空心鉆桿、連接套管相互連通構成所述氣爆裝置的高壓氣體輸送通道；所述的氣爆裝置通過氣壓泵傳輸的高壓氣體在隨鉆桿下鉆的過程中產生氣爆。所述氣爆裝置包括氣缸，所述氣缸包括缸筒、活塞、活塞桿；所述缸筒(10)上端設置氣缸前蓋(5)、下端設置氣缸后蓋(12)、內部設置氣缸中圈(8)；所述氣缸前蓋(5)、氣缸后蓋(12)、氣缸中圈(8)分別與所述缸筒(10)固定；在所述缸筒(10)內，所述氣缸前蓋(5)與氣缸中圈(8)之間的腔體構成氣爆艙(19)，所述氣缸中圈(8)與氣缸后蓋(12)之間的腔體構成蓄能艙(23)；所述氣爆艙(19)內下部的缸壁上設有內外貫通的氣爆孔(7)；所述活塞包括先導活塞(6)和蓄能活塞(9)；所述先導活塞(6)位于所述氣爆艙(19)的腔體內上下移動；所述蓄能活塞(9)位于所述蓄能艙的腔體內上下移動；所述活塞桿(17)頂部設有氣壓蓋(13)，所述活塞桿從上至下從中心部位依次穿過所述氣缸前蓋(5)、先導活塞(6)、氣缸中圈(8)、蓄能活塞(9)后，所述活塞桿底端與所述蓄能活塞固定在一起；所述活塞桿與所述先導活塞(6)、所述氣缸中圈(8)滑動配合，所述蓄能活塞(9)與所述活塞桿緊密配合；所述氣爆艙內設有彈簧A(15)，所述蓄能艙內設有彈簧B(11)，所述彈簧A、彈簧B均套在所述活塞桿上；所述彈簧A兩端設置于所述先導活塞(6)下端和所述氣缸中圈上端分別設置的對應的導向孔中，且其兩端抵住所述先導活塞(6)和所述氣缸中圈；所述彈簧B的上端外套于所述蓄能活塞底部設置的下凸的導向柱上，下端設置于所述氣缸后蓋(12)中部設置的對應的后蓋導向孔中，且其兩端抵住所述蓄能活塞和所述氣缸后蓋(12)；所述后蓋導向孔(121)為上下貫通的階梯通孔；所述氣缸前蓋設置上下貫通的前蓋進氣孔(51)，所述前蓋進氣孔為階梯孔，所述活塞桿從所述前蓋進氣孔穿過，所述前蓋進氣孔與所述活塞桿之間留有氣道間隙(511)；所述氣壓蓋(13)與所述前蓋進氣孔上端可密閉配合；所述先導活塞(6)設有上下貫通的先導活塞氣孔(61)，所述氣缸中圈設有上下貫通的中圈氣孔(81)，所述先導活塞氣孔(61)與所述中圈氣孔(81)相對應設置；所述先導活塞氣孔與所述前蓋進氣孔(51)錯開設置；所述缸筒(10)上端固定連接套管，所述連接套管設有上下貫通的套管艙(161)，所述活塞桿(17)上端置于所述套管艙內上下移動，所述套管艙上端設有螺紋接口二(162)；所述活塞與所述缸筒滑動配合，所述套管艙與所述缸筒連通。所述氣壓蓋13下端設有密封墊片(14)，所述活塞桿穿過所述氣壓蓋(13)、密封墊片(14)后通過階梯軸端和螺母或螺桿將其限位固定；所述活塞桿底端通過其階梯軸端和螺母、密封墊將所述蓄能活塞限位固定；所述連接套管(16)靠近下端外壁設置外凸的連接法蘭(163)，所述缸筒上、下端設置徑向向內的法蘭連接環(101)，所述連接法蘭、上端的所述法蘭連接環、所述氣缸前蓋(5)通過螺栓依次連接；所述氣缸后蓋(12)與其下端的所述法蘭連接環通過螺栓依次連接；所述氣缸中圈與所述缸筒螺栓連接；所述連接套管(16)底端頂靠所述所述氣缸前蓋(5)上面的環形槽槽底面且在它們之間設置密封墊密封；所述氣缸前蓋(5)、先導活塞(6)、氣缸中圈(8)、蓄能活塞(9)、所述氣缸后蓋(12)與所述缸筒內壁之間設置密封圈密封；所述氣爆孔(7)設有2～6個沿缸壁周圈對稱均布；所述氣爆孔(7)直徑不大于5mm。所述氣爆孔(7)設置4個；起始狀態時，所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，其特征在于包括如下步驟：/nA、在軟土地基中，按照傳統堆載預壓法打設多條豎向排水體(20)，并在軟土地基表面鋪設水平排水層(21)與所述豎向排水體(20)頂部連通或連接；/nB、在所述水平排水層上按照設計孔位，先利用現有的鉆孔設備(1)，按預設深度鉆孔得到各孔位處的深孔；然后將鉆桿(22)終端連接氣爆裝置(3)，小型夯擊施工設備(2)預備施工；/nC、打開氣壓泵(4)，輸出高壓氣至氣爆裝置，同時鉆桿攜氣爆裝置在軟土地基從上之下沿所述深孔開始邊下鉆邊氣爆；/nD、在鉆桿攜氣爆裝置下鉆的同時，小型夯擊設備開始在所述預設深孔周圍四周夯擊持續不斷；/nE、當鉆桿攜氣爆裝置下鉆至所述深孔預設深度后，氣爆停止，關閉氣壓泵，鉆桿攜氣爆裝置上提，小型夯擊設備繼續施工夯擊持續不斷，直至鉆桿攜氣爆裝置從所述深孔中提出；/nF、所述鉆孔設備移至下一所述孔位，重復上述施工步驟直至全部軟土地基處理完成。/n

