一种斜向排水软土快速固结方法及装置与流程

：本发明涉及一种软土加固技术，尤其涉及一种斜向排水软土快速固结方法及装置。

背景技术：
：随着经济的快速发展，在东南沿海地区修建大型建筑工程，成为一种普遍的工程行为。由于东南沿海地区多为软土地区，软土由于孔隙比大，含水量高，强度和稳定性差，难以满足工程要求，对软土地区进行加固是在软土地区进行建筑施工的必要条件。常用的软土加固方法有堆载预压法，真空预压法和真空-堆载联合预压法。若软土体的含水量极高（大于100%），则以上三种加固方法很难实施。并且在加载过程中由于软土颗粒较细，软土的渗透系数比较小，使得软土排水固结时间较长，对施工进度将造成很大的影响。土体的固结包括竖向固结和径向固结，以径向固结为主。常用的预压法通常利用径向固结采用竖井排水的方式对软土体进行预压加固。由于涂抹效应的影响，仅仅利用径向固结很难达到预期的加固目标，并且塑料排水板在土压力作用下容易产生变形，从而阻断排水通道。

技术实现要素：
：本发明为了克服现有技术的不足，本发明的第一方面目的是提供一种快速固结、降低工程费用和工期的斜向排水软土快速固结装置。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种斜向排水软土快速固结装置，其特征在于：包括磁控管、斜向排水钢管、水平向PVC管、真空泵；所述磁控管布置于待加固软土地基中，产生微波从而加热土体；所述斜向排水钢管置于软土地基中并与水平方向具有一定的夹角；所述水平向PVC管一端与斜向排水钢管相连，水平向PVC管另一端与真空泵连接，在水平向PVC管上布置若干管道阀门。进一步的设置在于：所述斜向排水钢管与水平方向的夹角为30-75度。所述斜向排水钢管的头部为实心桩头，斜向排水钢管的内部为中空，斜向排水钢管的尾部设有滤网，在斜向排水钢管的表面设置有若干孔洞以便于排水，在斜向排水钢管的内部填充一定级配的砂粒。本发明的第二方面目的是提供一种斜向排水软土快速固结方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在待加固土体中开一土槽，布置磁控管，并连接电源；第二步，在待加固土体四周打入斜向排水钢管，斜向排水钢管的头部为实心桩头，桩头入土深度需大于待加固土体深度；斜向排水钢管的内部填充一定级配的砂粒，斜向排水钢管的表面具有孔洞便于排水；斜向排水钢管的尾部与水平向PVC管相连，在连接处布置滤网，防止砂粒流入水平向PVC管中；第三步，采用水平向PVC管连接斜向排水钢管和真空泵；第四步，打开磁控管的电源产生微波，使加固土体的温度升高；第五步，打开水平向PVC排水管的阀门，开启真空泵，抽取待加固土体内部的空气，使得土体内部和外部形成气压差，外部大气压对土体表面产生均布面荷载，促使土体产生固结排水，土体中的水分从斜向排水钢管的孔洞进入钢管内部的砂粒中，由于毛细作用和大气压力，水分通过经由斜向排水钢管尾部的滤网进入水平向PVC管从而排出土体；第六步，软土地基达到预期加固效果时，首先关闭磁控管电源，待土体温度稳定时，关闭水平PVC管的阀门，关闭真空泵的电源；待土体固结沉降稳定时，取出磁控管，解除水平PVC管与斜向排水钢管和真空泵的连接。根据工程需要选择性的拔出斜向排水钢管。本发明的有益效果如下：本发明通过有效地利用软土的竖向固结，提高软土体的温度，加快软土固结排水。由于水属于极性分子，很容易吸收微波而产生大量的热，从而提高软土体温度，达到加快土体固结速度的目的。另一方面，采用斜向的刚性排水通道，能综合利用土体的竖向固结和径向固结，并且钢管不易变形能够保持排水通道的畅通；同时钢管表面能对微波进行反射，增加微波作用效率。为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。附图说明：图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的平面结构图；图3为本发明斜向排水钢管的结构示意图。图中标号：10-软土地基，101-磁控管，102-斜向排水钢管，1021-滤网，1022-排水孔，1023-实心桩头，103-水平PVC管，104-砂，105-管道阀门，106-真空泵。具体实施方式：如图1-图3所示，本发明的一种斜向排水软土快速固结装置，应用于软土地基加固，包括磁控管101、斜向排水钢管102、水平向PVC管103、真空泵106；所述磁控管101布置于待加固软土地基中，并与电源相连，可产生微波从而加热土体。所述斜向排水钢管102置于软土地基中并与水平方向具有一定的夹角α，夹角α的大小根据土质条件综合确定，优选为30-75度，斜向排水钢管102的头部为实心桩头1023，斜向排水钢管102的内部为中空，尾部设有滤网1021，在斜向排水钢管102的表面设置有若干孔洞1022以便于排水，在斜向排水钢管102的内部填充一定级配的砂104；所述水平向PVC管103一端与斜向排水钢管102的尾部相连，水平向PVC管103的另一端与真空泵106连接，在水平向PVC管103上布置若干管道阀门105。本发明的一种斜向排水软土快速固结方法，包括以下步骤：第一步，在待加固土体（即软土地基10）中开一土槽，布置磁控管101，并连接电源；第二步，在待加固土体四周打入斜向排水钢管102，斜向排水钢管102与水平方向的夹角根据土质条件和工程需要综合确定；斜向排水钢管102的头部为实心桩头1023，桩头入土深度需大于待加固土体深度；斜向排水钢管102的内部填充一定级配的砂粒104，砂粒的具体级配根据工程需要确定，斜向排水钢管102的表面具有孔洞1022，便于排水；斜向排水钢管102的尾部与水平向PVC管103相连，在连接处布置滤网1021，防止砂粒流入水平向PVC管103中；第三步，采用水平向PVC管103连接斜向排水钢管102和真空泵106；第四步，打开磁控管101的电源产生微波，使加固土体的温度升高；第五步，打开水平向PVC排水管103的阀门105，开启真空泵106，抽取待加固土体内部的空气，使得土体内部和外部形成气压差，外部大气压对土体表面产生均布面荷载，促使土体产生固结排水，土体中的水分从斜向排水钢管102的孔洞1022进入钢管内部的砂粒中，由于毛细作用和大气压力，水分通过滤网1021进入水平向PVC管103从而排出土体；第六步，软土地基达到预期加固效果时，首先关闭磁控管101电源，待土体温度稳定时，关闭水平PVC管103的阀门105，关闭真空泵106的电源；待土体固结沉降稳定时，取出磁控管101，解除水平PVC管103与斜向排水钢管102和真空泵106的连接，根据工程需要选择性的拔出斜向排水钢管102。本发明的创新及有益效果在于：（1）采用微波加热土体，施工简单加热效率高；土体温度升高，能够加快土体的固结速度。（2）采用斜向排水钢管，一方面能综合利用土体的竖向固结和径向固结，并且钢管不易变形能够保持排水通道的畅通；另一方面钢管表面能对微波进行反射，增加微波作用效率。（3）待达到加固效果时，首先关闭磁控管，土体在温度降低过程中，真空泵继续运行，此时土体的孔隙水压力继续增大，有利于固结排水。（4）本发明能够快速对软土地基进行排水固结，达到降低工程费用和节约工期的效果，具有重要的经济和社会效应。以浙江某地的软土加固工程为例，其每100平方米的固结时间、工程费用、工期对比如下：加固方法固结时间（天）工程费用（元）工期（天）本发明51500055常规固结技术907000100显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。