專利名稱：一種步履移動式插設(shè)機及大面積超軟弱地基快速加固法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程、港口工程、公路和橋梁工程等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于大面積超軟弱地基的插設(shè)機及大面積超軟弱地基的快速加固方法。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化的迅速擴張，各個沿海城市都在大力發(fā)展沿海經(jīng)濟(jì)帶和臨海工業(yè)區(qū)，在近海灘涂上圍海造地的工程越來越多。圍海造地吹填砂較理想，加固技術(shù)簡易而且加固成本較低，但由于砂源緊缺，難以滿足圍海造陸工程所需大量吹填砂的要求，而且砂土價格昂貴。近年來，圍海造地通常結(jié)合航道清淤、疏浚工程，采用疏浚土作為圍海造陸的填土，解決了清淤工程拋填場地問題，又解決了圍海造陸工程的吹填材料來源困難問題。疏浚土主要材料是淤泥，通絞吸船等機械吹填至施工場地后，往往在表面形成超軟弱土，含水量極高，通常達(dá)100% 300%，處于流動狀態(tài)；而且吹填土以下也廣泛分布著深厚的軟粘土土層，該土層具有含水量高、壓縮性大、強度及承載力低等特點，道路、集裝箱堆場以及各種設(shè)施的建設(shè)都將在這些軟土地基上進(jìn)行，因此在進(jìn)行正式使用施工之前必須對地基進(jìn)行加固處理，才能把圍海造陸所得的土地作為建設(shè)用地。由于吹填淤泥土區(qū)域表層為超軟弱土，處于流動狀態(tài)，強度及承載力極低，各種施工設(shè)備都將陷入超軟弱土之中，無法進(jìn)行排水砂墊層、塑料排水板或袋裝砂井等常規(guī)加固工藝的施工。針對上述難題，近來年出現(xiàn)了淺表層處理，常見的淺表層處理方法主要有(1) 自然晾曬處理，缺點是施工效率低，施工工期長；( 在超軟弱土(浮泥 淤泥)上鋪設(shè)編織布、荊芭和數(shù)層土工格柵等施工危險性高，而且形成不均勻地基，工后差異沉降大；(3) 淺表層真空預(yù)壓快速加固法等，加固效果良好，但成本高。在經(jīng)淺表層快速加固處理后，仍要進(jìn)行二次處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)超軟弱土地基快速、低價、高效處理的難題，提供一種可應(yīng)用于大面積超軟弱地基的步履移動式插設(shè)機。本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用上述步履移動式插設(shè)機的大面積超軟弱地基快速加固法。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種步履移動式插設(shè)機，包括縱向浮臺，浮臺表面設(shè)置有縱向?qū)к墸皺M向輔助浮臺，及浮臺移動支撐梁，所述浮臺移動支撐梁兩端設(shè)有底輪，可滑行于所述縱向?qū)к?，浮臺移動支撐梁還設(shè)有沿梁方向的橫向?qū)к?，所述縱向浮臺通過連接機構(gòu)連接于所述浮臺移動支撐梁且可相對于所述橫向輔助浮臺作豎向升降運動，所述橫向輔助平臺通過連接機構(gòu)懸掛于所述浮臺移動支撐梁下方且可相對于所述浮臺移動支撐梁作豎向升降運動，并可沿所述橫向?qū)к壸魉綑M向移動；及插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁，所述插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁兩端設(shè)有底輪，可滑行于所述縱向?qū)к?，所述插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁表面設(shè)置有沿梁方向的橫向移動導(dǎo)軌；及安設(shè)于所述插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁上并可滑行于所述橫向移動導(dǎo)軌的插設(shè)系統(tǒng)；及液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)含有液壓回路，所述液壓回路包括用于驅(qū)動所述浮臺作縱向及豎向升降運動的、及用于驅(qū)動所述輔助浮臺作水平橫向移動或豎向升降運動的液壓
