专利名称：一种软土地基快速预压排水固结体系的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地基预压排水固结技术领域，尤其是涉及一种软土地基快速预压排水固结体系。
背景技术：
现如今，对软土地基进行加固处理时，通常采用预压排水固结方法，且所采用的预压排水固结法主要包括堆载预压法和真空预压法。实际施工时，堆载预压法和真空预压法都需要布设竖向排水带和水平排水垫层，堆载预压法应用最多的是塑料排水板，水平排水垫层为中粗砂垫层或卵石垫层。其中，真空预压法的固结原理是通过降低土体中的孔隙水压力，也就是使加固区内形成负的超静孔隙水压力，加固区内外存在水头差，使之形成渗流需要的水力梯度；而堆载预压法是由于堆载产生正的超静孔隙水压力，通过孔压的消散而使强度得到提高。经分析可知，现有的预压排水固结方法主要是利用土体自重、在地基上堆载、在地基土层中产生真空负压等作用，以及通过在地基中埋设竖向排水装置，如砂井、排水板等，使地基土中的孔隙水通过水平径向排至砂井或排水板，再通过砂井或排水板排至地表，与此同时地基逐步固结。但实际施工过程中，现有的预压排水固结方法存在以下问题:由地表竖向加压作用而产生的土中应力对土的水平向固结效应小，导致水平的径向排水固结时间较长，需要较长的时间才能达到工程要求，不仅影响工期，而且影响工程造价。因而若要采用现有的预压排水固结法在短时间内加固地基，必须加大地面荷载，而地面荷载的增加并不会根本改变地基中水平径向渗透固结速度，反而会使得地基土在重荷载作用下产生的应力使饱和软土的原始结构遭到严重破坏，导致其渗透性明显降低而使孔隙水压力难以消散而居高不下，导致地基加固的失败。因此，现有的预压排水固结法加固软土地基的时间较长，其主要原因是未能解决水平 向的径向固结，所需固结时间较长，一般为18至30个月，采用真空联合堆载预压也仅能将固结时间缩短至15个月左右。而对于具有大孔隙比、高含水量、低渗透性和低强度的饱和软土等不良土体，采用现有排水固结法进行固结时，需要更长的加载固结时间，一般需要I至3年。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种软土地基快速预压排水固结体系，其结构简单、设计合理、投入成本低且施工方便、排水固结速度快、使用效果好，大大缩短了预压排水固结时间。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:包括布设于需加固地基内的多个径向液压加压装置、与多个所述径向液压加压装置相配合使用的注浆系统、布设于需加固地基内的竖向排水装置和布设于需加固地基地表上的水平排水装置，所述水平排水装置与所述竖向排水装置的内部相通；所述径向液压加压装置包括一根底端密封且竖直向插打入需加固地基内的硬质直管，所述硬质直管插入地基内的部分为插入地基节段，所述插入地基节段为侧壁上开有多个通孔的筛管，且所述插入地基节段的外侧包覆有一层弹性密封膜三，所述弹性密封膜三的上下端部分别密封固定在所述插入地基节段的顶底部；所述注浆系统包括注浆设备和多根分别与注浆设备相接的注浆管道，所述注浆管道的数量与所述径向液压加压装置的数量相同，且多根所述注浆管道分别插入至多个所述径向液压加压装置的硬质直管内。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:还包括对需加固地基进行真空预压排水的真空预压排水装置和/或布设在需加固软地基上且在自身重力作用下对需加固软地基施加竖向荷载的堆载物；所述真空预压排水装置包括覆盖于需加固地基地表上的真空膜，且所述真空膜下方设置有外端部与真空泵相接的真空管道。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:还包括两道分别布设于需加固地基的左右两侧的侧向限位装置一，所述侧向限位装置一的纵向长度与需加固地基的纵向长度相同；所述侧向限位装置一为侧向液压限位装置一或限位挡板一，所述限位挡板一的底部设有刃脚。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:还包括布设在需加固地基内的侧向限位装置二，所述侧向限位装置二布设于两道所述侧向限位装置一之间，且所述侧向限位装置二的数量为一道或多道；所述侧向限位装置二的纵向长度与需加固地基的纵向长度相同；所述侧向限位装置二为侧向液压限位装置二或限位挡板二，所述限位挡板二的底部设有刃脚。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:两道所述侧向限位装置一呈平行布设，且所述侧向限位装置二与所述侧向限位装置一呈平行布设。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:所述弹性密封膜三的上端部通过密封盖固定在硬质直管顶部，且所述密封盖上设置有供注浆管道安装的注浆口 ；
