專利名稱：橋臺液化地基加固方法及加固膨脹體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液化地基加固技術(shù)，尤其涉及一種橋臺液化地基加固方法及
加固膨脹體。
背景技術(shù)：
地震活動期間，地震動荷載作用易使橋臺地基土體發(fā)生液化現(xiàn)象，地基土體內(nèi)部有效應(yīng)力減小，地基承載力顯著降低，導(dǎo)致橋臺地基產(chǎn)生不均勻沉降，引發(fā)橋臺下部的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變位、開裂、甚至破壞，地基液化是橋梁震害的主要表現(xiàn)形式之一。現(xiàn)有技術(shù)中，對液化地基進(jìn)行加固的手段較多，主要有碎石樁、擠密樁、砂樁、石灰樁、強(qiáng)夯法等，這些手段使可液化砂土骨架擠密，孔隙水排去，土的密度增加，使其成為不液化的地基。但前述的方法僅適用于對沒有大型橋梁或建筑物的地區(qū)的液化地基的處理，不適用于橋梁墩臺地基等有大型結(jié)構(gòu)體的區(qū)域的液化地基的加固處理，且前述多種方法還存在工程量大、施工成本高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種加固膨脹體，其結(jié)構(gòu)為所述加固膨脹體由殼體和膨脹填料組成；所述殼體采用金屬片材制作，金屬片材展平時(shí)的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設(shè)置有矩形鋸齒，金屬片材卷成圓錐體后，兩條半徑邊上的矩形鋸齒互相嚙合，嚙合處通過機(jī)械縫合方式固定，最終形成圓錐體形的殼體；膨脹填料填充于殼體的內(nèi)腔中，且膨脹填料被夯實(shí)；殼體表面均布多個(gè)通孔，通孔形成透水孔。前述結(jié)構(gòu)中，膨脹填料會在后期發(fā)生膨脹變形，為了減小殼體對膨脹填料造成的周向約束，使膨脹填料在周向上也能充分的膨脹，本發(fā)明采用機(jī)械縫合方式來對嚙合處進(jìn)行固定，從而使膨脹填料膨脹時(shí)可以在嚙合處將殼體撐破，使膨脹填料在周向上也能得到充分膨脹；由于既需要膨脹填料能夠?qū)んw撐破，又要保證膨脹填料膨脹前的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(主要是為了便于埋設(shè)加固膨脹體)，本發(fā)明在扇形的兩條半徑邊上設(shè)置了矩形鋸齒，以增加殼體在軸向上的強(qiáng)度，便于夯實(shí)膨脹填料和埋設(shè)加固膨脹體時(shí)的錘擊操作。本發(fā)明還針對金屬片材的材質(zhì)提出了如下的優(yōu)選方式所述金屬片材為鋁合金片材。為了進(jìn)一步加強(qiáng)殼體上矩形鋸齒嚙合處邊沿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，本發(fā)明還作了如下改進(jìn)所述殼體上圓錐體的底圓周向上焊接有金屬加固環(huán)。所述膨脹填料可采用工程領(lǐng)域中常用的膨脹材料，本發(fā)明所選用的優(yōu)選膨脹材料為所述膨脹填料為膨脹珍珠巖粉、生石灰、石膏和膨潤土的混合物，各種物質(zhì)的重量百分比為膨脹珍珠巖粉27%，生石灰36%，石膏22%，膨潤土 15%?；谇笆黾庸膛蛎涹w，將其具體用于對橋臺液化地基進(jìn)行加固時(shí)，的方法步驟為
I)對橋臺下方的液化地基進(jìn)行實(shí)地勘測，確定加固區(qū)域；
2)對加固區(qū)域范圍內(nèi)的液化地基臨空面進(jìn)行整平； 3)在整平后的液化地基臨空面上均勻設(shè)置多個(gè)加固孔，采用機(jī)械錘擊方式將加固膨脹體通過加固孔打入液化地基內(nèi)；加固膨脹體位于橋臺下方的液化地基內(nèi)；
