[实用新型]热加固桩

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土建技术，尤其是一种热加固桩。

背景技术

目前，随着我国经济建设的高速发展，大规模的高速公路、高速铁路、市政工程、大型港口和机场工程等建设进入了新的快速发展时期。而我国沿海和内地湖泊地区存在大量的软弱土环境问题，在软土地基上修建以上构筑物对沉降变形提出了更高的要求，迫切需要开发新的优质高效的地基沉降控制技术。复合地基是目前国内外软土地基加固的主要方法，它包括柔性桩复合地基和刚性桩复合地基两大类。总体上讲，柔性桩技术优点是造价低且普及性广，但缺点是桩身强度低、加固深度有限且工后沉降控制较难，而刚性桩桩身强度高、加固深度大，但缺点是费用成本高，大面积推广投资大。因此如何吸收柔性桩和刚性桩两种技术的优点，克服其相应的缺点，研制开发出具有刚性桩的加固效果却仅有柔性桩的加固成本的新的优质桩型技术具有重要的工程意义。

众所周知，粘土砖瓦坯体经过加热焙烧后就会变成具有一定强度的建筑材料——砖和瓦。在加热过程中，原来的粘土坯体发生了一系列物理化学等质的变化，如发生矿物结构的变化，生成新的矿物；发生分解、化合、再结晶；发生扩散、烧结、熔融；发生颜色、容重、吸水率等变化。同样，在地下土体中加热至一定温度也能产生上述的物理化学变化，使土体特性改变、强度大大增加。这就是土体热加固的基本原理。

土体热加固是地基处理方法之一。在苏联、罗马尼亚、日本等国运用较多，并有一些工程实例。我国在五十年代末及六十年代初也曾作过一些工作，但后来处于停滞状态。热加固地基处理中，粘性土在持续高温加热下，粘土矿物发生再结晶，强度可达5MPa以上，并具水稳定性；黄土的湿陷性也可消除；膨胀土的胀缩性也基本消失。在烧结体外的烘干区即干燥区，由于土中含水量大量被蒸发排出，其强度也有提高；经热加固后的地基抗震性能也有所提高。

土体热加固法特别适合于对已建成的建筑物湿陷性事故的地基处理，它具有施工速度快、效果好和无污染等优点。但因其主要热源是用火焙烧，存在以下四大缺点：①最大允许加固深度不够；②加固形状不理想；③热效率差；④安全性不够。因此在我国并未能得到广泛运用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种热加固桩，该固定桩结构简单，控制方便，安全环保。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种热加固桩，包括能够插入土体中的底部封闭的加热管，所述加热管外围为经加热管中通入的高温热媒介质加热所形成的砖质桩体，所述砖质桩体外围为烘干区；所述加热管中设置有与加热管内壁有间隙的供液管，供液管上部伸出至加热管外部，且加热管顶部与供液管外壁之间密封，加热管顶部侧面上设置有与加热管内腔相通的回液管。

所述供液管的外径小于加热管内径，能够使供液管中的液体流入到加热管中。

所述供液管下端开口，且下端与加热管内腔的底部之间有间隙，方便供液管中的液体流出，充满整个加热管。

所述供液管位于加热管中的中心位置，即供液管和加热管同轴。这样能使供液管中流出的液体均匀均量处于加热管中，对加热管外围能够均匀加热，形成均匀的砖质桩体。

所述加热管底部呈锥形，便于将其插入地基土层中。

所述供液管中通入高温热媒介质温度为600-900℃，高温热媒介质可以是导热油或其他高温导热介质。高温热媒介质导入后，可以使加热管外围的地层中的粘土坯体发生一系列物理化学等质的变化，使加热管周围土体特性改变、强度大大增加。

所述加热管、供液管和回液管材质均采用熔点高于1000℃的导热材料。例如铁质材料或其他合金材料。

所述加热管截面形状为圆形、工字形、X形、T形或Y形。

本实用新型由三部分组成，一是插入土体中的加热管，二是加热管四周通过热循环所形成的砖质桩体，三是砖质桩体外侧的烘干区，加热管、砖质桩体和烘干区一同组合形成热加固桩。

本实用新型是通过在欲处理的地基土层中设置加热管，加热管中心部位放入供液管，同时在加热管头部设置回液管，高温热媒介质从供液管流入，经回液管流出，如此循环在地层中形成热加固桩。