·[0011]多个所述径向液压加压装置呈梅花型布设或者由前至后布设在一个或多个纵列上，相邻两个所述径向液压加压装置之间的间距为Im 2m;所述硬质直管的管径为Φ IOcm Φ 30cm。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:所述侧向液压限位装置一为整体板式限位装置一或组合式限位装置一；所述整体板式限位装置一包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质挡板一，所述硬质挡板一的内侧密封包覆有一层弹性密封膜一，且硬质挡板一与弹性密封膜一之间形成一个密封注浆腔一；所述密封注浆腔一通过注液管道一与注浆设备相接；所述组合式限位装置一由布设在同一直线上的多个限位单元一连续拼装而成；所述限位单元一包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质板条一，所述硬质板条一的内侧密封包覆有一层弹性密封膜二，且硬质板条一与弹性密封膜二之间形成一个密封注浆腔二 ；所述密封注浆腔二通过注液管道二与注浆设备相接；所述侧向液压限位装置二为整体板式限位装置二或组合式限位装置二；所述整体板式限位装置二包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质挡板二，所述硬质挡板二的左侧和/或右侧密封包覆有一层弹性密封膜四，且硬质挡板二与弹性密封膜四之间形成一个密封注浆腔四；所述密封注浆腔四通过注液管道四与注浆设备相接；所述组合式限位装置二由布设在同一直线上的多个限位单元二连续拼装而成；所述限位单元二包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质板条二，所述硬质板条二的左侧和/或右侧密封包覆有一层弹性密封膜五，且硬质板条二与弹性密封膜五之间形成一个密封注浆腔五；所述密封注浆腔五通过注液管道五与注浆设备相接。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:所述硬质挡板一为平直板、弧形板或波纹板，且硬质板条一为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形、方波形或形；所述弹性密封膜一、弹性密封膜二和弹性密封膜三的抗拉强度均不小于IMPa ;所述硬质挡板一和硬质板条一的耐压值不小于IMPa ；所述硬质挡板二为平直板、弧形板或波纹板，且硬质板条二为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形、方波形或形；所述弹性密封膜四和弹性密封膜五的抗拉强度均不小于IMPa ;所述硬质挡板二和硬质板条二的耐压值不小于IMPa。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:所述硬质挡板一为矩形板一，所述弹性密封膜一为矩形膜一，所述矩形膜一的前端、后端和底端分别密封固定在所述矩形板一的前端、后端和底端上，所述矩形膜一的顶端通过密封盖一固定在所述矩形板一的顶端上，且所述密封盖一的中部开有供注液管道一安装的注浆口一；所述硬质板条一为条形板一，所述弹性密封膜二为条形膜一，所述条形膜一的前端、后端和底端分别密封固定在所述条形板一的前端、后端和底端上，且所述条形膜一的顶端通过密封盖二固定在所述条形板一的顶端上，且所述密封盖二的中部开有供注液管道二安装的注浆口二；所述硬质直管为圆管，所述弹性密封膜三为圆筒状弹性密封膜一，所述圆筒状弹性密封膜一的顶端通过圆形密封盖一密封固定在硬质直管的顶端，所述圆筒状弹性密封膜一的底端通过圆形密封盖二密封固定在硬质直管的底端，且所述圆形密封盖一的中部开有供注浆管道安装的注浆口；
所述硬质挡板二为矩形板二，所述弹性密封膜四为矩形膜二，所述矩形膜二的前端、后端和底端分别密封固定在所述矩形板二的前端、后端和底端上，所述矩形膜二的顶端通过密封盖四固定在所述矩形板二的顶端上，且所述密封盖四的中部开有供注液管道四安装的注浆口四；所述硬质板条二为条形板二，所述弹性密封膜五为条形膜二，所述条形膜二的前端、后端和底端分别密封固定在所述条形板二的前端、后端和底端上，且所述条形膜二的顶端通过密封盖五固定在所述条形板二的顶端上，且所述密封盖五的中部开有供注液管道五安装的注浆口五。上述一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征是:两道所述限位挡板一上部通过多道连接杆连接为一体；所述组合式限位装置一中的所有硬质板条一紧固连接为一体，或者组合式限位装置一中前后相邻两个所述限位单元一之间设置有砂井；所述组合式限位装置二中的所有硬质板条二紧固连接为一体，或者组合式限位装置二中前后两个所述限位单元二之间设置有砂井。本实用新型与现有技术相比具有以下优点:1、体系结构简单、设计合理且投入成本低。2、排水固结方法操作灵活，既可以单独采用径向加压进行排水固结，也可以采用径向加压与真空预压联合或径向加压与堆载预压联合进行排水固结，同时也可以采用径向加压、真空预压与堆载预压联合进行排水固结。3、排水固结施工方法步骤简单、实现方便，只需采用打桩机将径向液压加压装置插打入需加固地基内，之后再通过注浆对四周土体提供径向压力，且维持液压进行排水，排水完成后只需通过继续注浆将密封弹性密封膜三迸裂即可。另外，待密封弹性密封膜三后，其内部的浆液在液压作用下自动流至周侧土体内，且流至土体内的浆液和硬质直管与需加固地基紧固连接为一体，从而进一步加强了对周侧土体的稳固作用。4、排水固结效果好，大大缩短了排水固结时间。5、同时设置有侧向限位装置一和侧向限位装置二，更一步保证了排水固结效果，同时侧向限位装置一和侧向限位装置二的布设方式均非常灵活，可根据实际具体需要进行布放。