多功能集成管井排水振冲一体化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及软土地基处理领域，具体地说是一种可配合移动式振冲机械在新近吹填泥沙地基表面进行集高频振冲、土体液化与结构重塑、挤压密实、自流排水、真空负压水气导流、堆载预压等多功能于一体的多功能集成管井排水振冲一体化装置。
【背景技术】
[0002]疏浚吹填河口、航道、近海泥沙进行围堤造陆工程建设已成为当前解决土地稀缺问题的有效途径。吹填泥沙是通过水力吹填形成的一种新近欠固结沉积软土，含水量超高呈流动状，压缩性大，基本不具备结构性、强度和承载力，必须进行处理，才能满足后续工程建设的需要。对于新近吹填的疏浚泥沙地基通常采用排水预压法(如堆载预压法、真空排水预压法)或井点(管井)降水联合强夯法进行加固处理。真空排水预压法的特点是工艺简单，能够消除大部分的沉降变形，处理效果较好，造价适中，但工期长，一般都需要在4-6个月，电能耗费大，而且因方法本身机理上的局限性，加固效果的均匀性较差，特别是强度和承载力，表层地基效果好，中下部效果较差。井点(管井)降水联合强夯方法成熟，但属于重力排水范畴，功能和机制单一，对周围环境、场地条件、地基土质条件和工艺要求高，需要新近吹填场地经过一定时间的自然晾晒排水后泥面具有一定的强度和承载力方可进场施工。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种集高频振冲、土体液化与结构重塑、挤压密实、自流排水、真空负压水气导流等多功能、多机制于一体的多功能集成管井排水振冲一体化装置，并安装于可在新近吹填超软地基泥沙表面安全行走的振冲机械上，以实现快速固结密实吹填超软泥沙土层，迅速提高地基承载力。
[0004]本实用新型的技术方案是:
[0005]一种多功能集成管井排水振冲一体化装置，在管井的上端设有密封盖，密封盖上固定有与振冲机械臂连接的接头，管井的下端固连有锥形冲击头，管井下部的管壁均布有滤水孔，在管井底部设有泥浆泵或潜水泵，与泥浆泵或潜水泵连接的电缆和抽水管从管井上端的密封盖引出，电缆和抽水管与密封盖结合部进行密封。
[0006]上述方案还包括:在管井的密封盖设有连接管井内外的排气管，排气管与密封盖结合部进行密封，密封盖外部的排气管与真空泵连接，并在密封盖外部的排气管上设有真空表和控制阀；密封盖外部的抽水管设有阀门。
[0007]上述方案进一步包括:在密封盖的外周或者是管井顶部外周固定有激振平板。
[0008]管井为一体结构的钢管，或者是多段钢管法兰紧固连接或丝扣连接的组合结构；管井下部均布有滤水孔的部分外壁或内壁设有由滤布和滤网组成的过滤层；管井直径0.2-0.6 米。
[0009]本实用新型的有益效果:
[0010]本实用新型对传统管井排水加固软土地基技术进行了大幅度改进，改变了传统管井单一的排水功能，创新了施工设备和机理。发展成集高频振冲、土体液化与结构重塑、挤压密实、自流排水、真空负压水气导流等多功能、多机制于一体的管井排水成套设备，并安装于可在新近吹填超软地基泥沙表面安全行走的振冲机械上，构成移动式多功能集成管井装置。将传统管井由“固定不动”、“静止排水”发展成“可以移动”、“高频振动”、“静动联合负压排水”，使得传统管井“动起来、活起来”，从而快速固结密实吹填超软泥沙土层，迅速提高地基承载力。本装置可以很方便地对场地局部难以处理到的薄弱区域进行快速加固，可在吹填过程中分层同步进行排水加固，处理效果更加均匀，施工效率大大提高，大幅度缩短了加固工期。节省了施工一次性和周转材料设备，单位施工成本大大降低，大幅度节省了工程费用。新近吹填超软泥沙地基在多重荷载作用下排水固结效果更加可靠，通过功能组合能满足不同处理效果的需要，技术更先进，更科学。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的加固装置结构示意图。
[0012]图中11为接头，12为阀门，13为抽水管出口，14为激振平板，15为井管，16为抽水管，17为滤水孔，18为潜水泵或泥浆泵，19为锥形冲击头，20为真空表，21控制阀，22排气管。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0014]如图1所示，一种多功能集成管井振冲装置，在管井15的上端设有密封盖，密封盖上固定有与振冲机械臂连接的接头11，管井15的下端固连有锥形冲击头19，管井15下部的管壁均布有滤水孔17，在管井15内底部设有泥浆泵或潜水泵18，与泥浆泵或潜水泵18连接的电缆和抽水管16从管井15上端的密封盖引出，电缆和抽水管16与密封盖结合部进行密封，抽水管16外端接排水口 13。
