本发明公开了一种加固膨胀体,所述加固膨胀体由壳体和膨胀填料组成;壳体采用金属片材制作,金属片材展平时的形状为扇形,扇形的两条半径边上设置有矩形锯齿,金属片材卷成圆锥体后,扇形的两条半径边上的矩形锯齿互相啮合,啮合处通过机械缝合方式固定,最终形成圆锥体形的壳体;膨胀填料填充于壳体的内腔中,且膨胀填料被夯实;壳体表面均布多个通孔,通孔形成透水孔。本发明还公开了基于前述加固膨胀体的桥台液化地基加固方法;本发明的有益技术效果是:可针对存在桥台等大型建筑物的液化地基进行加固,施工量小、成本低、见效快。
1.一种加固膨胀体,其特征在于:所述加固膨胀体由壳体(1)和膨胀填料(2)组成;所述壳体(1)采用金属片材制作,金属片材展平时的形状为扇形,扇形的两条半径边上设置有矩形锯齿(1-1),金属片材卷成圆锥体后,扇形的两条半径边上的矩形锯齿(1-1)互相啮合,啮合处通过机械缝合方式固定,最终形成圆锥体形的壳体(1);膨胀填料(2)填充于壳体(1)的内腔中,且膨胀填料(2)被夯实;壳体(1)表面均布多个通孔,通孔形成透水孔(3)。
2.根据权利要求1所述的加固膨胀体,其特征在于:所述金属片材为铝合金片材。
3.根据权利要求1所述的加固膨胀体,其特征在于:所述壳体(1)上圆锥体的底圆周向上焊接有金属加固环(5)。
4.根据权利要求1所述的加固膨胀体,其特征在于:所述膨胀填料(2)为膨胀珍珠岩粉、生石灰、石膏和膨润土的混合物,各种物质的重量百分比为:膨胀珍珠岩粉27%,生石灰36%,石膏22%,膨润土15%。
5.一种采用如权利要求1所述加固膨胀体的桥台液化地基加固方法,其特征在于:该方法步骤为:1)对桥台(4)下方的液化地基进行实地勘测,确定加固区域;2)对加固区域范围内的液化地基临空面进行整平;3)在整平后的液化地基临空面上均匀设置多个加固孔,采用机械锤击方式将加固膨胀体通过加固孔打入液化地基内;加固膨胀体位于桥台(4)下方的液化地基内;4)经过一段时间,液化地基内的水体通过加固膨胀体上的透水孔(3)渗入加固膨胀体内,水体与膨胀填料(2)发生反应,使膨胀填料(2)逐渐膨胀,随着膨胀填料(2)的膨胀,加固膨胀体壳体(1)上的啮合处被撑开,膨胀填料(2)继续向外膨胀,膨胀填料(2)最终形成圆台形的膨胀台,相邻膨胀台之间的液化地基土体在膨胀台的机械挤压作用下逐渐变得密实,从而使液化地基的整体抗压强度得到提高,达到对液化地基进行加固的目的。
6.根据权利要求5所述的桥台液化地基加固方法,其特征在于:所述多个加固膨胀体在加固区域范围内按梅花桩形式布设。技术领域
xa0xa0xa0xa0本发明涉及一种液化地基加固技术,尤其涉及一种桥台液化地基加固方法及加固膨胀体。
背景技术
地震活动期间,地震动荷载作用易使桥台地基土体发生液化现象,地基土体内部有效应力减小,地基承载力显著降低,导致桥台地基产生不均匀沉降,引发桥台下部的基础结构出现变位、开裂、甚至破坏,地基液化是桥梁震害的主要表现形式之一。现有技术中,对液化地基进行加固的手段较多,主要有碎石桩、挤密桩、砂桩、石灰桩、强夯法等,这些手段使可液化砂土骨架挤密,孔隙水排去,土的密度增加,使其成为不液化的地基。但前述的方法仅适用于对没有大型桥梁或建筑物的地区的液化地基的处理,不适用于桥梁墩台地基等有大型结构体的区域的液化地基的加固处理,且前述多种方法还存在工程量大、施工成本高的缺陷。
发明内容
