一种超软吹填土浅层固化装置及其固化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超软吹填土浅层固化装置及其固化方法，装置包括主轴、顶板，底板，支撑骨架、滤网、真空泵；形成滤网到真空泵之间的气流和水路的连通，通过主轴中弹簧的弹力释放实现外围滤网的张开，从而挤压超软吹填土，同时将装置内部的水管与真空泵连接，使滤网处于负压状态，土体与滤网间形成压力差，导致土体中的水从滤网排出并最终被真空泵抽走，加速土体固结，实现超软吹填土浅层土的快速挤密固结，大大缩短工期，为下一步处理提供工作面，本发明专利技术装置结构简单、操作方便、适于推广应用。

A Shallow Solidification Device for Ultra-Soft Drainage Fill and Its Solidification Method

【技术实现步骤摘要】
一种超软吹填土浅层固化装置及其固化方法
本专利技术涉及浅层固化装置领域，尤其是一种超软吹填土浅层固化装置及其固化方法。
技术介绍
我国东部沿海地区经济快速增长，但是土地资源紧缺，经济开发过程中需要大量的土地资源，填海造陆工程成为沿海地区解决土地资源紧缺的途径。而当前填海造陆的方法主要是将近海沉积的粘性土作为一种流化态软粘土通过泵吹填后形成围海造陆吹填材料。该吹填材料亦即吹填土具有含水率高、渗透性差，承载力低，盐分浓度大，同时质软的特点，若不经地基改良，不方便大型机械进入吹填土区域进行机械作业，且不经处理直接进行建设，也会带来建筑物的沉降、裂缝甚至断裂等严重后果。目前围海造陆工程中最常用的施工方法是“吹填+真空(堆载)预压”工作模式。在对吹填土进行预压排水固结前，需要吹填土浅层通过自然蒸发、自重固结至一定强度。该方法存在一定的缺陷和不足，一方面通过自然固结需要很长一段时间，大大延长了工期，且机械化程度低，施工效率低，难度大；另一方面需要大量的砂石材料作为持力层和水平排水垫层，施工成本较高。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种超软吹填土浅层固化装置及其固化方法，极大的缩短了施工工期，且装置环保无公害，可回收多次使用。技术方案：为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种超软吹填土浅层固化装置，包括顶板，底板以及连接在顶板和底板之间的主轴和支撑骨架；所述主轴包括最外侧的外空心圆管以及内置水管；所述内置水管上端外接有真空泵；所述主轴下端固定在底板中心处，上端活动穿过顶板中心，以顶板中心处为界分为上半主轴和下半主轴；所述支撑骨架包括多个竖直支撑骨架与多个斜向支撑骨架；多个竖直支撑骨架与主轴平行设置且均匀分布于底板外边缘一周；所述竖直支撑骨架外侧固定有一圈竖直方向可折叠的滤网；所述滤网外层透水不透土，内层不透水；多个斜向支撑骨架为空心管结构，一端均匀分散的球铰连接在空心连接环外围，所述空心连接环套接在主轴的外空心圆管上，且在主轴上进行纵向移动；所述斜向支撑骨架另一端球铰连接于竖向支撑骨架的滤网上且与滤网中部连通；多个斜向支撑骨架与主轴之间形成活动的伞骨结构；所述空心连接环内壁还设有穿过外空心圆管连通至内置水管的连通短管；依次形成从滤网中部到斜向支撑骨架、空心连接环、外空心圆管最后到主轴中部的内置水管的水流通路；所述主轴上设有控制伞骨结构展开和关闭的启闭控制机构。在一些实施方式中，所述主轴上的启闭控制机构具体为：所述主轴上半主轴的外空心圆管与内置水管之间设有成压缩状态的弹簧；下半主轴的外空心圆管外壁开设有纵向的条状槽孔，且与内置水管之间设有内传力圆管；所述内传力圆管与下半主轴的长度差不小于弹簧伸长长度；所述内传力圆管上开有供连通短管穿过的孔，所述连通短管穿过条状槽孔以及内传力圆管上的孔连通至内置水管，且内置水管为可压缩型软管，所述连通短管与内传力圆管固定连接；所述弹簧上端与外空心圆管的上端固定连接，弹簧下端通过销钉连接于内传力圆管上，转动销钉实现弹簧的弹力释放，并挤压内传力圆管在外空心圆管的条状槽孔内纵向下移，连通短管联动并带动连接环纵向下移，将多个斜向支撑骨架撑开从而将滤网撑开。