载荷水包及其用途.pdf

本发明公开了一种载荷水包及其用途，水包是用不透水的材料，根据用途需要制作成所需要的任意形状的密封包，在包上有进水阀门、出水阀门，包顶部有放空装置，包中装有流动的液体，如水、泥浆水或工业废水等。这种载荷水包适用于真空预压、排水预压等软弱地基处理的预压堆载；地基、桩基等静载试验中的加载；轻型设备成孔、钻探、起吊等需要施加的压力或拉力；成孔、钻探、起重等施工操作中稳定设备的压载；稳固塔、杆等独立物的锚固力；以及其它需锚固、压、拉、承载力、浮力等用途的应用领域。本发明具有操作简便、灵活，工作效率高，造价低廉，不影响环境，可重复使用，存储、运输方便等优点。

1.  载荷水包，其特征在于，用不透水的材料，根据用途需要制成所需要的任意形状的密封包，在包上装有进水阀门、出水阀门，包的顶部有放空装置，包中装有可流动的水，水包外根据用途需要在四周有框架或加强护栏。

2.  根据权利要求1所述的载荷水包，其特征在于，应用时，水包是单个或多个组合或多个连成一体或载荷水包与土、砂、石、砖载荷体相结合。

3.  根据权利要求1所述的载荷水包，其特征在于，制作水包的材料是不透水的橡胶布、土工布或有机材料膜等软性材料和/或金属、硬质有机材料、木材等刚性材料。

4.  根据权利要求1所述的载荷水包，其特征在于，水包内有加强网格或加强网布或成网格分布的加强筋。

5.  根据权利要求1所述的载荷水包，其特征在于包内装的流动水，是清水或泥浆水或工业废水。

6.  载荷水包的用途，其特征在于，它可应用于：
1)作真空预压、排水预压等软弱地基堆载预压处理中的堆载或压载；
2)作地基、桩基等静载试验中的加载；
3)作成孔、钻探等设备的一部分，与钻探或压力装置相连接，通过不断重复对水包注水和排水，对钻杆或压力装置施加压力或拉力，来实施成孔或钻探；
4)作起吊或杠杆等设备的一部分，作为起吊或杠杆作业时的压载物或拉载物；
5)它与构建物相结合，作为浮桥墩，或作为软土区域、湖泊、滩涂围垦场地作业平台或施工设备进场作业的垫层；
6)它与其它锚固物、锚固作用相结合，将载荷水包与设备、构件等独立物被稳定物体相连，为设备、构件等独立物或被稳定物提供稳定作用的拉力或压力或锚固力。