综上所述，本实用新型设计合理、施工方便、投入成本低且使用效果好、实用价值高，大大缩短了预压排水固结时间。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。图2为本实用新型实施例1中所采用径向液压加压装置与整体板式限位装置一的布设位置示意图。图3为采用本实用新型对软土地基进行预压排水时的方法流程框图。图4为本实用新型实施例2中所采用径向液压加压装置与组合式限位装置一的布设位置示意图。 图5为本实用新型实施例3中所采用径向液压加压装置与组合式限位装置一的布设位置示意图。图6为本实用新型实施例4中所采用径向液压加压装置、整体板式限位装置一与整体板式限位装置二的布设位置示意图。图7为本实用新型实施例5中所采用径向液压加压装置、整体板式限位装置一与整体板式限位装置二的布设位置示意图。图8为本实用新型实施例6中所采用径向液压加压装置、整体板式限位装置一与整体板式限位装置二的布设位置示意图。图9为本实用新型实施例7中所采用径向液压加压装置与整体板式限位装置一的布设位置示意图。图10为本实用新型实施例8中所采用径向液压加压装置、整体板式限位装置一与组合式限位装置二的布设位置示意图。图11为本实用新型实施例9中所采用径向液压加压装置与限位挡板一的布设位置示意图。图12为本实用新型实施例10的结构示意图。图13为本实用新型实施例11中所采用径向液压加压装置与限位挡板一的布设位置示意图。图14为本实用新型所采用径向液压加压装置外侧弹性密封膜三迸裂后的结构示意图。附图标记说明:I一整体板式限位装置一 ； 1-1 一硬质挡板一 ；1-2—弹性密封膜1-3—注液管道一 ；2—组合式限位装置一 ；2-1—硬质板条一；2-2—弹性密封膜二 ；3—径向液压加压装置；3-1—硬质直管；3-2—弹性密封膜三；5—塑料排水板；6—真空膜；9一整体板式限位装置二 ； 9_1一硬质挡板二 ；9_2—弹性密封膜四；10—组合式限位装置二 ；10-1—硬质板条二 ；10-2—弹性密封膜五；11一堆载物；12—注浆设备；13—注浆管道；14一限位挡板一 ；15—连接杆；16—砂井；17—7jC平垫层；18—砂袋；19—斜向支撑杆。
具体实施方式
实施例1如图1、图2所示，本实用新型包括布设于需加固地基内的多个径向液压加压装置
3、与多个所述径向液压加压装置3相配合使用的注浆系统、布设于需加固地基内的竖向排水装置和布设于需加固地基地表上的水平排水装置，所述水平排水装置与所述竖向排水装置的内部相通。所述径向液压加压装置3包括一根底端密封且竖直向插打入需加固地基内的硬质直管3-1，所述硬质直管3-1插入地基内的部分为插入地基节段，所述插入地基节段为侧壁上开有多个通孔的筛管，且所述插入地基节段的外侧包覆有一层弹性密封膜三3-2，所述弹性密封膜三3-2的上下端部分别密封固定在所述插入地基节段的顶底部。所述注浆系统包括注浆设备12和多根分别与注浆设备12相接的注浆管道13，所述注浆管道13的数量与所述径向液压加压装置3的数量相同，且多根所述注浆管道13分别插入至多个所述径向液压加压装置3的硬质直管3-1内。所述硬质直管3-1中未插入地基内的地上节段上未开设通孔。实际施工时，本实用新型还包括对需加固地基进行真空预压排水的真空预压排水装置和/或布设在需加固软地基上且在自身重力作用下对需加固软地基施加竖向荷载的堆载物11。所述真空预压排水装置包括覆盖于需加固地基地表上的真空膜6，且所述真空膜6下方设置有外端部与真空泵相接的真空管道。本实施例中，本实用新型还包括对需加固地基进行真空预压排水的真空预压排水装置实际施工时，也可以不设置真空预压排水装置，仅采用多个所述径向液压加压装置3且以径向加压的方式进行排水固结。本实施例中，所述水平排水装置为水平垫层17，所述竖向排水装置包括多道塑料排水板5。实际布设时，多道所述塑料排水板5呈梅花型布设或呈方形布设。[0062]本实施例中，所述弹性密封膜三3-2的上端部通过密封盖固定在硬质直管3-1顶部，且所述密封盖上设置有供注浆管道13安装的注浆口。本实施例中，所述硬质直管3-1为圆管，所述弹性密封膜三3-2为圆筒状弹性密封膜一，所述圆筒状弹性密封膜一的顶端通过圆形密封盖一密封固定在硬质直管3-1的顶端，所述圆筒状弹性密封膜一的底端通过圆形密封盖二密封固定在硬质直管3-1的底端，且所述圆形密封盖一的中部开有供注浆管道13安装的注浆口。实际施工时，多个所述径向液压加压装置3由前至后布设在同一纵列上或分多个纵列进行布设。本实施例中，多个所述径向液压加压装置3布设在同一纵列上，且多个所述径向液压加压装置3均不设在需加固地基的纵向中心线上。具体施工时，也可以根据实际需要对径向液压加压装置3的布设列数进行相应调整。一般来说，需加固地基的横向宽度越大，所布设径向液压加压装置3的纵向列数越多；需加固地基内需排水的水量越大，所布设径向液压加压装置3的纵向列数越多；需加固地基的排水固结时间越短，所布设径向液压加压装置3的纵向列数越多，反之亦然。本实施例中，多个所述径向液压加压装置3呈均匀布设，且前后相邻链各个所述径向液压加压装置3之间的间距为Im 2m。所述硬质直管3-1的管径为ΦΙΟοη C>30cm。同时，本实用新型还包括两道分别布设于需加固地基的左右两侧的侧向限位装置一，所述侧向限位装置一的纵向长度与需加固地基的纵向长度相同。实际施工过程中，所述侧向限位装置一为侧向液压限位装置一或限位挡板一 14，所述限位挡板一 14的底部设有刃脚。
