一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法与流程

技术特征：
1.一种滨海大面积软基加固结构，软基上有横向纵向等距分布的若干个沙井，其特征在于，所述加固系统包括：排水装置（1），具有若干个且分别设置于所述沙井内，用于将沙井内及周围的水向外导出；堆载装置（2），设置于软基上，用于对软基提供载荷，并通过改变软基所承受的压力大小，使软基逐渐压实。2.根据权利要求1所述的一种滨海大面积软基加固结构，其特征在于，所述排水装置（1）包括：排水管桩（11），其为中空结构，下端具有呈锥状的插入端（111），上端具有将其顶部盖合的顶盖（112）；所述排水管桩（11）内设置有与其在同一中轴线上的内筒（12），所述内筒（12）上端延伸至所述顶盖（112），下端延伸至所述插入端（111），所述排水管桩（11）的外壁上还开设有通向其内部的进水孔（113），所述内筒（12）外壁上开设有通向其内部的导流孔；以及水泵（13），其进水端通过管道连向所述内筒（12）的内部下方，出水端通过管道连向软基外，用于将内筒（12）内的水向外导出。3.根据权利要求2所述的一种滨海大面积软基加固结构，其特征在于，所述排水管桩（11）上的进水孔（113）具有四组，且沿周向方向均匀分布，每组进水孔（113）有多个，且沿竖直方向等距分布；所述排水装置（1）还包括：防堵组件（14），用于防止所述进水孔（113）堵塞；所述防堵组件（14）包括环绕所述内筒（12）设置的四块推板（141），四块所述推板（141）聚合后截面呈圆环状，每块所述推板（141）的外壁上均具有与每组进水孔（113）数量一致的导通部（1411），所述推板（141）上的导通部（1411）与所述排水管桩（11）上的进水孔（113）一一对应；以及动力部件，用于驱动四块所述推板（141）同时向排水管桩（11）内壁靠近或远离，通过将导通部（1411）从进水孔（113）内导入、导出，以将进水孔（113）的内外端口连通；其中，所述插入端（111）的上端面铺设有一层细沙层（114），所述细沙层（114）的上端面铺设有一层砂石层（115），所述推板（141）的底部高于所述砂石层（115），所述导流孔位于所述细沙层（114）内。4.根据权利要求3所述的一种滨海大面积软基加固结构，其特征在于，所述进水孔（113）呈圆台状，其端口由外向内逐渐增大，所述导通部（1411）呈圆台状，其外壁与所述进水孔（113）内壁相适配，在四块所述推板（141）聚合时，所述进水孔（113）的内端口与所述导通部（1411）具有一定间距；在四块所述推板（141）向外移动一段距离后，所述推板（141）上的导通部（1411）嵌入排水管桩（11）上的进水孔（113）内，且导通部（1411）的外壁抵紧于进水孔（113）的内壁。5.根据权利要求3所述的一种滨海大面积软基加固结构，其特征在于，所述动力部件包括控制器（142）、电机（143）、第一齿轮（144）、第二齿轮（145）、传动齿条（146）以及传动轴（147）；所述控制器（142）用于控制电机（143）的运行状态，所述内筒（12）的内腔中部有水平设置的支撑板（148），所述电机（143）设置于所述支撑板（148）的上端面上，所述电机（143）的输出端穿过所述支撑板（148）后与所述第一齿轮（144）相连，所述第二齿轮（145）定向转动
的设置于所述支撑板（148）的下端面上，且与所述第一齿轮（144）相齿合，所述第二齿轮（145）有四个，且周向均匀分布，所述传动齿条（146）有四个且分别与所述第二齿轮（145）相齿合，所述传动轴（147）有四根且一端分别与各所述传动齿条（146）固定连接，另一端穿过所述内筒（12）后分别与各所述推板（141）相连；启动电机（143），通过所述电机（143）的正反转动，以带动所述传动齿轮、传动轴（147）向外或向内移动，并驱动各推板（141）同时向外或向内移动。6.根据权利要求5所述的一种滨海大面积软基加固结构，其特征在于，所述内筒（12）、支撑板（148）以及插入端（111）所围合成的腔体形成排水腔（121），所述排水管桩（11）内壁与所述内筒（12）外壁之间围合成的腔体形成蓄水腔（116）；所述排水装置（1）还包括：第一真空抽气泵（15），所述第一真空抽气泵（15）的进口通过管道连向所述蓄水腔（116）的上方，用于将蓄水腔（116）内的空气向外排出；以及充气泵（16），所述充气泵（16）的进口通过管道连向所述蓄水腔（116）的上方，用于向蓄水腔（116）内充气；其中，所述第一真空抽气泵（15）和充气泵（16）均由所述控制器（142）控制。7.根据权利要求6所述的一种滨海大面积软基加固结构，其特征在于，所述排水装置（1）还包括：排污泵（17）；所述排污泵（17）的进口通过管道通向所述砂石层（115）与推板（141）之间，出口通过管道通向软基外侧，用于将砂石层（115）上残留的淤泥向外导出。8.根据权利要求5