载荷水包及其用途
技术领域
本发明涉及一种水包或水袋或水床及其用途，尤其涉及一种装水并以水体为荷载的载荷水包及其用途。
背景技术
至今未发现用水包作土工堆载的。
真空预压、排水预压等软弱地基堆载预压处理，地基、桩基等静载试验等大规模载荷工程应用领域，所施加的荷载物一般采用土、砂、石、砖等材料，或者是填充这些材料的土袋。但采用这种堆载技术在生产实践中存在一些很难克服的问题：①工程需要大量的材料并要运输；②所需材料只是临时调用，用完之后又得寻找地方来处理这些材料；③材料加载、卸载时间长，过程复杂，且需要重型设备；④整体实施造价高。
生产实践中常需要在大量软土区域进行成孔或钻探，而进行成孔或钻探又需要重型设备，现有的技术方案往往是通过先花费大量经费进行前期处理，为重型设备创造条件，然后再应用重型设备实施成孔或钻探。这种技术方案同样为生产实践带来了障碍：①前期预处理需要大量的土、砂、石、砖等材料等填料；②施工较繁琐；③工期长；④整体实施造价高。
生产实践中常有大量的起吊或杠杆作业，而现有起吊或杠杆作用所施加的压力往往是由设备自身所安装的固体物自重所提供。其不足之处是，一方面，固体物不能无限加大，固体物自重只能增加到一定程度；另一方面远距离运输重型起吊设备及自带重物存在很大难度；此外如果是软弱场地作业时，本身自重大的固体物也很难应用。
生产实践中常出现搭浮桥或软土区域施工设备进场作业或湖泊、滩涂围垦场地进场作业，是一件比较困难的事，往往造价偏高，施工复杂。
社会实践中常需要对设备、构件等独立物实施稳定，现有技术方案往往是采用将需要稳定的独立物部分构件埋入地下或与周围稳定物连接等措施。但是在很多环境区域，不存在将独立物部分构件埋入地下或与周围稳定物实施连接等的基本条件，为项目的实施带来重大困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，以可持续、环境友好、经济节约的科学发展观为宗旨，提供一种可应用于工程或设备等领域的成本低、效能高、且操作灵活简便的载荷水包技术。
本发明的目的是这样实现的：
一种载荷水包，它是用不透水的材料，根据用途需要制成所需要的任意形状的密封包，在包上装有进水阀门、出水阀门，包的顶部有放空装置，包中装有可流动的水，水包外根据用途需要在四周有框架或加强护栏。载荷水包在应用时，水包是单个或多个组合或多个连成一体或载荷水包与土、砂、石、砖载荷体相结合。制作水包的材料是不透水的橡胶布、土工布或有机材料膜等软性材料和/或金属、硬质有机材料、木材等刚性材料。载荷水包内有加强网格或加强网布或成网格分布的加强筋。载荷水包内装的流动水，是清水或泥浆水或工业废水。
本发明载荷水包的用途如下：
1)作真空预压、排水预压等软弱地基堆载预压处理中的堆载或压载；
2)作地基、桩基等静载试验中的加载；
3)作成孔、钻探等设备的一部分，与钻探或压力装置相连接，通过不断重复对不包注水和排水，对钻杆或压力装置施加压力或拉力，来实施成孔或钻探；
4)作起吊或杠杆等设备的一部分，作为起吊或杠杆作业时的压载物或拉载物；
5)它与构建物相结合，作为浮桥墩，或作为软土区域、湖泊、滩涂围垦场地作业平台或施工设备进场作业垫层；
6)它与其它锚固物、锚固作用相结合，将载荷水包与设备、构件等独立或物被稳定物体相连，为设备、构件等独立物被稳定物提供稳定作用的拉力或压力或锚固力。
本发明与现有技术比较，具有以下优点：
1、操作简便、灵活；
2、可以进行自动化控制；
3、工作效率高；
4、造价低廉；
5、可以轻型化设备；
6、可以简化相关应用领域的工艺流程；
7、对环境无影响；
8、基本不消耗配套材料；
9、可以重复利用；
10、存储、运输简单。
附图说明
图1、载荷水包示意图。
图2、载荷水包加强网格侧视示意图。
图3、载荷水包压载成孔示意图。
图中：载荷水包主体1、进水阀门2、放空装置3、场地4、钻杆5、承载装置6、加强网格7、加强框架8、出水阀门9。