【技術特征摘要】
1.一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，其特征在于包括如下步驟：
A、在軟土地基中，按照傳統堆載預壓法打設多條豎向排水體(20)，并在軟土地基表面鋪設水平排水層(21)與所述豎向排水體(20)頂部連通或連接；
B、在所述水平排水層上按照設計孔位，先利用現有的鉆孔設備(1)，按預設深度鉆孔得到各孔位處的深孔；然后將鉆桿(22)終端連接氣爆裝置(3)，小型夯擊施工設備(2)預備施工；
C、打開氣壓泵(4)，輸出高壓氣至氣爆裝置，同時鉆桿攜氣爆裝置在軟土地基從上之下沿所述深孔開始邊下鉆邊氣爆；
D、在鉆桿攜氣爆裝置下鉆的同時，小型夯擊設備開始在所述預設深孔周圍四周夯擊持續不斷；
E、當鉆桿攜氣爆裝置下鉆至所述深孔預設深度后，氣爆停止，關閉氣壓泵，鉆桿攜氣爆裝置上提，小型夯擊設備繼續施工夯擊持續不斷，直至鉆桿攜氣爆裝置從所述深孔中提出；
F、所述鉆孔設備移至下一所述孔位，重復上述施工步驟直至全部軟土地基處理完成。


2.根據權利要求1所述的一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，其特征在于，所述的豎向排水體(20)選用塑料排水板或袋裝砂井；水平排水層選用碎石或砂墊層。


3.根據權利要求1所述的一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，其特征在于，所述小型夯擊施工設備采用高速液壓夯實機，其夯擊頻率與氣爆頻率相適應，所述鉆桿下鉆10～15cm，至少夯擊一次，氣爆2～8次。


4.根據權利要求1所述的一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，其特征在于，所述的預設深度不小于豎向排水體打設深度，鉆桿攜氣爆裝置下鉆速度應控制在10～15秒/米，轉速3～5秒/圈。


5.根據權利要求1所述的一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，其特征在于，所述鉆孔設備包括鉆桿、機械門架、驅動裝置、升降機；所述旋轉接頭連接在所述機械門架上；氣爆設備包括鉆孔設備、氣爆裝置、氣壓泵、氣體管線、旋轉接頭、連接套管；所述鉆桿(22)為空心鉆桿，內設上下貫通的孔道，下端部設有螺紋接口一(221)；所述連接套管(16)設有上下貫通的套管艙，所述套管艙上端設有螺紋接口二(161)；所述連接套管上端螺紋接口二(161)螺接所述鉆桿(22)螺紋接口一(221)，下端連接所述氣爆裝置(3)；所述氣壓泵(4)排氣口連接氣體管線(25)，所述氣體管線輸出端與所述旋轉接頭(24)一端螺接，所述旋轉接頭(24)另一端與所述鉆桿(22)螺接，所述氣體管線、旋轉接頭、空心鉆桿、連接套管相互連通構成所述氣爆裝置的高壓氣體輸送通道；所述的氣爆裝置通過氣壓泵傳輸的高壓氣體在隨鉆桿下鉆的過程中產生氣爆。


6.如權利要求5所述的一種采用深層氣爆與夯擊處理軟土地區地基的方法，其特征在于，所述氣爆裝置包括氣缸，所述氣缸包括缸筒、活塞、活塞桿；其特征在于，所述缸筒(10)上端設置氣缸前蓋(5)、下端設置氣缸后蓋(12)、內部設置氣缸中圈(8)；所述氣缸前蓋(5)、氣缸后蓋(12)、氣缸中圈(8)分別與所述缸筒(10)固定；在所述缸筒(10)內，所述氣缸前蓋(5)與氣缸中圈(8)之間的腔體構成氣爆艙(19)，所述氣缸中圈(8)與氣缸后蓋(12)之間的腔體構成蓄能艙(23)；所述氣爆艙(19)內下部的缸壁上設有內外貫通的氣爆孔(7)；
所述活塞包括先導活塞(6)和蓄能活塞(9)；所述先導活塞(6)位于所述氣爆艙(19)的腔體內上下移動；所述蓄能活塞(9)位于所述蓄能艙的腔體內上下移動；所述活塞桿(17)頂部設有氣壓蓋(13)，所述活塞桿從上至下從中心部位依次穿過所述氣缸前蓋(5)、先導活塞(6)、氣缸中圈(8)、蓄能活塞(9)后，所述活塞桿底端與所述蓄能活塞固定在一起；所述活塞桿與所述先導活塞(6)、所述氣缸中圈(8)滑動配合，所述蓄能活塞(9)與所述活塞桿緊密配合；
所述氣爆艙內設有彈簧A(15)，所述蓄能艙內設有彈簧B(11)，所述彈簧A、彈簧B均套在所述活塞桿上；所述彈簧A兩端設置于所述先導活塞(6)下端和所述氣缸中圈上端分別設置的對應的導向孔中，且其兩端抵住所述先導活塞(6)和所述氣缸中圈；所述彈簧B的上端外套于所述蓄能活塞底部設置的下凸的導向柱上，下端設置于所述氣缸后蓋(12)中部設置的對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳慧明，
申請(專利權)人：吳慧明，
類型：發明
國別省市：浙江;33