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
技術領域：
本發明涉及一種液化地基加固技術，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：
地震活動期間，地震動荷載作用易使橋臺地基土體發生液化現象，地基土體內部有效應力減小，地基承載力顯著降低，導致橋臺地基產生不均勻沉降，引發橋臺下部的基礎結構出現變位、開裂、甚至破壞，地基液化是橋梁震害的主要表現形式之一。現有技術中，對液化地基進行加固的手段較多，主要有碎石樁、擠密樁、砂樁、石灰樁、強夯法等，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的液化地基的處理，不適用于橋梁墩臺地基等有大型結構體的區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。
發明內容
針對背景技術中的問題，本發明提出了一種加固膨脹體，其結構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，金屬片材展平時的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設置有矩形鋸齒，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腔中，且膨脹填料被夯實；殼體表面均布多個通孔，通孔形成透水孔。前述結構中，膨脹填料會在后期發生膨脹變形，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，本發明采用機械縫合方式來對嚙合處進行固定，從而使膨脹填料膨脹時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將殼體撐破，又要保證膨脹填料膨脹前的結構穩定性(主要是為了便于埋設加固膨脹體)，本發明在扇形的兩條半徑邊上設置了矩形鋸齒，以增加殼體在軸向上的強度，便于夯實膨脹填料和埋設加固膨脹體時的錘擊操作。本發明還針對金屬片材的材質提出了如下的優選方式所述金屬片材為鋁合金片材。為了進一步加強殼體上矩形鋸齒嚙合處邊沿的結構強度，本發明還作了如下改進所述殼體上圓錐體的底圓周向上焊接有金屬加固環。所述膨脹填料可采用工程領域中常用的膨脹材料，本發明所選用的優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%。基于前述加固膨脹體，將其具體用于對橋臺液化地基進行加固時，的方法步驟為
I)對橋臺下方的液化地基進行實地勘測，確定加固區域；
2)對加固區域范圍內的液化地基臨空面進行整平； 3)在整平后的液化地基臨空面上均勻設置多個加固孔，采用機械錘擊方式將加固膨脹體通過加固孔打入液化地基內；加固膨脹體位于橋臺下方的液化地基內；
4)經過一段時間，液化地基內的水體通過加固膨脹體上的透水孔滲入加固膨脹體內，水體與膨脹填料發生反應，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械擠壓作用下逐漸變得密實，從而使液化地基的整體抗壓強度得到提高，達到對液化地基進行加固的目的。本發明還提出了如下的加固膨脹體優選布設方式所述多個加固膨脹體在加固區域范圍內按梅花樁形式布設。本發明的有益技術效果是可針對存在橋臺等大型建筑物的液化地基進行加固，施工量小、成本低、見效快。
圖1、本發明的加固膨脹體的結構示意 圖2、加固膨脹體上的殼體展平狀態時的結構示意 圖3、本發明的加固膨脹體設置位置示意圖(圖中標記A所示部件即為加固膨脹體，標記B所示結構體即為橋面板)；
圖4、矩形鋸齒嚙合處結構示意圖。
具體實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，金屬片材展平時的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設置有矩形鋸齒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的內腔中，且膨脹填料2被夯實；殼體I表面均布多個通孔，通孔形成透水孔3。扇形的半徑邊長度可根據需要在I至4m范圍內合理選擇，
進一步地，所述金屬片材為鋁合金片材。進一步地,所述殼體I上圓錐體的底圓周向上焊接有金屬加固環5。進一步地，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下方的液化地基進行實地勘測，確定加固區域；
2)對加固區域范圍內的液化地基臨空面進行整平；
3)在整平后的液化地基臨空面上均勻設置多個加固孔，采用機械錘擊方式將加固膨脹體通過加固孔打入液化地基內；加固膨脹體位于橋臺4下方的液化地基內；
4)經過一段時間，液化地基內的水體通過加固膨脹體上的透水孔3滲入加固膨脹體內，水體與膨脹填料2發生反應，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械擠壓作用下逐漸變得密實，從而使液化地基的整體抗壓強度得到提高，達到對液化地基進行加固的目的。進一步地，所述多個加固膨脹體在加固區域范圍內按梅花樁形式布設。具體布設時可按照加固膨脹體的圓錐體邊緣相隔l(Tl5cm設置。
權利要求
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，金屬片材展平時的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設置有矩形鋸齒(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的內腔中，且膨脹填料(2)被夯實；殼體(I)表面均布多個通孔，通孔形成透水孔(3)。
2.根據權利要求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.根據權利要求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(5)。
4.根據權利要求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)下方的液化地基進行實地勘測，確定加固區域； 2)對加固區域范圍內的液化地基臨空面進行整平； 3)在整平后的液化地基臨空面上均勻設置多個加固孔，采用機械錘擊方式將加固膨脹體通過加固孔打入液化地基內；加固膨脹體位于橋臺(4)下方的液化地基內； 4)經過一段時間，液化地基內的水體通過加固膨脹體上的透水孔(3)滲入加固膨脹體內，水體與膨脹填料(2)發生反應，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械擠壓作用下逐漸變得密實，從而使液化地基的整體抗壓強度得到提高，達到對液化地基進行加固的目的。
6.根據權利要求5所述的橋臺液化地基加固方法，其特征在于所述多個加固膨脹體在加固區域范圍內按梅花樁形式布設。
全文摘要
本發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，金屬片材展平時的形狀為扇形，扇形的兩條半徑邊上設置有矩形鋸齒，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腔中，且膨脹填料被夯實；殼體表面均布多個通孔，通孔形成透水孔。本發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；本發明的有益技術效果是可針對存在橋臺等大型建筑物的液化地基進行加固，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 優先權日2013年1月9日
發明者陳洪凱, 陳紹文, 高建國 申請人:陳紹文, 高建國, 林輝進, 林少華, 廖日輝, 陳洪凱