專利名稱：用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于淤泥處理的結(jié)構(gòu)，更具體地說，尤其涉及一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及該空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用方法。
背景技術(shù)：
沿海地區(qū)地層普遍存在30 40米的淤泥或淤泥質(zhì)土層。軟土一般為飽和，呈流塑狀，微層理發(fā)育，含貝殼碎片，見腐殖質(zhì)，主要由淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，或淤泥質(zhì)粘土。軟土的工程性質(zhì)具有以下特點(1)天然含水量高( 天然孔隙比大C3)壓縮性高(4)滲透性弱(5)固結(jié)系數(shù)小(6)粘聚力小(7)承載力低⑶觸變性強等。在處理軟土方面，主要有以下措施(1)傳采用攪拌樁、旋噴樁、碎石樁、CFG樁等形成復(fù)合地基；(2)排水固結(jié)法包括了堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法，固結(jié)淤泥。(3)采用一定的化學(xué)材料與淤泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的物質(zhì)，以固化淤泥。(4)采用電滲法降低淤泥含水量。經(jīng)以上方法進(jìn)行軟土處理后，仍然存在如下問題(1)淤泥加固費用高，但是地基承載力提高不大；(2)淤泥加固時間長，如采用堆載預(yù)壓工藝，處理時間為1 3年才可以達(dá)到將淤泥中孔隙水排出的效果；(3)加固深度有效，如真空預(yù)壓加固深度在10米左右，普通攪拌樁加固深度在15 米左右，這樣造成軟弱下臥層在有些情況下不能滿足要求；(4)工后沉降大，通常表現(xiàn)為地表沉降過大，拉裂管線嚴(yán)重影響建筑物、構(gòu)筑物建成后的使用。(5)由于地面沉降大，造成建筑物基礎(chǔ)外露，對已建成建筑物基礎(chǔ)受力非常不利。(6)對公路、鐵路路基而言，較大的工后沉降是會嚴(yán)重影響行車安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有淤泥地基處理中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可快速提高淤泥承載力和減少沉降的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是提供上述空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用方法。本發(fā)明的前一目的是這樣實現(xiàn)的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)包括至少兩根豎向支撐件，在豎向支撐件之間設(shè)有若干連接件，豎向支撐件與連接件共同形成剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，所述剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)外圍和/或內(nèi)圍
包裹有第一柔性網(wǎng)格。上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，所述的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為至少有三個面的空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，所述的豎向支撐件的數(shù)量為四根。上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，所述空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件之間沿水平方向或沿豎直方向呈交叉狀設(shè)有若干第二柔性網(wǎng)格。上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，所述空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件之間設(shè)有定型架，各豎向支撐件分別與定型架固定連接。上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，所述的豎向支撐件和定型架上均設(shè)有拉環(huán)，在對應(yīng)的拉環(huán)中串設(shè)有用于捆綁豎向支撐件和定型架的繩索。上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，所述的連接件為套環(huán)，套環(huán)與豎向支撐件通過螺栓固定連接。本發(fā)明的后一目的是這樣實現(xiàn)的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用方法，該方法包括下述步驟(1)預(yù)制剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；(2)根據(jù)需要約束流動的淤泥深度、位置及范圍，計算出剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分布密度和范圍；(3)將預(yù)制好的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)依次壓入待約束流動的淤泥中。上述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用方法中，所述相鄰的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)所能約束的淤泥范圍相互之間部分重疊，形成整體的空間約束塊。