直ο作為一種實施方式，所述浮臺或輔助浮臺是由型鋼焊接圍合成組合框架式箱體單元，并由若干個所述箱體單元續(xù)接構(gòu)成。具體地，所述插設(shè)系統(tǒng)包括滑行于所述橫向移動導(dǎo)軌的插設(shè)車及安置于插設(shè)車上的插設(shè)裝置。進(jìn)一步地，所述插設(shè)系統(tǒng)還包括用于穩(wěn)定插設(shè)裝置的立架?？蛇x地，所述插設(shè)裝置采用液壓式或振動式或靜壓-變速式插設(shè)機械。一種大面積超軟弱土地基快速排水固結(jié)法，包括以下操作步驟(1)采用如權(quán)利要求1 5所述的步履移動式插設(shè)機在超軟弱土地基上行走并插設(shè)豎向排水系統(tǒng)，所述豎向排水系統(tǒng)為排水板、濾管、盲溝、軟式透水管、袋裝砂井、砂袋等；(2)在泥面上鋪設(shè)水平向排水系統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水管路和抽真空系統(tǒng)組成；(3)將豎向排水系統(tǒng)端頭與水平排水管路連接，將上述水平豎向連接系統(tǒng)埋入泥面0. 5 Im地表下；(4)對抽真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，待超軟弱土地基表層形成硬殼層后，在泥面鋪設(shè) 1 3層密封膜，并在加固區(qū)邊界將密封膜埋入泥面以下不小于0. Sm。(5)繼續(xù)對抽真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空至滿足沉降和固結(jié)度要求，或進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓地基處理、真空卸載后強夯處理。其中，所述水平排水管路可以選用濾管、盲溝、軟式透水管等的一種或若干種，管外包一層無紡布。其中，所述抽真空系統(tǒng)可選用真空射流泵或潛水泵。本發(fā)明的步履移動式插設(shè)機，可以直接在超軟弱土地基上縱橫向行走施工作業(yè)， 并能一次插設(shè)深度穿透吹填土層和下臥軟土層，滿足地基處理深度要求，，并且能夠自行進(jìn)行縱橫向快速移動，有效克服了常規(guī)插設(shè)施工時承載力不足問題，從而解決以往必須進(jìn)行淺表層處理的缺點，得以順利地實施排水固結(jié)法處理大面積超軟弱土地基。與以往的軟基加固法相比，本發(fā)明的大面積超軟弱土地基加固法無需淺表層預(yù)處理，深層地基處理也無需鋪設(shè)排水砂墊層，可以對超軟弱土一次處理到位，可以使施工期縮短，成本降低。特別是無需鋪設(shè)砂墊層，不受砂源條件限制，對降低成本、保護(hù)環(huán)境均有著重要的意義。本發(fā)明具有以下一些優(yōu)點(1)在超軟弱土地基上，無需進(jìn)行淺表層預(yù)處理或鋪設(shè)土工墊層，無需吃水深度，可以直接在超軟弱土地基上縱橫向行走施工作業(yè)。靈活性好，浮力大，穩(wěn)定性好，具有足夠的抗風(fēng)能力。(2) 一次插設(shè)深度可穿透吹填土層和下臥軟土層，滿足地基處理深度要求，插設(shè)裝置定位準(zhǔn)確，插設(shè)的間距和傾角能控制在允許誤差范圍內(nèi)。(3)應(yīng)用范圍廠，地基處理造價低，施工速度快，操縱方便、自動化程度較高、工期短等。本地基處理加固法無需鋪設(shè)砂墊層，尤其適用于砂源緊缺地區(qū)。


圖1為本發(fā)明的步履移動式插設(shè)機俯向示意圖。圖2為采用步履移動式插設(shè)機插豎向排水系統(tǒng)示意圖。圖3為大面積超軟弱土地基快速加固法示意圖。圖4為采用聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固軟土地基示意圖。圖5為卸載后采用強夯機械固結(jié)軟基的示意圖。圖中1待處理地基；2原泥面；3步履移動式插設(shè)機；4豎向排水系統(tǒng)；5導(dǎo)軌；6浮臺；7輔助浮臺；8插設(shè)裝置；9插設(shè)車；10插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁；11浮臺移動支撐梁；12立架；14 土工布；15密封膜；16水平排水管路；17抽真空系統(tǒng)；18堆載預(yù)壓；19強夯機械；20 大面積超軟弱土地基快速加固法處理后地表面；21液壓系統(tǒng)。具體實施方法如圖1所示為本發(fā)明的步履移動式插設(shè)機?？v向浮臺6表面設(shè)置有縱向?qū)к?。 