所述顶板为高强度轻质材料，且在一侧设有至少一个连接销钉，相对侧设有与连接销钉相配合的连接销孔；从而在多个装置并排使用时起到连接排布的作用。所述底板为高强度不透水土工布；以增强其密封不透水的性能。所述滤网为由多个滤网格组成的折叠型结构，所述滤网从外向内依次包括外滤膜层、中芯板层以及内不透气膜层；外滤膜层只透水不透泥土，中芯板层中有许多相互连通的小孔隙供水在其中流动。所述斜向支撑骨架为4-6层，均匀分布在主轴竖直方向上；提高伞骨结构的启闭便利性。所述斜向支撑骨架以及连接环为空心结构，每个滤网格下部的内不透气膜层开设一个小孔，小孔与斜向支撑骨架的空心腔体相通；这样斜向支撑骨架同时可以起到水管通水的作用，可直接透过滤网从土体内抽取水分，增强装置的固化处理能力。所述内置水管为内嵌钢丝的高强塑料管；在真空状态下不易被压扁。所述顶板、底板、主轴、支撑骨架、滤网外表面均涂有耐腐蚀层和耐磨层；提高装置的使用寿命。本专利技术还公开了一种使用上述超软吹填土浅层固化装置的固化方法，包括如下步骤：1)初始状态装置中弹簧处于压缩状态，斜向支撑骨架与主轴之间为关闭的伞骨结构，操作人员将装置插入超软吹填土的土体，当滤网上边沿距离土体表面10cm-20cm时停止插入；2)旋转主轴上的销钉，弹簧弹力释放，并挤压内传力圆管在外空心圆管内纵向下移，带动空心连接环下移并撑开斜向支撑骨架和滤网，滤网向外围挤压土体；3)开启与内置水管连接的真空泵，真空泵工作时，所述滤网处在负压状态，土体与滤网之间存在的压力差使土体中的水进入滤网，通过滤网、斜向支撑骨架、空心连接环、外空心圆管最后到主轴中部的内置水管的水流通路，从真空泵吸出，压实土体；4)将多个装置依次插入土体，重复以上步骤，依次排布装置；5)当土体强度达到要求，上提各个主轴上的销钉，将滤网收拢，一个工作周期结束。有益效果：本专利技术所公开的一种超软吹填土浅层固化装置及其固化方法，与现有技术相比，具有以下优点：(1)本专利技术通过装置底板的支撑力和滤网与土体的摩擦力支撑工人的自重，无需借助其他机械，可实现仅仅靠人力在超软吹填土上对浅层吹填土进行固化；(2)本专利技术将弹簧弹力转化为挤压力，挤压土体，同时使用真空泵抽真空，使土体与滤网间形成压力差，加速浅层土体固结，达到机械设备进入场地所需要的强度，大大缩短工期；(3)本专利技术实现了机械力挤压土体和真空抽水，不使用任何化学试剂，环保无公害；(4)本专利技术结构简单，可操作性强，经济可行性高。附图说明图1是本专利技术实施例1超软吹填土浅层固化装置滤网展开状态下的剖切轴侧结构示意图；图2是本专利技术实施例1超软吹填土浅层固化装置的滤网展开状态下纵向剖面示意图；图3是本专利技术实施例1超软吹填土浅层固化装置的滤网收拢状态下的结构示意图；图4是本专利技术实施例1超软吹填土浅层固化装置的外空心圆管展开状态示意图；图5是本专利技术实施例1超软吹填土浅层固化装置的空心连接环横切状态结构示意图；图6是本专利技术实施例1超软吹填土浅层固化装置的滤网展开结构示意图；图7是本专利技术实施例1超软吹填土浅层固化装置的滤网横向断面结构示意图。具体实施方式实施例1：请参阅图1-7所示，本专利技术公开了一种超软吹填土浅层固化装置，包括顶板1，底板2以及连接在顶板1和底板2之间的主轴3和支撑骨架4；所述顶板1为高强度轻质材料，且在一侧设有两个连接销钉11，相对侧设有与连接销钉11相配合的两个连接销孔12；从而在多个装置并排使用时起到连接排布的作用。所述底板2为高强度不透水土工布；以增强其密封不透水的性能。所述主轴3包括最外侧的外空心圆管31以及内置水管32；所述内置水管32上端外接有真空泵。