本实施例中，所述侧向限位装置一为侧向液压限位装置一。实际施工时，所述侧向限位装置一也可以采用限位挡板一 14。实际施工时，所述侧向液压限位装置一为整体板式限位装置一 I或组合式限位装
置一 2。本实施例中，所述侧向液压限位装置一为整体板式限位装置一 I。具体施工时，所述侧向液压限位装置一也可以选用组合式限位装置一 2。本实施例中，所述整体板式限位装置一 I包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质挡板一 1-1，所述硬质挡板一 1-1的内侧密封包覆有一层弹性密封膜一 1-2，且硬质挡板
一1-1与弹性密封膜一 1-2之间形成一个密封注浆腔一。所述密封注浆腔一通过注液管道
一1-3与注浆设备12相接，具体是与注浆设备12相接。本实施例中，两道所述侧向液压限位装置一呈平行布设。实际加工时，所述硬质挡板一 1-1为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形、方波形或形。所述弹性密封膜一 1-2和弹性密封膜三3-2的抗拉强度均不小于IMPa ;所述硬质挡板一 1-1的耐压值不小于IMPa。本实施例中，所述弹性密封膜一 1-2和弹性密封膜三3-2的抗拉强度均为3MPa 5MPa ;所述硬质挡板一 1-1的耐压值不小于3MPa。本实施例中，所述波纹板的横截面形状为“实际施工时，所述硬质挡板一 1-1也可以选用平直板、弧形板或其它类型的波纹板。[0079]实际加工制作时，所述硬质挡板一 1-1为矩形板一，所述弹性密封膜一 1-2为矩形膜一，所述矩形膜一的前端、后端和底端分别密封固定在所述矩形板一的前端、后端和底端上，所述矩形膜一的顶端通过密封盖一固定在所述矩形板一的顶端上，且所述密封盖一的中部开有供注液管道一 1-3安装的注浆口一。本实施例中，所述矩形板一为双层板一，所述矩形膜一的前端、后端和底端分别紧固夹装于所述双层板一的如端、后端和底端的中部夹缝内。实际施工过程中，所述弹性密封膜一 1-2和弹性密封膜三3-2均为塑料膜或橡胶模。本实施例中，所述弹性密封膜一 1-2和弹性密封膜三3-2均为橡胶模。另外，本实施例中，本实用新型还包括在自身重力作用下对需加固软地基施加竖向荷载的堆载物11，所述堆载物11布设在真空膜6上。也就是说，本实施例中，采用径向加压、真空预压与堆载预压联合进行排水固结。实时施工时，也可以仅采用径向加压进行排水固结，或者采用径向加压与真空预压联合进行排水固结，或者采用径向加压与堆载预压联合进行排水固结。本实施例中，所述堆载物11为土堆。实际施工时，所述堆载物11也可以采用其它类型的承重物。如图3所示，采用本实用新型对软土地基进行快速预压排水时，包括以下步骤:步骤 一、径向液压加压装置施工:将多个所述径向液压加压装置3竖向插打入需加固地基内。实际对径向液压加压装置3进行施工时，具体是采用打桩机将外侧包裹有弹性密封膜三3-2的硬质直管3-1竖向插打入需加固地基内。本实施例中，对多个所述径向液压加压装置3进行施工的同时，还需对需加工地基左右两侧的两道所述整体板式限位装置一 I分别进行施工，具体是采用打桩机将外侧包裹有弹性密封膜一 1-2的硬质挡板一 1-1竖向插打入需加固地基的左右两侧土体内。步骤二、竖向排水装置与水平排水装置施工:先在需加固地基内布设所述竖向排水装置，再在需加固地基的地表上布设所述水平排水装置。本实施例中，待所述水平排水装置施工完成后，还需在所述水平排水装置上包覆一层真空膜6，并在真空膜6下方布设与真空泵相接的真空管道；与此同时，还需对在在真空膜6上布设堆载物11。步骤三、排水固结，其固结过程如下:步骤301、注浆直至达到径向压力达到预设值:通过所述注浆系统向多个所述径向液压加压装置3内注入浆液，直至各径向液压加压装置3内的液压均不小于0.2MPa为止。实际施工时，步骤301中所注入的浆液为混凝土、水泥砂浆或水与砂均匀混合而成的水砂混合物,所述水砂混合物中砂的重量比为90%±2%。本实施例中，步骤301中所注入的浆液为混凝土。本实施例中，通过所述注浆系统向多个所述径向液压加压装置3内注入浆液的同时，还需采用所述注浆系统向两道所述整体板式限位装置一I内同步注入浆液，且所注入的浆液为水、混凝土、水泥砂浆或水与砂均匀混合而成的水砂混合物，所述水砂混合物中砂的重量比为90% ±2%。[0096]步骤302、径向加压进行排水固结:维持多个所述径向液压加压装置3内的液压不变，以确保多个所述径向液压加压装置3持续对其周侧土体施加径向压力；与此同时，开启真空泵进行真空预压，从而实现径向液压、真空预压与堆载预压联合进行排水固结，直至需加固软地基达到预设固结要求。实际施工时，也可以不在真空膜6上布设堆载物11，从而实现径向液压与真空预压联合进行排水固结。同时，也可以不布设真空膜6、真空泵和堆载物11，实现仅通过径向加压进行排水固结。另外也可以不布设真空膜6和真空泵，仅在需加固地基上布设堆载物11，从而实现径向液压与堆载预压联合进行排水固结。本实施例中，步骤302中需加固软地基达到预设固结要求后，通过所述注浆系统继续向多个所述径向液压加压装置3内注入浆液，直至各径向液压加压装置3的弹性密封膜三3-2均迸裂，详见图14。实施例2如图4所示，本实施例中，与实施例1不同的是:所述侧向液压限位装置一为组合式限位装置一 2。