縱向浮臺6架設(shè)于浮臺移動支撐梁11之下，浮臺移動支撐梁11兩端設(shè)有底輪，可滑行于縱向浮臺表面的縱向?qū)к墶８∨_移動支撐梁11還設(shè)有沿梁方向的橫向?qū)к?。輔助浮臺7安設(shè)于浮臺移動支撐梁下方，可沿梁方向的橫向?qū)к壸魉綑M向移動，除此之外，輔助浮臺7 還可相對于浮臺移動支撐梁作豎向升降運動。縱向浮臺6或橫向輔助浮臺7是由型鋼焊接圍合成組合框架式箱體單元，再由若干個所述箱體單元續(xù)接構(gòu)成。浮臺之間架設(shè)有插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁10，插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁兩端設(shè)有底輪，可滑行于縱向浮臺表面的縱向?qū)к?。插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁10表面設(shè)置有沿梁方向的橫向移動導(dǎo)軌。插設(shè)車9可沿該橫向移動導(dǎo)軌滑行。插設(shè)車9上設(shè)置有插設(shè)裝置8。由于插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁10可沿導(dǎo)軌5作前后方向的縱向移動，而插設(shè)車可沿插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁 10左右橫向移動，由此插設(shè)裝置8可沿縱、橫方向移動進(jìn)行插設(shè)作業(yè)。此外，為了保證插設(shè)裝置在操作時不偏位、保持豎直，還設(shè)有立架。插設(shè)裝置可選用現(xiàn)用的插設(shè)裝置，如液壓式或振動式插設(shè)機械，在此不作贅述。液壓系統(tǒng)21包括液壓回路，液壓回路上設(shè)置有液壓裝置，該液壓裝置用于驅(qū)動橫向輔助浮臺7作水平橫向移動或作豎直升降運動，及驅(qū)動縱向浮臺6作縱向移動、橫向移動及豎直升降運動。液壓系統(tǒng)的設(shè)置位置、液壓裝置對縱向浮臺及橫向輔助浮臺的驅(qū)動的機構(gòu)連接方式可采用現(xiàn)有的機械連接及液壓缸實現(xiàn)，均為現(xiàn)有技術(shù)，且裝配位置按實際施工情況而定，在此不作贅述。具體操作如下進(jìn)行縱向移動時，通過液壓系統(tǒng)將輔助浮臺7壓入超軟弱土地基1中，其產(chǎn)生的浮力可以頂起浮臺6和插設(shè)系統(tǒng)，利用液壓系統(tǒng)將浮臺6縱向移動一定距離，然后通過液壓系統(tǒng)將浮臺6壓入超軟弱土地基中，同時提升輔助浮臺7，使輔助浮臺7處于懸掛在浮臺橫向移動支撐梁11，此時步履移動式插設(shè)機由浮臺6支撐，將輔助浮臺7與浮臺橫向移動支撐梁 11 一起縱向移動一定距離。依次交替下壓、頂起、縱向移動輔助浮臺和浮臺，可向前方或后方縱向平移。輔助浮臺可通過液壓缸的半伸出起到輔助浮動的作用，加大浮力面積和提高步履移動式插設(shè)機的穩(wěn)定性。進(jìn)行橫向移動時，將輔助浮臺7壓入超軟弱土地基中，其產(chǎn)生的浮力可頂起浮臺6 和插設(shè)系統(tǒng)，通過液壓系統(tǒng)將浮臺6及浮臺橫向移動支撐梁11橫向移動一定距離，然后通過液壓系統(tǒng)將浮臺6壓入超軟弱土地基中，同時提升輔助浮臺7，使輔助浮臺7懸掛在橫向移動支撐梁11，此時步履移動式插設(shè)由浮臺6支撐，將輔助浮臺7沿橫向移動支撐梁11橫向移動一定距離。依次交替下壓、頂起、橫向移動輔助浮臺和浮臺，可向左方或右方水平移動。通過上述的行走方式，浮動插設(shè)機可以在超軟弱土地基上縱橫向行走，并進(jìn)行插設(shè)施工作業(yè)。在大面積超軟弱地基采用步履移動式插設(shè)機插設(shè)豎向排水系統(tǒng)，然后進(jìn)行大面積超軟弱土地基快速加固法地基處理，具體如下列實例所述實施例1如圖2和圖3所示①采用步履移動式插設(shè)機插設(shè)豎向排水系統(tǒng)，豎向排水系統(tǒng)可采用如排水板4、濾管、盲溝、軟式透水管、袋裝砂井、砂袋等；②在泥面上埋設(shè)水平向排水系統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水管路16和抽真空系統(tǒng)17組成。