所述主轴3下端固定在底板2中心处，上端活动穿过顶板1中心，以顶板1中心处为界分为上半主轴和下半主轴，上半主轴的外空心圆管31与内置水管32之间设有成压缩状态的弹簧34；下半主轴的外空心圆管31与内置水管32之间设有内传力圆管35；所述内传力圆管35与下半主轴的长度差不小于弹簧34伸长长度；所述支撑骨架4包括八根竖直支撑骨架41与八根斜向支撑骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超软吹填土浅层固化装置，其特征在于包括顶板(1)，底板(2)以及连接在顶板(1)和底板(2)之间的主轴(3)和支撑骨架(4)；所述主轴(3)包括最外侧的外空心圆管(31)以及内置水管(32)；所述内置水管(32)上端外接有真空泵；所述主轴(3)下端固定在底板(2)中心处，上端活动穿过顶板(1)中心，以顶板(1)中心处为界分为上半主轴和下半主轴；所述支撑骨架(4)包括多个竖直支撑骨架(41)与多个斜向支撑骨架(42)；多个竖直支撑骨架(41)与主轴(3)平行设置且均匀分布于底板(2)外边缘一周；所述竖直支撑骨架(41)外侧固定有一圈竖直方向可折叠的滤网(5)；所述滤网(5)外层透水不透土，内层不透水；多个斜向支撑骨架(42)为空心管结构，一端均匀分散的球铰连接在空心连接环(421)外围，所述空心连接环(421)套接在主轴(3)的外空心圆管(31)上，且在主轴(2)上进行纵向移动；所述斜向支撑骨架(42)另一端球铰连接于竖向支撑骨架(41)的滤网(5)上且与滤网(5)中部连通；多个斜向支撑骨架(42)与主轴(3)之间形成活动的伞骨结构；所述空心连接环(421)内壁还设有穿过外空心圆管(31)连通至内置水管(32)的连通短管(33)；依次形成从滤网(5)中部到斜向支撑骨架(42)、空心连接环(421)、外空心圆管(31)最后到主轴(3)中部的内置水管(32)的水流通路；所述主轴(3)上设有控制伞骨结构展开和关闭的启闭控制机构。...

【技术特征摘要】
1.一种超软吹填土浅层固化装置，其特征在于包括顶板(1)，底板(2)以及连接在顶板(1)和底板(2)之间的主轴(3)和支撑骨架(4)；所述主轴(3)包括最外侧的外空心圆管(31)以及内置水管(32)；所述内置水管(32)上端外接有真空泵；所述主轴(3)下端固定在底板(2)中心处，上端活动穿过顶板(1)中心，以顶板(1)中心处为界分为上半主轴和下半主轴；所述支撑骨架(4)包括多个竖直支撑骨架(41)与多个斜向支撑骨架(42)；多个竖直支撑骨架(41)与主轴(3)平行设置且均匀分布于底板(2)外边缘一周；所述竖直支撑骨架(41)外侧固定有一圈竖直方向可折叠的滤网(5)；所述滤网(5)外层透水不透土，内层不透水；多个斜向支撑骨架(42)为空心管结构，一端均匀分散的球铰连接在空心连接环(421)外围，所述空心连接环(421)套接在主轴(3)的外空心圆管(31)上，且在主轴(2)上进行纵向移动；所述斜向支撑骨架(42)另一端球铰连接于竖向支撑骨架(41)的滤网(5)上且与滤网(5)中部连通；多个斜向支撑骨架(42)与主轴(3)之间形成活动的伞骨结构；所述空心连接环(421)内壁还设有穿过外空心圆管(31)连通至内置水管(32)的连通短管(33)；依次形成从滤网(5)中部到斜向支撑骨架(42)、空心连接环(421)、外空心圆管(31)最后到主轴(3)中部的内置水管(32)的水流通路；所述主轴(3)上设有控制伞骨结构展开和关闭的启闭控制机构。2.根据权利要求1所述的超软吹填土浅层固化装置，其特征在于：所述主轴(3)上的启闭控制机构具体为：所述主轴(3)上半主轴的外空心圆管(31)与内置水管(32)之间设有成压缩状态的弹簧(34)；下半主轴的外空心圆管(31)外壁开设有多个纵向的条状槽孔(311)，且与内置水管(32)之间设有内传力圆管(35)；所述内传力圆管(35)与下半主轴的长度差不小于弹簧(33)伸长长度；所述内传力圆管(35)上开有供连通短管(33)穿过的孔，所述连通短管(33)穿过条状槽孔(311)以及内传力圆管(35)上的孔连通至内置水管(32)，且内置水管(32)为可压缩型软管，所述连通短管(33)与内传力圆管(35)固定连接；所述弹簧(34)上端与外空心圆管(31)的上端固定连接，弹簧(34)下端通过销钉(36)连接于内传力圆管(35)上，转动销钉(36)实现弹簧(34)的弹力释放，并挤压内传力圆管(35)在外空心圆管(31)的条状槽孔(311)内纵向下移，连通短管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪小东，陆江发，徐硕，姬良龙，王媛，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32