针对背景技术中的问题,本发明提出了一种加固膨胀体,其结构为:所述加固膨胀体由壳体和膨胀填料组成;所述壳体采用金属片材制作,金属片材展平时的形状为扇形,扇形的两条半径边上设置有矩形锯齿,金属片材卷成圆锥体后,两条半径边上的矩形锯齿互相啮合,啮合处通过机械缝合方式固定,最终形成圆锥体形的壳体;膨胀填料填充于壳体的内腔中,且膨胀填料被夯实;壳体表面均布多个通孔,通孔形成透水孔。前述结构中,膨胀填料会在后期发生膨胀变形,为了减小壳体对膨胀填料造成的周向约束,使膨胀填料在周向上也能充分的膨胀,本发明采用机械缝合方式来对啮合处进行固定,从而使膨胀填料膨胀时可以在啮合处将壳体撑破,使膨胀填料在周向上也能得到充分膨胀;由于既需要膨胀填料能够将壳体撑破,又要保证膨胀填料膨胀前的结构稳定性(主要是为了便于埋设加固膨胀体),本发明在扇形的两条半径边上设置了矩形锯齿,以增加壳体在轴向上的强度,便于夯实膨胀填料和埋设加固膨胀体时的锤击操作。本发明还针对金属片材的材质提出了如下的优选方式:所述金属片材为铝合金片材。为了进一步加强壳体上矩形锯齿啮合处边沿的结构强度,本发明还作了如下改进:所述壳体上圆锥体的底圆周向上焊接有金属加固环。所述膨胀填料可采用工程领域中常用的膨胀材料,本发明所选用的优选膨胀材料为:所述膨胀填料为膨胀珍珠岩粉、生石灰、石膏和膨润土的混合物,各种物质的重量百分比为:膨胀珍珠岩粉27%,生石灰36%,石膏22%,膨润土15%。基于前述加固膨胀体,将其具体用于对桥台液化地基进行加固时,的方法步骤为:1)对桥台下方的液化地基进行实地勘测,确定加固区域;2)对加固区域范围内的液化地基临空面进行整平;3)在整平后的液化地基临空面上均匀设置多个加固孔,采用机械锤击方式将加固膨胀体通过加固孔打入液化地基内;加固膨胀体位于桥台下方的液化地基内;4)经过一段时间,液化地基内的水体通过加固膨胀体上的透水孔渗入加固膨胀体内,水体与膨胀填料发生反应,使膨胀填料逐渐膨胀,随着膨胀填料的膨胀,加固膨胀体壳体上的啮合处被撑开,膨胀填料继续向外膨胀,膨胀填料最终形成圆台形的膨胀台,相邻膨胀台之间的液化地基土体在膨胀台的机械挤压作用下逐渐变得密实,从而使液化地基的整体抗压强度得到提高,达到对液化地基进行加固的目的。本发明还提出了如下的加固膨胀体优选布设方式:所述多个加固膨胀体在加固区域范围内按梅花桩形式布设。本发明的有益技术效果是:可针对存在桥台等大型建筑物的液化地基进行加固,施工量小、成本低、见效快。
附图说明
图1、本发明的加固膨胀体的结构示意图;图2、加固膨胀体上的壳体展平状态时的结构示意图;图3、本发明的加固膨胀体设置位置示意图(图中标记A所示部件即为加固膨胀体,标记B所示结构体即为桥面板);图4、矩形锯齿啮合处结构示意图。
具体实施方式
一种加固膨胀体,所述加固膨胀体由壳体1和膨胀填料2组成;所述壳体1采用金属片材制作,金属片材展平时的形状为扇形,扇形的两条半径边上设置有矩形锯齿1-1,金属片材卷成圆锥体后,扇形的两条半径边上的矩形锯齿1-1互相啮合,啮合处通过机械缝合方式固定,最终形成圆锥体形的壳体1;膨胀填料2填充于壳体1的内腔中,且膨胀填料2被夯实;壳体1表面均布多个通孔,通孔形成透水孔3。扇形的半径边长度可根据需要在1至4m范围内合理选择,进一步地,所述金属片材为铝合金片材。进一步地,所述壳体1上圆锥体的底圆周向上焊接有金属加固环5。进一步地,所述膨胀填料2为膨胀珍珠岩粉、生石灰、石膏和膨润土的混合物,各种物质的重量百分比为:膨胀珍珠岩粉27%,生石灰36%,石膏22%,膨润土15%。一种采用前述加固膨胀体的桥台液化地基加固方法,该方法步骤为:1)对桥台4下方的液化地基进行实地勘测,确定加固区域;2)对加固区域范围内的液化地基临空面进行整平;3)在整平后的液化地基临空面上均匀设置多个加固孔,采用机械锤击方式将加固膨胀体通过加固孔打入液化地基内;加固膨胀体位于桥台4下方的液化地基内;4)经过一段时间,液化地基内的水体通过加固膨胀体上的透水孔3渗入加固膨胀体内,水体与膨胀填料2发生反应,使膨胀填料2逐渐膨胀,随着膨胀填料2的膨胀,加固膨胀体壳体1上的啮合处被撑开,膨胀填料2继续向外膨胀,膨胀填料2最终形成圆台形的膨胀台,相邻膨胀台之间的液化地基土体在膨胀台的机械挤压作用下逐渐变得密实,从而使液化地基的整体抗压强度得到提高,达到对液化地基进行加固的目的。进一步地,所述多个加固膨胀体在加固区域范围内按梅花桩形式布设。具体布设时可按照加固膨胀体的圆锥体边缘相隔10~15cm设置。