[0015]进一步:在管井15的密封盖设有连接管井15内外的排气管22，排气管22与密封盖结合部进行密封，密封盖外部的排气管与真空泵(图中未画出)连接，并在密封盖外部的排气管22上设有真空表20和控制阀21，排气管；密封盖外部的抽水管16设有阀门12。
[0016]进一步:在密封盖的外周或者是管井15顶部外周固定有激振平板14。激振平板14周围还可以安装或激振棒，与钢质管井构成立体式高频振冲系统，促使土体液化、颗粒重构，加快排水固结。
[0017]更进一步:管井15为一体结构的钢管，或者是多段钢管丝扣连接的组合结构；管井15下部均布有滤水孔的部分外壁或内壁设有由滤布和滤网组成的过滤层(图中未画出)；管井直径0.2-0.6米。管井分段长度约为1.0-2.0m,具体依据处理深度综合确定。
[0018]优选:管井滤水孔外包无纺土工布作为反滤层阻挡杂质，最外面用钢丝滤网包扎牢固作为保护层。
[0019]泥浆泵或潜水泵为竖式、外径小于管井内径，功率约0.75kW，可内置固定在管井底部中心。
[0020]真空射流泵具备抽吸水汽、产生负压的功能，功率可选择5.5kff或7.5kW，可固定在挖掘机机箱顶部。真空管通过管井顶部进入管井内部，设置控制阀以调节管井内的真空度，控制负压作用强度。
[0021]振冲机械优选水陆两用挖掘机或者水陆两用挖掘破碎机，利用其机械臂上的激振器与本装置的接头连接。振冲机械也可利用履带挖掘机或履带破碎机改装，内部中空密闭的特制浮箱(或浮筒、浮舱)安装在挖掘机两侧，特制浮箱尺寸大小根据自重与浮力原理计算确定。
[0022]本装置的具体操作过程为:
[0023](I)井位放样:按设计方案要求布置井位。
[0024](2)施工机械就位:施工机械振冲机械将悬吊于机械臂的管井移至预打井位，锥形冲击头对准井位中心，确保垂直度偏差不大于1%。
[0025](3)沉管:开启振冲机械的激振器振冲，在振冲力和机械臂压力作用下管井挤开土体，下沉至预定深度；
[0026](4)自流集水:高频激振管井促使管壁周围土体液化，与泥面机械自重荷载的联合作用下加速吹填地基内重力水和自由水快速汇集流入管井；
[0027](5)扬程抽水:开启管井底部内置的泥浆泵或潜水泵，抽排出管井内的水体；
[0028](6)负压吸水排气:待管井内自流排水量较少时，开启外置的真空射流泵，降低管井大气压力，使管井内形成真空负压。真空负压透过管井向地基土体内传递，在压力差作用下土体内孔隙水气、各种荷载作用于土体产生的超静孔压等向管井内快速流动、汇集并排出消散；通过调节控制阀，可以控制真空负压的作用强度，有效抑制粘性土颗粒快速移动可能导致的对管井滤水段的淤堵，保持管井滤水集水的长期畅通有效。
[0029](7)检测验收:施工机械行走至下一预定井位，重复上述步骤，直至吹填土层固结密实后检测验收。
【主权项】
1.一种多功能集成管井排水振冲一体化装置，其特征是:在管井的上端设有密封盖，密封盖上固定有与振冲机械臂连接的接头，管井的下端固连有锥形冲击头，管井下部的管壁均布有滤水孔，在管井底部设有泥浆泵或潜水泵，与泥浆泵或潜水泵连接的电缆和抽水管从管井上端的密封盖引出，电缆和抽水管与密封盖结合部进行密封。
2.根据权利要求1所述的多功能集成管井排水振冲一体化装置，其特征是:在管井的密封盖设有连接管井内外的排气管，排气管与密封盖结合部进行密封，密封盖外部的排气管与真空泵连接，并在密封盖外部的排气管上设有真空表和控制阀；密封盖外部的抽水管设有阀门。
3.根据权利要求1或2所述的多功能集成管井排水振冲一体化装置，其特征是:在密封盖的外周或者是管井顶部外周固定有激振平板。
4.根据权利要求1或2所述的多功能集成管井排水振冲一体化装置，其特征是:管井为一体结构的钢管，或者是多段钢管法兰紧固连接或丝扣连接的组合结构；管井下部均布有滤水孔的部分外壁或内壁设有由滤布和滤网组成的过滤层；管井直径0.2-0.6米。
【专利摘要】本实用新型涉及软土地基处理领域，具体是提出了一种多功能集成管井排水振冲一体化装置。其方案是：在管井的上端设有密封盖，密封盖上固定有与振冲机械臂连接的接头，管井的下端固连有锥形冲击头，管井下部的管壁均布有滤水孔，在管井底部设有泥浆泵或潜水泵，与泥浆泵或潜水泵连接的电缆和抽水管从管井上端的密封盖引出，电缆和抽水管与密封盖结合部进行密封。本装置与传统管井降水和真空预压技术相比，工期短，效率高，成本低，环保。新近吹填超软泥沙地基在多重荷载作用下排水固结效果更加可靠，通过功能组合能满足不同处理效果的需要，技术更先进，更科学。适合于土质条件复杂、超软高含水量、透水性较好的吹填泥沙地基的加固处理。
【IPC分类】E02D3-00, E02D3-02, E02D3-10
【公开号】CN204491572
【申请号】CN201520161312
【发明人】唐彤芝, 程义吉, 孙义民
【申请人】唐彤芝, 程义吉
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月23日