一种用于地基中软土夹层置换的加压排泥浆系统的制作方法

1.本实用新型属于土木工程技术领域，具体涉及一种用于地基中软土夹层置换的加压排泥浆系统。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，建设用地日趋紧张，以往难以利用的沿海滩涂、盐碱地等软土地基陆续开发为建设用地，一般采用回填土石料或建筑垃圾等形成，但是回填过程中会在地基中形成一些软土夹层，这些软土夹层的含水量高、压缩性大，在上部使用荷载条件下会发生沉降，造成上部结构不均匀沉降，因此常需要对该夹层进行处理，埋深较浅的情况下可采用开挖换填的方式处理，而对于埋深较深的情况一般采用高压旋喷或注浆加固处理，但上述处理方式成本较高、工艺复杂，因此需要设计一种成本低、操作简单的地基中软土夹层置换处理系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种用于地基中软土夹层置换的加压排泥浆系统，该系统结构简单、原材料投入少、效果可靠、成本较低。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.一种用于地基中软土夹层置换的加压排泥浆系统，包括止水栓塞、高压连接管和加压设备；
6.在待处理的地基区域设置有多个钻孔，包括一个位于中心位置的中心钻孔和分布在该中心钻孔周围的周边钻孔；
7.中心钻孔和周边钻孔的深度均要达到软土夹层，并且在中心钻孔和周边钻孔中均设置有护管；
8.在中心钻孔的护管内部的上部设置止水栓塞，使止水栓塞与护管内壁挤压接触，止水栓塞中设置有一贯穿止水栓塞的导管，该导管的顶部通过高压连接管与地表的加压设备连通。
9.在上述技术方案中，所述周边钻孔的数量优选为3-8个。
10.在上述技术方案中，所述周边钻孔呈三角形排布。
11.在上述技术方案中，所述周边钻孔呈正方形排布。
12.在上述技术方案中，所述周边钻孔是呈圆形排布。
13.在上述技术方案中，所述护管采用钢管或pvc管。
14.在上述技术方案中，所述加压设备是空压机或高压水泵。
15.在上述技术方案中，所述止水栓塞的结构为：止水栓塞为一圆柱形橡胶气囊，橡胶气囊中间有导管穿过，橡胶气囊通过一个加压管与地面上的空压机连接，空压机对橡胶气囊加压使其横向膨胀，与中心钻孔的护管内壁挤压接触。
16.在上述技术方案中，所述止水栓塞由上部有外螺纹的导管、数个橡胶球、下压板和
有内螺纹的上压板组成，橡胶球串在导管上，橡胶球的直径小于中心钻孔的护管内径，下压板固定在导管的下部，上压板通过螺纹套装在导管的上部，且所述橡胶球位于上压板和下压板之间，通过旋转上压板挤压橡胶球使其横向膨胀与中心钻孔的护管内壁挤压接触。
17.在上述技术方案中，上压板的顶部具有两个对称设置的横向拨爪，便于工作人员旋转上压板。
18.本实用新型的优点和有益效果为：
19.本系统结构组成简单，施工方便，成本投入低，便于大范围推广应用。工作时，开启空压机或高压水泵，使高压空气或水通过止水栓塞的导管进入止水栓塞下部的护管内，进而驱动软土夹层中的预先经高压水射流切割搅拌后的可流动状态的泥浆沿附近的周边钻孔排出，即工作过程中，周边钻孔相当于排泥孔，中心钻孔相当于加压孔；随着软土夹层中泥浆的不断排出，软土夹层位置形成局部空洞，上部的回填土层便会塌落回填空洞，使得软土夹层得以置换处理，最终形成均匀稳定的地基。
附图说明
20.图1是待处理的地基区域钻孔布置示意图。
21.图2是待处理的地基区域钻孔布置示意图。
22.图3是待处理的地基区域钻孔布置示意图。