4)經(jīng)過一段時(shí)間，液化地基內(nèi)的水體通過加固膨脹體上的透水孔滲入加固膨脹體內(nèi)，水體與膨脹填料發(fā)生反應(yīng)，使膨脹填料逐漸膨脹，隨著膨脹填料的膨脹，加固膨脹體殼體上的嚙合處被撐開，膨脹填料繼續(xù)向外膨脹，膨脹填料最終形成圓臺形的膨脹臺，相鄰膨脹臺之間的液化地基土體在膨脹臺的機(jī)械擠壓作用下逐漸變得密實(shí)，從而使液化地基的整體抗壓強(qiáng)度得到提高，達(dá)到對液化地基進(jìn)行加固的目的。本發(fā)明還提出了如下的加固膨脹體優(yōu)選布設(shè)方式所述多個(gè)加固膨脹體在加固區(qū)域范圍內(nèi)按梅花樁形式布設(shè)。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是可針對存在橋臺等大型建筑物的液化地基進(jìn)行加固，施工量小、成本低、見效快。


圖1、本發(fā)明的加固膨脹體的結(jié)構(gòu)示意 圖2、加固膨脹體上的殼體展平狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意 圖3、本發(fā)明的加固膨脹體設(shè)置位置示意圖(圖中標(biāo)記A所示部件即為加固膨脹體，標(biāo)記B所示結(jié)構(gòu)體即為橋面板)；
圖4、矩形鋸齒嚙合處結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式一種加固膨脹體，所述加固膨脹體由殼體I和膨脹填料2組成；所述殼體I采用金屬片材制作，金屬片材展平時(shí)的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設(shè)置有矩形鋸齒1-1，金屬片材卷成圓錐體后，扇形的兩條半徑邊上的矩形鋸齒1-1互相嚙合，嚙合處通過機(jī)械縫合方式固定，最終形成圓錐體形的殼體I ;膨脹填料2填充于殼體I的內(nèi)腔中，且膨脹填料2被夯實(shí)；殼體I表面均布多個(gè)通孔，通孔形成透水孔3。扇形的半徑邊長度可根據(jù)需要在I至4m范圍內(nèi)合理選擇，
進(jìn)一步地，所述金屬片材為鋁合金片材。進(jìn)一步地,所述殼體I上圓錐體的底圓周向上焊接有金屬加固環(huán)5。進(jìn)一步地，所述膨脹填料2為膨脹珍珠巖粉、生石灰、石膏和膨潤土的混合物，各種物質(zhì)的重量百分比為膨脹珍珠巖粉27%，生石灰36%，石膏22%，膨潤土 15%。一種采用前述加固膨脹體的橋臺液化地基加固方法，該方法步驟為1)對橋臺4下方的液化地基進(jìn)行實(shí)地勘測，確定加固區(qū)域；
2)對加固區(qū)域范圍內(nèi)的液化地基臨空面進(jìn)行整平；
3)在整平后的液化地基臨空面上均勻設(shè)置多個(gè)加固孔，采用機(jī)械錘擊方式將加固膨脹體通過加固孔打入液化地基內(nèi)；加固膨脹體位于橋臺4下方的液化地基內(nèi)；
4)經(jīng)過一段時(shí)間，液化地基內(nèi)的水體通過加固膨脹體上的透水孔3滲入加固膨脹體內(nèi)，水體與膨脹填料2發(fā)生反應(yīng)，使膨脹填料2逐漸膨脹，隨著膨脹填料2的膨脹，加固膨脹體殼體I上的嚙合處被撐開，膨脹填料2繼續(xù)向外膨脹，膨脹填料2最終形成圓臺形的膨脹臺，相鄰膨脹臺之間的液化地基土體在膨脹臺的機(jī)械擠壓作用下逐漸變得密實(shí)，從而使液化地基的整體抗壓強(qiáng)度得到提高，達(dá)到對液化地基進(jìn)行加固的目的。進(jìn)一步地，所述多個(gè)加固膨脹體在加固區(qū)域范圍內(nèi)按梅花樁形式布設(shè)。