[发明专利]一种利用太阳能的地基处理装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种利用太阳能的地基处理装置及其使用方法，处理装置包括太阳能集热单元、第一水箱、第二水箱和U型金属管加热单元，第二水箱的出水端经第一水泵与太阳能集热单元的入水端相连，第二水箱先后经第二水泵和第一阀门与第一水箱相连，太阳能集热单元的出水端与第一水箱的入水端相连，第二水箱上分别安装有温度计、防溢开关和控温开关，U型金属管加热单元的入水端和出水端分别与第一水箱和第二水箱相连，U型金属管加热单元的入水端与第一水箱之间安装有第二阀门。本发明利用太阳能作为热源，绿色、环保、节能，可加快地基固结速度，使软土可以在较短时间内达到预期的固结度和强度，固结效率高，有利于节省工程工期，确保工程质量。

技术领域

本发明属于地基处理技术领域，具体涉及一种利用太阳能的地基处理装置及其使用方法。

背景技术

我国东南沿海地区广泛分布有软土地基。软土地基具有含水量高、强度低、压缩性高和承载力低等特点。因此，在建筑物、道路和水利堤坝等建设时，需要对软土地基进行处理。软土地基处理的方法有很多，例如垫层法、预压砂井法、旋喷法、桩法等。其中，垫层法的优点是可以就地取材、价格便宜、施工工艺比较简单，但不适用于软土埋深较深、开挖方量太大的场地；预压砂井法的加固时间长，抽真空处理范围有限，适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理，不适用于流变特性很强的软粘土、泥炭土等；旋喷法适用于冲填土、软黏土和粉细砂地基的加固，不适用于有机质成分较高的地基土；桩法承载力高，但通常成本也较高。

近年来，上述地基处理技术得到了持续、长足的发展。然而随着国家基础设施建设的逐步推进，不可避免地面临越来越多特殊地基的处理，这为地基处理新技术的发展提供了机会，也带来了挑战。大量的土体物理力学性状研究表明，对土体进行加热可以提高土体的渗透性，缩短土体固结时间。为此，学术界提出了将排水固结法与加热联合的地基处理方法。

目前，已有一些学者对加热处理软土地基展开了试验研究。这些研究的加热方式可分为两种：一种是将U型管插设到土体中，通过往U型管中通热水间接对土体加热；另一种是在土体插设加热棒，以通电的方法对加热棒进行加热。上述方法能耗较大，且存在不安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种绿色、环保、节能、安全、高效的利用太阳能的地基处理装置及其使用方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种利用太阳能的地基处理装置，包括太阳能集热单元、第一水箱、第二水箱和U型金属管加热单元，所述的第二水箱的出水端经第一水泵与所述的太阳能集热单元的入水端相连，所述的第二水箱先后经第二水泵和第一阀门与所述的第一水箱相连，所述的太阳能集热单元的出水端与所述的第一水箱的入水端相连，所述的第二水箱上分别安装有温度计、防溢开关和控温开关，所述的U型金属管加热单元的入水端和出水端分别与所述的第一水箱和所述的第二水箱相连，所述的U型金属管加热单元的入水端与所述的第一水箱之间安装有第二阀门。

优选地，所述的U型金属管加热单元包括若干U型金属管，所述的若干U型金属管的入口依次相通并与所述的第一水箱相连，所述的若干U型金属管的出口依次相通并与所述的第二水箱相连。

进一步地，每根所述的U型金属管包括依次连通的第一立管、弯管和第二立管，所述的第一立管与所述的第二立管并行设置，所述的第一立管与所述的第二立管上绕设有钢丝，所述的钢丝用于将所述的第一立管与所述的第二立管横向定位连接。

优选地，每根所述的U型金属管的底部活动连接有一倒锥形金属帽。