23.图4是本发明加压排泥浆处理过程的示意图。
24.图5是止水栓塞的一种示意图。
25.图6是止水栓塞的另一种示意图。
26.图7是利用高压水射流对软土夹层进行切割搅拌的示意图。
27.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
29.一种用于地基中软土夹层置换的加压排泥浆系统，包括止水栓塞10、高压连接管11和加压设备9。
30.在待处理的地基区域设置有多个钻孔，包括一个位于中心位置的中心钻孔和分布在该中心钻孔周围的周边钻孔，其中，所述周边钻孔的数量优选为3-8个，可以是呈三角形排布(图1)或者呈正方形排布(图2)或者是呈圆形排布(图3)。
31.中心钻孔和周边钻孔的深度均要达到软土夹层，并且在中心钻孔和周边钻孔中均设置有护管6，所述护管可以采用钢管或pvc管。
32.参见附图4，在中心钻孔的护管6内部的上部设置止水栓塞10，使止水栓塞与护管内壁挤压接触，止水栓塞10中设置有一贯穿止水栓塞10的导管，该导管的顶部通过高压连接管11与地表的加压设备9连通，加压设备9可以是空压机或高压水泵。工作时，开启空压机或高压水泵9，使高压空气或水(其压力可根据排泥孔泥浆外排情况调整)通过止水栓塞10的导管进入止水栓塞10下部的护管内，进而驱动软土夹层2中的预先经高压水射流切割搅
拌后的可流动状态的泥浆沿附近的周边钻孔排出，即工作过程中，周边钻孔相当于排泥孔，中心钻孔相当于加压孔；随着软土夹层2中泥浆的不断排出，软土夹层位置形成局部空洞，上部的回填土层1便会塌落回填空洞，使得软土夹层得以置换处理，最终形成均匀稳定的地基。
33.参见附图5，所述止水栓塞10的结构为：止水栓塞10为一圆柱形橡胶气囊10-1，其长度不小于1m，直径略小于中心钻孔的护管内径，橡胶气囊10-1中间有导管10-2穿过，另外橡胶气囊10-1通过一个加压管10-3与地面上的空压机连接，空压机对橡胶气囊10-1加压使其横向膨胀，与中心钻孔的护管内壁挤压接触，达到密封目的。
34.参见附图6，所述止水栓塞10还可以为机械式止水栓塞结构，其由上部有外螺纹的导管10-7、数个橡胶球10-6、下压板10-5和有内螺纹的上压板10-4组成，4～6个橡胶球10-6串在导管10-7上，橡胶球的直径略小于中心钻孔的护管内径，下压板10-5固定在导管10-7的下部，上压板10-4通过螺纹套装在导管10-7的上部，且所述橡胶球10-6位于上压板10-4和下压板10-5之间，通过旋转上压板10-4挤压橡胶球使其横向膨胀与中心钻孔的护管内壁挤压接触，达到密封的目的。进一步的说，上压板10-4的顶部具有两个对称设置的横向拨爪10-41，便于工作人员旋转上压板10-4。
35.需要说明的是，在利用本系统进行加压排泥浆施工之前，需要预先将待处理地基区域的软土夹层2利用高压水射流切割搅拌成可流动的泥浆状态。具体操作如下：
36.参见附图7，将地质钻机5的钻杆7底端的钻头更换为高压喷射钻头8，然后将高压喷射钻头置入中心钻孔中的软土夹层2，将地质钻机的钻杆顶部通过高压胶管连4接高压水泵3，高压水泵用于为高压喷射钻头供给高压水；将高压水泵压力调至20mpa以上(具体压力可根据软土层的软硬情况调整)，利用地质钻机使得钻杆带动高压喷射钻头钻转，同时钻杆在软土夹层2的厚度范围内上下移动，利用高压喷射钻头喷射出来的高速、高压水流切割一定范围的软土夹层的土体，同时将土体搅拌、稀释到可流动的泥浆状态。
37.以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。