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，通過連接件連接若干豎向支撐件，并在豎向支撐件之間設(shè)置固定在剛性網(wǎng)格上的柔性網(wǎng)格，再壓入淤泥等軟土中，形成剛?cè)峤Y(jié)合的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)， 用以增強淤泥整體性，約束淤泥流動，提高淤泥承載力和減少淤泥變形。在路基處理、房屋地面層處理、建構(gòu)筑物地基處理等各方面均可以有效降低工程造價，提高工程安全度，保證工程安全、經(jīng)濟、快速的實施。本發(fā)明具有明結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、受力傳力明確合理的優(yōu)點。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下述的優(yōu)點及有益效果1)本發(fā)明創(chuàng)新性提出用網(wǎng)格約束淤泥等軟土，改變了傳統(tǒng)淤泥處理的地基處理方法和思路。由于淤泥的性質(zhì)為類似于膏體，孔隙率大，含水量高，滲透系數(shù)小，強度低，同時含有較多有機質(zhì)，采用各種化學(xué)材料固化淤泥的化學(xué)方法和壓力擠排孔隙水物理方法處理效果均不是很理想。采用在地面形成的剛?cè)峤Y(jié)合網(wǎng)格結(jié)構(gòu)約束淤泥流動，從本質(zhì)上解決了淤泥膏體力學(xué)性質(zhì)對工程的影響，達(dá)到增大強度，提高變形能力，減少施工工期等效果。2)在網(wǎng)格約束淤泥的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的化學(xué)材料固化淤泥的化學(xué)方法和壓力擠排孔隙水物理方法處理淤泥等成熟技術(shù)，可以達(dá)到更好的處理效果。3)空間剛性網(wǎng)格在淤泥中形成剛性骨架，能夠大幅提高淤泥承載能力和變形能力，對工后沉降這個工程難題尤為有效。由于剛性骨架在淤泥中形成以后，作用于地基的主要由骨架承擔(dān)進(jìn)而傳遞到深層地基中，網(wǎng)格內(nèi)淤泥流動又給明顯約束了，這樣相當(dāng)于用物理方法固化了淤泥，同時也減少了淺層淤泥受力，工后沉降將會得到有效降低。4)傳統(tǒng)淤泥處理方法施工工序步驟多、施工周期長、現(xiàn)場施工量大，施工質(zhì)量控制點多。而采用預(yù)制件后，預(yù)制件可以在工廠預(yù)制好，同時采用高強混凝土和高強預(yù)應(yīng)力鋼絞線技術(shù)，運至現(xiàn)場后拼裝成型后壓入地基中。此發(fā)明能在減少施工工序步驟、現(xiàn)場施工量、 施工工期、施工質(zhì)量控制點，降低造價，縮短工期等具有明顯優(yōu)勢，進(jìn)而在減少揚塵和降低能耗也同樣具有明顯優(yōu)勢，符合現(xiàn)在目前國家倡導(dǎo)要求的節(jié)能減排綠色環(huán)保的要求。5)本發(fā)明中可以將網(wǎng)格和樁結(jié)合起來，通過網(wǎng)格約束淤泥流動，通過樁將上部荷載傳遞到較好的地基中。通過這樣達(dá)到快速經(jīng)濟固化淤泥效果。
6)由于采用網(wǎng)格壓入土中，網(wǎng)格所占空間不大，可以減少預(yù)制樁壓入的擠土效應(yīng)和超孔隙水壓對地基處理造成的不利影響。


下面結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何約束。圖1是本發(fā)明具體實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中AA處的剖視圖；圖3是本發(fā)明具體實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明具體實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明具體實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明具體實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明具體實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明具體實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中豎向支撐件1、連接件2、第一柔性網(wǎng)格3、第二柔性網(wǎng)格4、定型架5、拉環(huán)6、 螺栓7。
具體實施例方式實施例1參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括至少兩根豎向支撐件1，豎向支撐件1的數(shù)量根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況而定，豎向支撐件1可以形成平面排架結(jié)構(gòu)、空間四面體、六面體、棱柱體等，豎向支撐件1的橫截面形狀可以為方形、三角形、圓形或是其它多這形形狀，視具體情況而定，本實施例中的豎向支撐件1的數(shù)量為兩根，豎向支撐件1的材質(zhì)可以采用金屬、混凝土等建筑常用材料；在豎向支撐件1之間設(shè)有若干連接件2，本實施例中的連接件2為套環(huán)，套環(huán)與豎向支撐件1通過螺栓7固定連接；豎向支撐件1和連接件2連接固定好后即形成剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；在剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)外圍包裹有第一柔性網(wǎng)格3，第一柔性網(wǎng)格3用自鎖螺絲固定在剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上；第一柔性網(wǎng)格 3可以為塑料網(wǎng)格或鋼絲網(wǎng)，視具體情況而定。