如在泥面上鋪設(shè)水平排水管路16，可采用濾管、盲溝、軟式透水管等，外包一層無紡布；抽真空系統(tǒng)可選用真空射流泵或潛水泵；③將豎向排水端頭與水平排水管路16連接，連接時保證水平排水系統(tǒng)和豎向排水系統(tǒng)接頭處透水通暢并隔土，將上述水平豎向連接系統(tǒng)埋入泥面0. 5 Im地表下；④對抽真空系統(tǒng)17進(jìn)行抽真空，待超軟弱土地基表層形成硬殼層后，在泥面鋪設(shè) 1 3層密封膜，并在加固區(qū)邊界將密封膜埋入泥面以下不小于0. Sm。⑤繼續(xù)對抽真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空至滿足沉降和固結(jié)度要求。實施例2如圖2和圖4所示①采用步履移動式插設(shè)機插設(shè)豎向排水系統(tǒng)，豎向排水系統(tǒng)可采用如排水板4、濾管、盲溝、軟式透水管、袋裝砂井、砂袋等；②在泥面上埋設(shè)水平向排水系統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水管路16和抽真空系統(tǒng)17組成。如在泥面上鋪設(shè)水平排水管路16，可采用濾管、盲溝、軟式透水管等，外包一層無紡布；抽真空系統(tǒng)可選用真空射流泵或潛水泵；③將豎向排水系統(tǒng)端頭與水平排水管路16連接，連接時保證水平排水系統(tǒng)和豎向排水系統(tǒng)接頭處透水通暢并隔土，將上述水平排水系統(tǒng)埋入泥面0. 5 Im地表下；④對抽真空系統(tǒng)17進(jìn)行抽真空，待超軟弱土地基表層形成硬殼層后，在泥面鋪設(shè) 1 3層密封膜，并在加固區(qū)邊界將密封膜埋入泥面以下不小于0. Sm。⑤繼續(xù)對抽真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，真空恒載一定時間后堆載18，進(jìn)行真空聯(lián)合聯(lián)合堆載預(yù)壓。實施例3如圖2和圖5所示①采用步履移動式插設(shè)機插設(shè)豎向排水系統(tǒng)，豎向排水系統(tǒng)可采用如排水板4、濾管、盲溝、軟式透水管、袋裝砂井、砂袋等；②在泥面上埋設(shè)水平向排水系統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水管路16和抽真空系統(tǒng)17組成。如在泥面上鋪設(shè)水平排水管路16，可采用濾管、盲溝、軟式透水管等，外包一層無紡布；抽真空系統(tǒng)可選用真空射流泵或潛水泵；③將豎向排水系統(tǒng)端頭與水平排水管路16連接，連接時保證水平排水系統(tǒng)和豎向排水系統(tǒng)接頭處透水通暢并隔土，將上述水平豎向連接系統(tǒng)埋入泥面0. 5 Im地表下；④對抽真空系統(tǒng)17進(jìn)行抽真空，待超軟弱土地基表層形成硬殼層后，在泥面鋪設(shè) 1 3層密封膜，并在加固區(qū)邊界將密封膜埋入泥面以下不小于0. Sm。⑤繼續(xù)對抽真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，當(dāng)預(yù)壓地基達(dá)到一定固結(jié)程度后，卸載真空荷載，再采用強夯機械20，進(jìn)行強夯動力固結(jié)軟基。
權(quán)利要求
1.一種步履移動式插設(shè)機，其特征在于包括縱向浮臺，浮臺表面設(shè)置有縱向?qū)к墸皺M向輔助浮臺，及浮臺移動支撐梁，所述浮臺移動支撐梁兩端設(shè)有底輪，可滑行于所述縱向?qū)к墸∨_移動支撐梁還設(shè)有沿梁方向的橫向?qū)к?，所述縱向浮臺通過連接機構(gòu)連接于所述浮臺移動支撐梁且可相對于所述橫向輔助浮臺作豎向升降運動，所述橫向輔助平臺通過連接機構(gòu)懸掛于所述浮臺移動支撐梁下方且可相對于所述浮臺移動支撐梁作豎向升降運動，并可沿所述橫向?qū)к壸魉綑M向移動；及插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁，所述插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁兩端設(shè)有底輪，可滑行于所述縱向?qū)к?