所述组合式限位装置一 2由布设在同一直线上的多个限位单元一连续拼装而成；所述限位单元一包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质板条一 2-1，所述硬质板条一 2-1的内侧密封包覆有一层弹性密封膜二 2-2,且硬质板条一 2-1与弹性密封膜二2-2之间形成一个密封注浆腔二 ；所述密封注浆腔二通过注液管道二与注浆设备12相接。实际施工时，所述硬质板条一 2-1为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形、方波形或形。所述弹性密封膜二 2-2的抗拉强度均不小于IMPa ;所述硬质板条一 2-1的耐压值不小于IMPa。本实施例中，所述组合式限位装置一2中的所有硬质板条一2-1紧固连接为一体。本实施例中， 所述弹性密封膜二 2-2的抗拉强度为3MPa 5MPa ;所述硬质板条一2-1的耐压值不小于3MPa。本实施例中，所述波纹板的横截面形状为形。实际施工时，所述硬质板条一 2-1也可以选用平直板、弧形板或其它类型的波纹板。实际加工制作时，所述硬质板条一 2-1为条形板一，所述弹性密封膜二 2-2为条形膜一，所述条形膜一的前端、后端和底端分别密封固定在所述条形板一的前端、后端和底端上，且所述条形膜一的顶端通过密封盖二固定在所述条形板一的顶端上，且所述密封盖二的中部开有供注液管道二安装的注浆口二。本实施例中，所述条形板一为双层板二，所述条形膜一的前端、后端和底端分别密封固定在所述双层板_■的如端、后端和底端的中部夹缝内。实际施工过程中，所述弹性密封膜二 2-2为塑料膜或橡胶模。本实施例中，所述弹性密封膜二 2-2为橡胶模。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例1相同。本实施例中，实际进行预压排水固结时所采用的排水固结方法，与实施例1不同的是:步骤一中对多个所述径向液压加压装置3进行施工的同时，还需对需加工地基左右两侧的两道所述组合式限位装置一 2进行施工，具体是采用打桩机将多个外侧包裹有弹性密封膜二 2-2的硬质板条一 2-1，分别竖向插打入需加固地基的左右两侧土体内；步骤301中，通过所述注浆系统向多个所述径向液压加压装置3内注入浆液的同时，还需采用所述注浆系统向两道所述组合式限位装置一 2中的所有限位单元一内同步注入浆液，且所注入的浆液为水、混凝土、水泥砂浆或水与砂均匀混合而成的水砂混合物，所述水砂混合物中砂的重量比为90% ±2%。实施例3如图5所示，本实施例中，与实施例2不同的是:所述组合式限位装置一 2前后相邻两个所述限位单元一之间设置有一个砂井16。实际施工时，所述砂井16作为所述竖向排水装置进行竖向排水。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例2相同。本实施例中，实际进行预压排水固结时所采用的排水固结方法，与实施例2不同的是:步骤一中对多个所述径向液压加压装置3进行施工的同时，还需对所述组合式限位装置一 2中前后相邻两个所述限位单元一之间的砂井16进行施工。实施例4如图6所示，本实施例中，与实施例1不同的是:还包括布设在需加固地基内的侧向限位装置二 ； 所述侧向限位装置二布设于两道所述侧向限位装置一之间，且所述侧向限位装置二的数量为一道或多道；所述侧向限位装置二的纵向长度与需加固地基的纵向长度相同。所述侧向限位装置二与所述侧向限位装置一呈平行布设。多个所述径向液压加压装置3分两个纵列进行布设。本实施例中，所述侧向限位装置二的数量为一道。实际施工时，也可根据具体需要对所述侧向限位装置二的数量进行相应调整。一般来说，需加固地基的横向宽度越大，所布设侧向限位装置二的数量越多；需加固地基内需排水的水量越大，所布设侧向限位装置二的数量越多；需加固地基的排水固结时间越短，所布设侧向限位装置二的数量越多，反之亦然。实际施工时，所述侧向限位装置二为整体板式限位装置二 9或组合式限位装置二10。本实施例中，所述侧向限位装置二为整体板式限位装置二 9。所述整体板式限位装置二 9包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质挡板二9-1，所述硬质挡板二 9-1的左侧和/或右侧密封包覆有一层弹性密封膜四9-2，且硬质挡板二 9-1与弹性密封膜四9-2之间形成一个密封注浆腔四；所述密封注浆腔四通过注液管道四与注浆设备12相接，具体是与所述注浆设备12相接。实际加工时，所述硬质挡板二 9-1为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形、方波形或形。所述弹性密封膜四9-2的抗拉强度不小于IMPa ;所述硬质挡板二 9-1的耐压值不小于IMPa。本实施例中，所述弹性密封膜四9-2的抗拉强度均为3MPa 5MPa ;所述硬质挡板