具體使用時，根據(jù)施工現(xiàn)場的淤泥情況，預(yù)制剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；根據(jù)需要約束流動的淤泥深度、位置及范圍，計算出剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分布密度和范圍；將預(yù)制好的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)依次壓入待約束流動的淤泥中，相鄰的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)所能約束的淤泥范圍相互之間部分重疊，形成整體的空間約束塊。使剛性網(wǎng)格成為淤泥的骨架，柔性網(wǎng)格約束淤泥流動，提高淤泥承載力和減少淤泥變形。在淤泥有一定厚度的情況下，可以設(shè)定如下網(wǎng)格體系采用混凝土構(gòu)件，豎向支撐件1的截面尺寸為150mm 200mm，各豎向支撐件1距離約為500mm 800mm ；連接件2的構(gòu)件尺寸約為150mm 200mm，水平連接件之間距離約為500mm 800mm。通過連接件2連接后，豎向支撐件1和連接件2即形成了 500mm 800mm的空間剛性網(wǎng)格。鋼構(gòu)件可按等剛度或者強度代換。剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)成型后整體壓入淤泥中，剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的處理淤泥范圍 d約為1500mm MOOmm，即剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)之間按處理范圍d等間距或者梅花形等布置壓入淤泥，并且穿過淤泥層到達(dá)較好土層中。剛性網(wǎng)格外包裹的柔性網(wǎng)格，如采用熱鍍鋅鋼絲編制的直徑不小于2. 2mm、網(wǎng)孔為50mmX50mm的鋼絲網(wǎng)；或者高強度塑料網(wǎng)雙稱雙向拉伸塑料土工格柵網(wǎng)格尺寸約為(30X30)mm。工程應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實際計算設(shè)定構(gòu)件形式，不限于此尺寸。同時，可以根據(jù)實際設(shè)置攪拌樁、旋噴樁、注漿、灌注混凝土等地基加固方式；或在壓入前對淤泥進(jìn)行擠壓排水固結(jié)先將軟土作處理。用以增強淤泥整體性，更好地約束淤泥流動，提高淤泥承載力和減少淤泥變形。實施例2參閱圖3所示，本發(fā)明的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，不同之處在于，豎向支撐件1的數(shù)量為三根，呈等邊三角形排列，與連接件2 配合形成空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，在三根豎向支撐件1形成的空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)外圍設(shè)有第一柔性網(wǎng)格3。其使用方法是在實施例1的方法的基礎(chǔ)上，在所形成的連接封閉的空間約束帶內(nèi)，繼續(xù)重復(fù)剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的壓入操作，使相鄰的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)所能約束的淤泥范圍相互之間部分重疊，形成整體的空間約束塊。實施例3參閱圖4所示，本發(fā)明的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與實施例2基本相同，不同之處在于，豎向支撐件1的數(shù)量為四根，呈方形排列并結(jié)合剛性網(wǎng)格形成空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，在剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的外圍和內(nèi)圍均設(shè)有第一柔性網(wǎng)格3。其使用方法與實施例2相同。實施例4參閱圖5所示，本發(fā)明的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與實施例3基本相同，不同之處在于，在剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的外圍設(shè)有第一柔性網(wǎng)格3，在空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件1之間沿水平方向設(shè)有若干第二柔性網(wǎng)格4，第二柔性網(wǎng)格4之間的間距視具體情況而定，第二柔性網(wǎng)格4固定方式也與第一柔性網(wǎng)格3的固定方式相同。本實施例的使用方式與實施例2相同。實施例5參閱圖6所示，本發(fā)明的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與實施例4基本相同，不同之處在于，在剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的外圍和內(nèi)圍均設(shè)有第一柔性網(wǎng)格3。本實施例的使用方式與實施例1相同。實施例6參閱圖7所示，本發(fā)明的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與實施例5基本相同，不同之處在于，在空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件1之間沿豎直方向呈交叉狀設(shè)有若干第二柔性網(wǎng)格4。其使用方法與實施例2相同。