‑
7任一项所述的一种滨海大面积软基加固结构，其特征在于，所述堆载装置（2）包括：密封筒（21），具有多个且均匀分布于软基上方，相邻密封筒（21）之间铺设有砾石层（22），所述密封筒（21）的底部开口，所述密封筒（21）底部设置有位于软基上的压板（211），所述压板（211）上设置有压力柱（212），所述密封筒（21）内有沿竖直方向滑动密封设置的动力板（213），所述动力板（213）位于所述压力柱（212）上方，所述动力板（213）将所述密封筒（21）的内腔分隔为上方的第一腔体（214）以及下方的第二腔体（215），所述密封筒（21）上开设有连通第一腔体（214）的进气孔（216），所述密封筒（21）上开设有连通第二腔体（215）的排气口（217）和进气口（218），所述排气口（217）和进气口（218）上均设置有通断阀；第二真空抽气泵（23），与所述控制器（142）电连接，其进口与所述排气口（217）相连，用于将第二腔体（215）内的气体向外排出，使第二腔体（215）形成负压，以驱动动力板（213）下移，对压力柱（212）以及压板（211）施加向下的压力；所述水泵（13）的出水端穿过所述密封筒（21）后通向所述第一腔体（214）。9.一种用于权利要求8所述的一种滨海大面积软基加固结构的施工方法，其特征在于，在排水装置（1）以及堆载装置（2）安装完毕后，排水方法具体步骤如下，1）、控制器（142）控制第二真空抽气泵（23）运行，由第二真空抽气泵（23）将密封筒（21）的第一腔体（214）内的气体向外排出，使其内部形成负压，通过压板（211）对软基提供载荷，在该载荷达到预设初始值后，将第二真空抽气泵（23）关闭；2）、软基在载荷的作用下被挤压，其内部地基的水分通过排水管桩（11）上的进水孔（113）流向蓄水腔（116），蓄水腔（116）内的水经过砂石层（115）、细沙层（114）的过滤后，通过导流孔流向排水腔（121）；
3）、在排水腔（121）内的水的高度达到一定值后，控制器（142）启动水泵（13）运行，水泵（13）将排水腔（121）内的水排出，并向密封筒（21）的第一腔体（214）输送，在排水腔（121）内的水的高度达到最低值后，水泵（13）关闭；其中，向第一腔体（214）输送排出的水分，用于向压板（211）提供额外的载荷，并使该额外的载荷逐渐增大；4）、在排水腔（121）内的水被排出多次，且水泵（13）前后开启时间跨幅度的延长后，控制器（142）控制第一真空抽气泵（15）开启，使蓄水腔（116）形成负压，提高软基内的水流向蓄水腔（116）的速度；5）、在蓄水腔（116）内的水的高度达到一定值后， 控制器（142）控制电机（143）运行，电机（143）带动第一齿轮（144）转动后，在第二齿轮（145）同步转动后，会驱动传动齿条（146）以及传动轴（147）运动，并带动推板（141）向排水管桩（11）内壁靠近，在导通部（1411）逐渐嵌入并将进水孔（113）堵住后，电机（143）进行反向转动，使导通部（1411）脱离进水孔（113），在控制器（142）不断控制电机（143）正转反转，使导通部（1411）嵌入、脱离进水孔（113）多次后，关闭电机（143），且最后一次电机（143）在关闭时，导通部（1411）处于嵌入进水孔（113）的状态；6）、控制器（142）控制充气泵（16）开启，充气泵（16）向蓄水腔（116）内充气，使其内形成高压，提高蓄水腔（116）内的水流向排水腔（121）的速度，在达到一定压强后，充气泵（16）关闭；7）、返回步骤3）。10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于，在步骤5）中还包括：在最后一次电机（143）关闭后，控制器（142）将排污泵（17）开启，排污泵（17）将砂石层（115）上方的淤泥向外排出，并在一定时间后关闭。

技术总结
本发明属于地基施工技术领域，尤其涉及一种滨海大面积软基加固结构及其施工方法。该加固结构包括排水装置，具有若干个且分别设置于沙井内，用于将沙井内及周围的水向外导出；堆载装置，设置于软基上，用于对软基提供载荷，并通过改变软基所承受的压力大小，使软基逐渐压实。软土基地在排水过程中，其内的水分会逐渐向外排出，土壤间隙会逐渐被压缩，当一次性的施加足够的载荷，虽然是能实现软基加固，但会使得土壤间隙压实不充分，进而导致软基的加固质量相对较弱；为此本发明采用了具有能够改变软基所承受的压力大小的堆载装置来提供载荷，通过逐渐增大对软基的外力，从而使其被逐渐压实。实。实。


技术研发人员：闻敏杰 吴君涛
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/10/15