二9-1的耐压值不小于3MPa。本实施例中，所述波纹板的横截面形状为“形。实际施工时，所述硬质挡板二 9-1也可以选用平直板、弧形板或其它类型的波纹板。实际加工制作时，所述硬质挡板二 9-1为矩形板二，所述弹性密封膜四9-2为矩形膜二，所述矩形膜二的前端、后端和底端分别密封固定在所述矩形板二的前端、后端和底端上，所述矩形膜二的顶端通过密封盖四固定在所述矩形板二的顶端上，且所述密封盖四的中部开有供注液管道四安装的注浆口四。本实施例中，所述矩形板二为双层板三，所述矩形膜二的前端、后端和底端分别紧固夹装于所述双层板三的前端、后端和底端的中部夹缝内。实际施工过程中，所述弹性密封膜四9-2为塑料膜或橡胶模。本实施例中，所述弹性密封膜四9-2为橡胶模。本实施例中，仅在所述硬质挡板二 9-1的右侧包覆一层弹性密封膜四9-2。实际施工时，也可以根据具体需要，仅在硬质挡板二 9-1的左侧包覆一层弹性密封膜四9-2，或者在硬质挡板二 9-1的左右两侧均包覆一层弹性密封膜四9-2。本实施例中，所采用软土地基快速预压排水固结体系的其它部分结构和连接关系，均与实施例1相同。本实施例中，实际进行预压排水固结时所采用的排水固结方法，与实施例1不同的是:步骤一中对多个所述径向液压加压装置3进行施工的同时，还需对所述整体板式限位装置二9进行施工，具体是采用打桩机将外侧包裹有弹性密封膜四9-2的硬质挡板二9-1竖向插打入需加固地基内；步骤301中，通过所述注浆系统向多个所述径向液压加压装置3内注入浆液的同时，还需采用所述注浆系统向所述整体板式限位装置二 9内同步注入浆液，且所注入的浆液为水、泥砂浆或水与砂均匀混合而成的水砂混合物，所述水砂混合物中砂的重量比为90% ±2%。实施例5如图7所示，本实施例中，与 实施例4不同的是:所述硬质挡板二 9-1的左右两侧均包覆一层弹性密封膜四9-2。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例4相同。实施例6如图8所示，本实施例中，与实施例4不同的是:所述侧向限位装置二的数量为两道，多个所述径向液压加压装置3分三个纵列进行布设。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例4相同。实施例7如图9所示，本实施例中，与实施例1不同的是:多个所述径向液压加压装置3分三个纵列进行布设。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例1相同。实施例8如图10所示，本实施例中，与实施例4不同的是:所述侧向限位装置二为组合式限位装置二 10，所述组合式限位装置二 10由布设在同一直线上的多个限位单元二连续拼装而成。所述限位单元二包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质板条二 10-1，所述硬质板条二 10-1的左侧和/或右侧密封包覆有一层弹性密封膜五10-2，且硬质板条二 10-1与弹性密封膜五10-2之间形成一个密封注浆腔五；所述密封注浆腔五通过注液管道五与注浆设备12相接，具体是与所述注浆设备12相接。实际加工时，所述硬质板条二 10-1为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形、方波形或“Hl”形。所述弹性密封膜五10-2的抗拉强度不小于IMPa ;所述硬质板条二 10-1的耐压值不小于IMPa。本实施例中，所述弹性密封膜四9-2的抗拉强度均为3MPa 5MPa ;所述硬质板条
二10-1的耐压值不小于3MPa。本实施例中，所述波纹板的横截面形状为“―”形。实际施工时，所述硬质板条二 10-1也可以选用平直板、弧形板或其它类型的波纹板。实际加工制作时，所述硬质板条二 10-1为条形板二，所述弹性密封膜五10-2为条形膜二，所述条形膜二的前端、后端和底端分别密封固定在所述条形板二的前端、后端和底端上，且所述条形膜二的顶端通过密封盖五固定在所述条形板二的顶端上，且所述密封盖五的中部开有供注液管道五安装的注浆口五。本实施例中，所述条形板二为双层板四，所述条形膜二的前端、后端和底端分别密封固定在所述双层板四的如端、后端和底端的中部夹缝内。实际施工过程中，所述弹性密封膜五10-2为塑料膜或橡胶模。本实施例中，所述弹性密封膜五10-2为橡胶模。本实施例中，仅在所述硬质板条二 10-1的左侧包覆一层弹性密封膜五10-2。实际施工时，也可以根据具体需要，仅在硬质板条二 10-1的左侧包覆一层弹性密封膜五10-2，或者在硬质板条二 10-1的左右两侧均包覆一层弹性密封膜五10-2。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例4相同。
`[0154]本实施例中，实际进行预压排水固结时所采用的排水固结方法，与实施例4不同的是:步骤301中，通过所述注浆系统向多个所述径向液压加压装置3内注入浆液的同时，还需采用所述注浆系统向所述组合式限位装置二 10中的各限位单元二内同步注入浆液，且所注入的浆液为水、泥砂浆或水与砂均匀混合而成的水砂混合物，所述水砂混合物中砂的重量比为90% ±2%。实施例9如图11所示，本实施例中，与实施例4不同的是:所述侧向限位装置一为限位挡板一 14，且所述限位挡板一 14的底部设有刃脚。实际加工时，所述限位挡板一 14为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形、方波形或形。本实施例中，所述限位挡板一 14为横截面形状为形的波纹板。实际施工时，所述限位挡板一 14也可以选用平直板、弧形板或其它类型的波纹板。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例4相同。本实施例中，实际进行预压排水固结时所采用的排水固结方法，与实施例1不同的是:步骤一中对多个所述径向液压加压装置3进行施工的同时，还需对需加工地基左右两侧的两道所述限位挡板一 14进行施工，具体是采用打桩机将两道所述限位挡板一 14分别竖向插打入需加固地基的左右两侧土体内；步骤301中，只需通过所述注浆系统向多个所述径向液压加压装置3内注入浆液即可。