，所述插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁表面設(shè)置有沿梁方向的橫向移動導(dǎo)軌；及安設(shè)于所述插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁上并可滑行于所述橫向移動導(dǎo)軌的插設(shè)系統(tǒng)；及液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)含有液壓回路，所述液壓回路包括用于驅(qū)動所述縱向浮臺作縱向、橫向及豎向升降運動的、及用于驅(qū)動所述橫向輔助浮臺作水平橫向移動或豎向升降運動的液壓裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步履移動式插設(shè)機，其特征在于所述浮臺或輔助浮臺是由型鋼焊接圍合成組合框架式箱體單元，并由若干個所述箱體單元續(xù)接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步履移動式插設(shè)機，其特征在于所述插設(shè)系統(tǒng)包括滑行于所述橫向移動導(dǎo)軌的插設(shè)車及安置于插設(shè)車上的插設(shè)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的步履移動式插設(shè)機，其特征在于所述插設(shè)系統(tǒng)還包括用于穩(wěn)定插設(shè)裝置的立架。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的步履移動式插設(shè)機，其特征在于所述插設(shè)裝置采用液壓式或振動式或靜壓-變速式插設(shè)機械。
6.一種大面積超軟弱土地基快速排水固結(jié)法，其特征在于包括以下操作步驟(1)采用如權(quán)利要求1 5所述的步履移動式插設(shè)機在超軟弱土地基上行走并插設(shè)豎向排水系統(tǒng)，所述豎向排水系統(tǒng)為排水板、濾管、盲溝、軟式透水管、袋裝砂井、砂袋等；(2)在泥面上鋪設(shè)水平向排水系統(tǒng)，水平排水系統(tǒng)由水平排水管路和抽真空系統(tǒng)組成；(3)將豎向排水系統(tǒng)端頭與水平排水管路連接，將上述水平排水系統(tǒng)埋入泥面0.5 Im地表下；(4)對抽真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，待超軟弱土地基表層形成硬殼層后，在泥面鋪設(shè)1 3 層密封膜，并在加固區(qū)邊界將密封膜埋入泥面以下不小于0. Sm。(5)繼續(xù)對抽真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空至滿足沉降和固結(jié)度要求，或進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓地基處理、真空卸載后強夯處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述水平排水管路可以選用濾管、盲溝、 軟式透水管等的一種或若干種，管外包一層無紡布。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述抽真空系統(tǒng)可選用真空射流泵或潛水泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種步履移動式插設(shè)機，包括縱向浮臺、橫向輔助浮臺、浮臺移動支撐梁、插設(shè)系統(tǒng)移動支撐梁、插設(shè)系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)。本發(fā)明還公開了采用如上步履移動式插設(shè)機在超軟弱土地基上行走并插設(shè)豎向排水系統(tǒng)的大面積超軟弱土地基快速排水固結(jié)法。與以往的軟基加固法相比，本發(fā)明的大面積超軟弱土地基加固法無需淺表層預(yù)處理，深層地基處理也無需鋪設(shè)排水砂墊層，可以對超軟弱土一次處理到位，可以使施工期縮短，成本降低。特別是無需鋪設(shè)砂墊層，不受砂源條件限制，對降低成本、保護(hù)環(huán)境均有著重要的意義。
文檔編號E02D3/00GK102277866SQ20111011394
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者乜樹強, 馮曉莉, 張功新, 彭超興, 林軍華, 林涌潮, 羅彥, 胡繼業(yè), 董志良, 邱青長, 黃錦雄 申請人:中交四航工程研究院有限公司, 中交第四航務(wù)工程局有限公司, 中國港灣工程有限責(zé)任公司, 廣州四航巖土技術(shù)工程有限公司, 廣州港灣工程質(zhì)量檢測有限公司