具体实施方式
载荷水包的用途具体操作如下：
一、一种应用载荷水包进行真空预压、排水预压等软弱地基堆载预压处理的方法，是用载荷水包独立体或载荷水包组合体或载荷水包与土、砂、石、砖等载荷体相结合代替土、砂、石、砖等载荷体，用不断注水或排水进行加载、卸载代替推土、挖填设备或人工进行加载、卸载，其操作步骤如下：
①场地简单平整，并布置土工织物或沙土等垫层；
②当载荷水包与土、砂、石、砖等载荷体相结合使用时，先期布置土、砂、石、砖等载荷体；
③平放单层或多层载荷水包，载荷水包之间连为整体，或在被堆载预压处理场地上部布置框架或刚性水包，在框架或刚性水包的两侧或四周加挂载荷水包；
④载荷水包与注水、排水设备连接；
⑤往载荷水包中注水，根据工程要求，通过控制注水的时间、速率等因素来分级和控制加载速率；
⑥依据实际工作需要增减载荷水包；
⑦工程中排出的水体，可即时注入载荷水包作荷载；
⑧堆载预压处理完成后，排出载荷水包中的水，或注入下一个载荷水包使用；
⑨回收和保存载荷水包。
二、一种应用载荷水包进行地基、桩基等静载试验中加载的方法，是用载荷水包独立体或载荷水包组合体或载荷水包与土、砂、石、砖等载荷体相结合代替土、砂、石、砖等载荷体，用不断往水包注水或排水进行加载、卸载代替推土、挖填设备或人工进行加载、卸载，其操作步骤如下：
①清理场地，布置静载试验载荷板；
②当载荷水包与土、砂、石、砖等载荷体相结合使用时，先期布置土、砂、石、砖等载荷体；
③平放单层或多层载荷水包，载荷水包之间连为整体，或在被堆载预压处理场地上布置框架或刚性水包，在框架或刚性水包的两侧或四周加挂载荷水包；
④载荷水包与注水、排水设备连接；
⑤根据静载试验的技术要求，对载荷水包进行注水或排水来实施加载或减载；
⑥静载试验完成后，排出载荷水包中的水；
⑦回收和保存载荷水包。
三、一种应用载荷水包进行浮桥墩作业或软土区场地垫层作业或湖泊、滩涂围垦场地浅水作业平台和施工设备进场作业垫层的方法，是用载荷水包独立体或载荷水包组合体代替传统的浮桥构件，用载荷水包独立体或载荷水包组合体代替竹排、土工织物、土袋、土、砂、石、砖单个或几个组合等的垫层材料，其操作步骤如下：
①平放单层或多层载荷水包，载荷水包之间连为整体；
②载荷水包与注水、排水设备连接；
③往载荷水包中注水；
④载荷水包铺设其它整体性垫层；
⑤实施其它相关作业；
⑥工程完成后排出载荷水包中的水；
⑦回收和保存载荷水包。
四、一种利用载荷水包用于成孔、钻探等设备中的压载或拉载装置，主要包括：载荷水包、承载装置或拉载装置、注水排水设备，本发明用载荷水包代替油压或气压或冲击力或固体物重力，用包含载荷水包的成孔、钻探等轻型设备代替重型设备，其操作方法如下：
①在成孔、钻探等设备的施力位置设置承载装置，在承载装置上放置载荷水包，并将其固定；
②载荷水包与注水、排水设备连接；
③往载荷水包中注水；
④实施其它相关作业；
⑤作业完成后排出载荷水包中的水；
⑥回收和保存载荷水包。
五、一种利用载荷水包用于起吊或杠杆等设备中的压载或拉载装置，主要包括：载荷水包、承载装置或拉载装置、注水、排水设备，本发明用载荷水包代替固体物自重，用组合载荷水包无限制增大起吊或杠杆等设备中的的起吊作用力，其操作方法如下：
①在起吊或杠杆等设备的承重位置放置载荷水包，并将其固定；
②载荷水包与注水、排水设备连接；
③往载荷水包中注水；
④实施其它相关作业；
⑤作业完成后排出载荷水包中的水；
⑥回收和保存载荷水包。
下面结合实施例对本发明进行进一步阐述。
实施例一：
用不透水的橡胶布、土工布、有机材料膜等软性材料和/或金属、硬质有机材料、木材等刚性材料加工成所需要的载荷水包主体1，在载荷水包主体上安装进水阀门2、出水阀门9和放空装置3，其内有纵横交错的加强网格7，其外有加强框架或护栏8。
实施例二：
在广西某试验场，对2000m²场地进行8吨/平方米水平级的堆载预压，分四级加载。