實施例7參閱圖8所示，本發(fā)明的一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括四根豎向支撐件1，豎向支撐件1的橫截面形狀可以為方形、三角形、圓形或是其它多這形形狀，視具體情況而定；在豎向支撐件1之間設(shè)有若干連接件2，本實施例中的連接件2為套環(huán)，套環(huán)連接相鄰的兩個豎向支撐件1，使四根豎向支撐件1形成方形結(jié)構(gòu)，套環(huán)與豎向支撐件1通過螺栓8固定連接；在豎向支撐件1和連接件2之間配合形成中空的空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，在空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)圍包裹有第一柔性網(wǎng)格3，第一柔性網(wǎng)格3用自鎖螺絲固定在剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上；第一柔性網(wǎng)格3可以為塑料網(wǎng)格或鋼筋網(wǎng)格，視具體情況而定；同時在空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件1之間分別沿水平方向和沿豎直方向呈交叉狀設(shè)有若干第二柔性網(wǎng)格4;進(jìn)一步地，在空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件1之間設(shè)有定型架5，在豎向支撐件1和定型架5上均設(shè)有拉環(huán)6，在對應(yīng)的拉環(huán)6中串設(shè)有用于捆綁豎向支撐件1和定型架 5的繩索。繩索可以是鋼絞線或是其它常用的高強度索。其使用方法與實施例2相同。
權(quán)利要求
1.一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括至少兩根豎向支撐件(1)，在豎向支撐件(1)之間設(shè)有若干連接件0)，豎向支撐件(1)和連接件( 共同形成剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)外圍和/或內(nèi)圍包裹有第一柔性網(wǎng)格(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為至少有三個面的空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的豎向支撐件(1)的數(shù)量為四根。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件(1)之間沿水平方向或沿豎直方向呈交叉狀設(shè)有若干第二柔性網(wǎng)格(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述空間剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)的豎向支撐件⑴之間設(shè)有定型架(5)，各豎向支撐件⑴分別與定型架(5)固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的豎向支撐件(1)和定型架( 上均設(shè)有拉環(huán)(6)，在對應(yīng)的拉環(huán)(6)中串設(shè)有用于捆綁豎向支撐件⑴和定型架(5)的繩索。
8.根據(jù)要求7所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的連接件 (2)為套環(huán)，套環(huán)與豎向支撐件(1)通過螺栓(7)固定連接。
9.一種用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用方法，其特征在于，該方法包括下述步驟(1)預(yù)制剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；(2)根據(jù)需要約束流動的淤泥深度、位置及范圍，計算出剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分布密度和范圍；(3)將預(yù)制好的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)依次壓入待約束流動的淤泥中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于約束淤泥流動的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用方法，其特征在于，所述相鄰的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)所能約束的淤泥范圍相互之間部分重疊，形成整體的空間約束塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于加固淤泥的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其使用方法，屬于淤泥處理技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)要點包括至少兩根豎向支撐件，在豎向支撐件之間設(shè)有若干連接件，豎向支撐件與連接件共同形成剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；其方法包括下述步驟(1)預(yù)制剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；(2)根據(jù)需要約束流動的淤泥深度、位置及范圍，計算出剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分布密度和范圍；(3)將預(yù)制好的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)依次壓入待約束流動的淤泥中。本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、快速的用于處理淤泥的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，經(jīng)處理后提高淤泥承載力和減少淤泥壓縮沉降；用于淤泥的加固處理。
文檔編號E02D3/00GK102409657SQ20111023860
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者夏曉丹, 馬文旭 申請人:馬文旭