[0162]实施例10如图12所示，本实施例中，与实施例9不同的是:所述限位挡板一 14为平直板，所述平直板的顶部通过斜向支撑杆19进行支撑，且所述限位挡板一 14的上部外侧通过多个砂袋18进行稳固支撑。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例9相同。实施例11如图13所示，本实施例中，与实施例10不同的是:两道所述限位挡板一 14上部通过多道连接杆15连接为一体，多道所述连接杆15呈平行布设，且所述连接杆15与限位挡板一 14呈垂直布设。多个所述径向液压加压装置3分三个纵列进行布设。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例10相同。实 施例12本实施例中，与实施例1不同的是:多个所述径向液压加压装置3呈梅花型布设，多个所述径向液压加压装置3呈均匀布设，且相邻两个所述径向液压加压装置3之间的间距为Im 2m ;所述硬质直管3-1的管径为C1IOcm C>30cm。本实施例中，其它部分结构和连接关系，均与实施例1相同。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:包括布设于需加固地基内的多个径向液压加压装置(3)、与多个所述径向液压加压装置(3)相配合使用的注浆系统、布设于需加固地基内的竖向排水装置和布设于需加固地基地表上的水平排水装置，所述水平排水装置与所述竖向排水装置的内部相通；所述径向液压加压装置(3)包括一根底端密封且竖直向插打入需加固地基内的硬质直管(3-1)，所述硬质直管(3-1)插入地基内的部分为插入地基节段，所述插入地基节段为侧壁上开有多个通孔的筛管，且所述插入地基节段的外侧包覆有一层弹性密封膜三(3-2)，所述弹性密封膜三(3-2)的上下端部分别密封固定在所述插入地基节段的顶底部；所述注浆系统包括注浆设备(12)和多根分别与注浆设备(12)相接的注浆管道(13)，所述注浆管道(13)的数量与所述径向液压加压装置(3)的数量相同，且多根所述注浆管道(13)分别插入至多个所述径向液压加压装置(3)的硬质直管(3-1)内。
2.按照权利要求1所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:还包括对需加固地基进行真空预压排水的真空预压排水装置和/或布设在需加固软地基上且在自身重力作用下对需加固软地基施加竖向荷载的堆载物(11);所述真空预压排水装置包括覆盖于需加固地基地表上的真空膜(6)，且所述真空膜(6)下方设置有外端部与真空泵(8)相接的真空管道(7)。
3.按照权利要求1或2所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:还包括两道分别布设于需加固地基的左右两侧的侧向限位装置一，所述侧向限位装置一的纵向长度与需加固地基的纵向长度相同；所述侧向限位装置一为侧向液压限位装置一或限位挡板一(14)，所述限位挡板一(14)的底部设有刃脚。
4.按照权利要求3所述的 一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:还包括布设在需加固地基内的侧向限位装置二，所述侧向限位装置二布设于两道所述侧向限位装置一之间，且所述侧向限位装置二的数量为一道或多道；所述侧向限位装置二的纵向长度与需加固地基的纵向长度相同；所述侧向限位装置二为侧向液压限位装置二或限位挡板二，所述限位挡板二的底部设有刃脚。
5.按照权利要求4所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:两道所述侧向限位装置一呈平行布设，且所述侧向限位装置二与所述侧向限位装置一呈平行布设。
6.按照权利要求1或2所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:所述弹性密封膜三(3-2 )的上端部通过密封盖固定在硬质直管(3-1)顶部，且所述密封盖上设置有供注浆管道(13)安装的注浆口 ； 多个所述径向液压加压装置(3)呈梅花型布设或者由前至后布设在一个或多个纵列上，相邻两个所述径向液压加压装置(3)之间的间距为Im 2m;所述硬质直管(3-1)的管径为 Φ IOcm C>30cm。
7.按照权利要求5所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:所述侧向液压限位装置一为整体板式限位装置一(I)或组合式限位装置一(2);所述整体板式限位装置一(I)包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质挡板一(1-1 )，所述硬质挡板一(1-1)的内侧密封包覆有一层弹性密封膜一(1-2),且硬质挡板一(1-1)与弹性密封膜一(1-2)之间形成一个密封注浆腔一；所述密封注浆腔一通过注液管道一(1-3)与注浆设备(12)相接；所述组合式限位装置一(2)由布设在同一直线上的多个限位单元一连续拼装而成；所述限位单元一包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质板条一(2-1)，所述硬质板条一(2-1)的内侧密封包覆有一层弹性密封膜二(2-2)，且硬质板条一(2-1)与弹性密封膜二(2-2)之间形成一个密封注浆腔二 ；所述密封注浆腔二通过注液管道二与注浆设备(12)相接; 所述侧向液压限位装置二为整体板式限位装置二(9)或组合式限位装置二(10);所述整体板式限位装置二(9)包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质挡板二(9-1)，所述硬质挡板二(9-1)的左侧和/或右侧密封包覆有一层弹性密封膜四(9-2)，且硬质挡板二(9-1)与弹性密封膜四(9-2)之间形成一个密封注浆腔四；所述密封注浆腔四通过注液管道四与注浆设备(12)相接；所述组合式限位装置二(10)由布设在同一直线上的多个限位单元二连续拼装而成；所述限位单元二包括一块竖直向插入需加固地基内的硬质板条二(10-1)，所述硬质板条二(10-1)的左侧和/或右侧密封包覆有一层弹性密封膜五(10-2)，且硬质板条二(10-1)与弹性密封膜五(10-2)之间形成一个密封注浆腔五；所述密封注浆腔五通过注液管道五与注浆设备(12)相接。
8.按照权利要求7所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:所述硬质挡板一(1-1)为平直板、弧形板或波纹板，且硬质板条一(2-1)为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形或方波形；所述弹性密封膜一(1-2)、弹性密封膜二(2-2)和弹性密封膜三(3-2)的抗拉强度均不小于IMPa ;所述硬质挡板一(1-1)和硬质板条 一(2-1)的耐压值不小于IMPa ； 所述硬质挡板二(9-1)为平直板、弧形板或波纹板，且硬质板条二(10-1)为平直板、弧形板或波纹板，所述波纹板的横截面形状为正弦波形、锯齿波形或方波形；所述弹性密封膜四(9-2)和弹性密封膜五(10-2)的抗拉强度均不小于IMPa ;所述硬质挡板二(9_1)和硬质板条二(10-1)的耐压值不小于IMPa。
9.按照权利要求7所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:所述硬质挡板一(1-1)为矩形板一，所述弹性密封膜一(1-2)为矩形膜一，所述矩形膜一的前端、后端和底端分别密封固定在所述矩形板一的前端、后端和底端上，所述矩形膜一的顶端通过密封盖一固定在所述矩形板一的顶端上，且所述密封盖一的中部开有供注液管道一(1-3)安装的注浆口一 ； 所述硬质板条一(2-1)为条形板一，所述弹性密封膜二(2-2)为条形膜一，所述条形膜一的前端、后端和底端分别密封固定在所述条形板一的前端、后端和底端上，且所述条形膜一的顶端通过密封盖二固定在所述条形板一的顶端上，且所述密封盖二的中部开有供注液管道二安装的注浆口二； 所述硬质直管(3-1)为圆管，所述弹性密封膜三(3-2)为圆筒状弹性密封膜一，所述圆筒状弹性密封膜一的顶端通过圆形密封盖一密封固定在硬质直管(3-1)的顶端，所述圆筒状弹性密封膜一的底端通过圆形密封盖二密封固定在硬质直管(3-1)的底端，且所述圆形密封盖一的中部开有供注浆管道(13)安装的注浆口 ； 所述硬质挡板二(9-1)为矩形板二，所述弹性密封膜四(9-2)为矩形膜二，所述矩形膜二的前端、后端和底端分别密封固定在所述矩形板二的前端、后端和底端上，所述矩形膜二的顶端通过密封盖四固定在所述矩形板二的顶端上，且所述密封盖四的中部开有供注液管道四安装的注浆口四； 所述硬质板条二(10-1)为条形板二，所述弹性密封膜五(10-2)为条形膜二，所述条形膜二的前端、后端和底端分别密封固定在所述条形板二的前端、后端和底端上，且所述条形膜二的顶端通过密封盖五固定在所述条形板二的顶端上，且所述密封盖五的中部开有供注液管道五安装的注浆口五。
10.按照权利要求7所述的一种软土地基快速预压排水固结体系，其特征在于:两道所述限位挡板一(14)上部通过多道连接杆(15)连接为一体；所述组合式限位装置一(2)中的所有硬质板条一(2-1)紧固连接为一体，或者组合式限位装置一(2)中前后相邻两个所述限位单元一之间设置有砂井(16);所述组合式限位装置二(10)中的所有硬质板条二(10-1)紧固连接为一体，或者组合式限位装置二( 10)中前后两个所述限位单元二之间设置有砂井(16) 。
专利摘要本实用新型公开了一种软土地基快速预压排水固结体系，包括布设于需加固地基内的多个径向液压加压装置、与多个径向液压加压装置相配合使用的注浆系统、布设于需加固地基内的竖向排水装置和布设于需加固地基地表上的水平排水装置，水平排水装置与所述竖向排水装置的内部相通；径向液压加压装置包括一根底端密封且竖直向插打入需加固地基内的硬质直管，硬质直管插入地基内的部分为插入地基节段，且插入地基节段的外侧包覆有一层弹性密封膜三，弹性密封膜三上下端部分别密封固定在插入地基节段的顶底部；注浆系统包括注浆设备和多根注浆管道。本实用新型设计合理、施工方便、投入成本低且使用效果好、实用价值高，大大缩短了预压排水固结时间。
文档编号E02D3/10GK203096717SQ20122063649
公开日2013年7月31日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者李晓军, 李来宾 申请人:李晓军