1、将20个20m×10m×4m的长方体载荷水包分两层铺于场地上待加载的位置，并将所有载荷水包连成一个整体，载荷水包的上面和下底为优质橡胶，侧面为铁皮。
2、第一级加载，将水管与载荷水包进水阀门相连，然后用水泵注水，先将第一层载荷水包注水2m，持续时间5天。
3、第二级加载，将第一层载荷水包注满水，持续时间5天。
4、第三级加载，将第二层载荷水包注水2m，持续时间5天。
5、第四级加载，将第二层载荷水包注满水，持续时间55天。
6、堆载预压处理完成后，通过水管将水包中的水自动排出。
7、回收和保存水包。
8、经检测，处理达到预期效果。
实施例三：
广东某试验场，实施最大900吨荷载的静载试验。
1、清理场地，在试验区布置正方形静载试验荷载钢板，面积1m²，并在其上布置10米×10米的载荷平台。
2、就近将废弃的土、石等材料装袋平铺于载荷平台上，约2m。
3、在平铺土袋上平放10米×10米×5米的铁皮做成的长方体载荷水包，并注满水。
4、按照静载试验分级加载和卸载。
5、静载试验完成后，排出载荷水包中的水，并回收和保存载荷水包。
6、通过试验表明，通过载荷水包充水、排水来实现加载、卸载相较现有方法要省时省力，而且成本更低。
实施例四：
广东某试验场，滩涂围场筑坝，需轮式机车输送原料。
1、从滩涂边缘开始铺载荷水包，载荷水包由优质橡胶做成，每个载荷水包为宽3米，长100米，厚0.5米的长方体，长方体载荷水包四周有加强护栏，由近至远向滩涂纵深铺展载荷水包。
2、接上水管，往载荷水包中注水。
3、在载荷水包上铺木板。
4、机车从以载荷水包和木板组成的垫层上经过向施工区输料，状况良好，无凹陷。
5、工程完成，将载荷水包中水排出，回收以备下次利用。
实施例五：
广西某试验场，湖泊假设临时浮桥，架桥处水深4米。
1、将带加强框架且内有加强筋的载荷水包投入预定位置，载荷水包为长6米，宽6米，高5米的长方体，其由橡胶做成。
2、将载荷水包注满水，载荷水包顶部露出湖面1米。
3、往载荷水包上架设桥梁，并将其固定。
4、浮桥架成，开始其它作业
5、作业完成，拆除浮桥，排出载荷水包中的水，回收载荷水包。
实施例六：
广东某试验场，场地成孔，需成孔6米深。
1、在成孔钻杆的尾部接一个支架，支架底部是半径为1米的圆板，使钻杆垂直竖立。
2、在支架上放置半径1米，高3米的圆柱体载荷水包，并将载荷水包固定于平台上。
3、往载荷水包中快速注水，注满水即向钻杆施加约10吨的压力。
4、钻杆随载荷水包中的水量的增加而钻入土中。
5、排出载荷水包中的水，并存放到旁边的载荷水包。
6、重复3～5步，十数分钟后，钻深达所需深度。
7、排出载荷水包中的水，进行下一个成孔作业。
实施例七：
广西某试验场，重型设备无法进场，以轻型吊车加载载荷水包实施超荷作业。
1、在吊车液压系统、梁臂强度等相关性能指标容许的超负荷范围内，在吊车上压橡胶制的载荷水包2个，并将载荷水包固定于吊车上，每个载荷水包长4米，宽2米，高2米，即加重32吨，吊车超稳定。
2、往载荷水包中注水，增大吊车的自重，使其超稳定。
3、进行超负荷起吊作业。
4、作业完成后，排出载荷水包中的水。
5、将载荷水包收回。
实施例八：
广西某试验场，场地长200米，宽100米，大面积薄膜覆盖，常被风刮起，而石头等其它物件有菱角，易刮破薄膜。
1、在薄膜四角个压长0.1米，宽0.1米，高0.05米的方体高强度塑胶和土工布合制的载荷水包。
2、往载荷水包中注水。
3、在薄膜的边上每隔2米再压一个水包加强，然后注水。
4、无需盖膜时，排出载荷水包中的水，收回保存。
实施例九：
广西某试验场，空旷处无固定物，大型氢气球需固定。
1、氢气球升空前，接一个半径为0.5米，高0.5米的圆柱体载荷水包，其材质为内衬塑胶膜，外覆土工布的复合材料。
2、往载荷水包中注水。
3、对氢气球充气，使氢气球升空。
4、不用氢气球时，降下氢气球，排气回收。
5、排出载荷水包中的水，收回保存。