具體布設(shè)時(shí)可按照加固膨脹體的圓錐體邊緣相隔l(Tl5cm設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種加固膨脹體，其特征在于所述加固膨脹體由殼體(I)和膨脹填料(2)組成；所述殼體(I)采用金屬片材制作，金屬片材展平時(shí)的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設(shè)置有矩形鋸齒(1-1 )，金屬片材卷成圓錐體后，扇形的兩條半徑邊上的矩形鋸齒(1-1)互相嚙合，嚙合處通過機(jī)械縫合方式固定，最終形成圓錐體形的殼體(I);膨脹填料(2)填充于殼體(O的內(nèi)腔中，且膨脹填料(2)被夯實(shí)；殼體(I)表面均布多個(gè)通孔，通孔形成透水孔(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固膨脹體，其特征在于所述金屬片材為鋁合金片材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固膨脹體，其特征在于所述殼體(I)上圓錐體的底圓周向上焊接有金屬加固環(huán)(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固膨脹體，其特征在于所述膨脹填料(2)為膨脹珍珠巖粉、生石灰、石膏和膨潤土的混合物，各種物質(zhì)的重量百分比為膨脹珍珠巖粉27%，生石灰36%，石膏 22%，膨潤土 15%。
5.一種采用如權(quán)利要求1所述加固膨脹體的橋臺液化地基加固方法，其特征在于該方法步驟為1)對橋臺(4)下方的液化地基進(jìn)行實(shí)地勘測，確定加固區(qū)域； 2)對加固區(qū)域范圍內(nèi)的液化地基臨空面進(jìn)行整平； 3)在整平后的液化地基臨空面上均勻設(shè)置多個(gè)加固孔，采用機(jī)械錘擊方式將加固膨脹體通過加固孔打入液化地基內(nèi)；加固膨脹體位于橋臺(4)下方的液化地基內(nèi)； 4)經(jīng)過一段時(shí)間，液化地基內(nèi)的水體通過加固膨脹體上的透水孔(3)滲入加固膨脹體內(nèi)，水體與膨脹填料(2)發(fā)生反應(yīng)，使膨脹填料(2)逐漸膨脹，隨著膨脹填料(2)的膨脹，加固膨脹體殼體(I)上的嚙合處被撐開，膨脹填料(2)繼續(xù)向外膨脹，膨脹填料(2)最終形成圓臺形的膨脹臺，相鄰膨脹臺之間的液化地基土體在膨脹臺的機(jī)械擠壓作用下逐漸變得密實(shí)，從而使液化地基的整體抗壓強(qiáng)度得到提高，達(dá)到對液化地基進(jìn)行加固的目的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋臺液化地基加固方法，其特征在于所述多個(gè)加固膨脹體在加固區(qū)域范圍內(nèi)按梅花樁形式布設(shè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加固膨脹體，所述加固膨脹體由殼體和膨脹填料組成；殼體采用金屬片材制作，金屬片材展平時(shí)的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設(shè)置有矩形鋸齒，金屬片材卷成圓錐體后，扇形的兩條半徑邊上的矩形鋸齒互相嚙合，嚙合處通過機(jī)械縫合方式固定，最終形成圓錐體形的殼體；膨脹填料填充于殼體的內(nèi)腔中，且膨脹填料被夯實(shí)；殼體表面均布多個(gè)通孔，通孔形成透水孔。本發(fā)明還公開了基于前述加固膨脹體的橋臺液化地基加固方法；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是可針對存在橋臺等大型建筑物的液化地基進(jìn)行加固，施工量小、成本低、見效快。
文檔編號E02D3/08GK103015398SQ20131000750
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者陳洪凱, 陳紹文, 高建國 申請人:陳紹文, 高建國, 林輝進(jìn), 林少華, 廖日輝, 陳洪凱