一種地基處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于深層地基的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地基處理，尤其是深層地基處理的方法很多，目前主要有，土和灰土粧擠密法、水泥粉煤灰碎石粧和深層攪拌粧等地基處理方法，以及由上述地基處理方法衍生出的載體粧法和窮擴垃圾粧法等地基處理方法。
[0003]其中，土和灰土粧擠密法主要用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等的地基加固方法，是有粧間擠密土和填夯的粧共同組成的復合地基，當以消除地基的濕陷性為主要目的時，宜采用土粧；當以提高地基的承載力或水穩(wěn)性為主要目的時，宜選用灰土粧，處理深度一股為5?15米。
[0004]當?shù)鼗恋暮看笥?3%及其飽和度大于0.65時，由于成孔質(zhì)量不好，拔管后容易縮頸，以及打管時容易對臨近已回填的粧體造成破壞，不易采用土和灰土粧擠密法。
[0005]水泥粉煤灰碎石粧，是在碎石粧的基礎(chǔ)上摻入適量石肩、粉煤灰和少量的水泥加水攪拌后制成的一種具有一定強度的粧體，其骨料仍為碎石，適合于砂土、粉土、松散填土、粉質(zhì)粘土、粘土以及游泥質(zhì)粘土等的處理，加固深度一股在6?12米。
[0006]深層攪拌法是利用水泥或水泥砂漿作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌，又固化劑和軟土間所產(chǎn)生的一系列物理-化學反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基，從而提高地基的強度和增大變形模量，是用于加固飽和粘性土地基的一種新方法，使用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標準值不大于120kPa的粘性土等地基，對超軟土效果更為顯著。
[0007]但是，深層攪拌法施工時是采用攪拌頭與輸漿管一體化的設(shè)備，當粘土顆粒間粘結(jié)力強時，不易攪拌均勻，攪拌過程中易產(chǎn)生抱鉆;另外當土質(zhì)易于攪拌均勻時，卻易出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象。目前的深層攪拌粧機常用的機架有三種形式:塔架式、桅桿式和步履式，塔架式和桅桿式結(jié)構(gòu)簡單、易于加工，應(yīng)用較多，但其搭設(shè)及行走困難，步履式的機械化程度高，塔架高度大，鉆孔深度大，但機械費用較高。
[0008]載體粧法是一種全新的施工技術(shù)，它改變了傳統(tǒng)的地基基礎(chǔ)處理觀念，選擇下部層位穩(wěn)定、土性較好的土層作為被加固土層，以粧端土體為研究對象。普通粧的承載力主要來源于粧的側(cè)摩阻力，而載體粧的承載力主要來自載體，載體通過反復填入建筑垃圾再以
3.5噸重錘提升6米進行自由落體夯實，通過三擊貫入度等指標控制密實度，隨后再夯填一定量的干硬性混凝土，從而由內(nèi)向外形成干硬性混凝土、填充料和擠密土體形成的載體，使粧端土體得到最優(yōu)的密實，將上部荷載有效傳遞給下面的持力土層，達到提高承載力的目的。
[0009]夯擴建筑垃圾粧法是由碎石粧延伸而來，是用吊車把重錘吊到一定高度后，自由下落，數(shù)次沖擊成孔，分層填入廢料后夯擴成粧，夯擴垃圾粧適合處理4?Sm左右的淺地基。
[0010]上述這些地基處理方法用于不同的地基處理中，均具有各自的優(yōu)點，但其有一個共同的缺點，就是這些地基處理方法在施工過程中，粧體的材料均會向土中擴散，粧體的直徑不易控制，各粧體之間的承載力差異較大，這使得這些地基處理方法的最大處理深度一股均控制在15米以內(nèi)，對超過15米的深地基處理目前尚無經(jīng)濟有效的處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種地基處理方法，該方法是在地基中先沉入鋼管，然后在鋼管中填入素土和/或建筑垃圾，最后注入水泥楽，形成一種支護粧，該方法施工方便，可用于處理超過15米的深地基。
[0012]本發(fā)明的具體步驟包括:
[0013](I)沉管:采用振動沉拔粧機將鋼管和抵靠在鋼管下端面的粧尖一起沉入地下，使鋼管下端面到達設(shè)計標高，粧尖對鋼管的下端形成封閉；振動沉拔粧機優(yōu)先采用液壓振動沉拔粧機;在現(xiàn)有技術(shù)中，粧尖的使用已非常普遍，能夠滿足本申請的需要，不再贅述；
[0014](2)在鋼管內(nèi)放置注漿管，注漿管的底部到達粧尖；
[0015](3)制作擴大頭:向鋼管中填入素土和/或建筑垃圾，將壓實桿放入鋼管內(nèi)并壓在素土上，用上述振動沉拔粧機的夾具夾持壓實桿，對素土和/或建筑垃圾進行振搗，提高素土和/或建筑垃圾的密實度，并使粧尖脫離鋼管下端面向下移動，部分素土和/或建筑垃圾從鋼管下端溢出并在鋼管下端形成擴大頭；
[0016](4)繼續(xù)向鋼管內(nèi)填入素土和/或建筑垃圾，并夯實；
[0017](5)重復步驟(4)直至素土和/或建筑垃圾到達鋼管頂部并被密實；
[0018](6)注漿，通過注漿管向擴大頭和鋼管中進行注入水泥漿，邊注漿邊向上提拔注漿管，直到整個鋼管被注滿水泥漿；
[0019](7)注漿結(jié)束后拔除鋼管，形成支護粧；
[0020](8)在支護粧的頂部鋪設(shè)褥墊層；
[0021]所述壓實桿為下端封閉的鋼管或下端安裝有水平板的型鋼，型鋼可以采用圓鋼、槽鋼、角鋼等型鋼制作。壓實桿的主要作用是伸入鋼管內(nèi)，通過傳遞振動沉拔粧機的振動力量對素土和/或建筑垃圾進行擠壓，以提高素土和/或建筑垃圾的密實度。
[0022]振動沉拔粧機優(yōu)先采用液壓振動沉拔粧機。
[0023]每次填入素土和/或建筑垃圾的高度優(yōu)選為I?2米。
[0024]沉管所用設(shè)備采用振動沉拔粧機，振動沉拔粧機有電動式和液壓式兩大類，在本申請中優(yōu)選采用液壓振動沉拔粧機，由于液壓振動沉拔粧機的液壓振動錘的外形尺寸小、重量輕，在激振力相仿的情況下，液壓振動錘的重量一股只有電動式振動錘重量的一半，具有較高的振動幅度，沉管效果好。液壓振動沉拔粧機可方便地改變液壓振動錘的振動頻率，以根據(jù)不同地基的地質(zhì)條件，采用不同的振動頻率達到最佳的沉管效果;采用同一臺設(shè)備可完成沉管、素土和/或建筑垃圾的密實以及拔管等全部工作，提高了設(shè)備利用率及施工效率。
[0025]液壓振動沉拔粧機的液壓振動錘的頻率可以進行調(diào)整，通過調(diào)整液壓振動錘的頻率可以獲得所需的密實度，且可以保證粧體的上下密實度一致。
[0026]在本申請中，可向鋼管內(nèi)填入建筑垃圾，填入鋼管內(nèi)的建筑垃圾不得含有有機雜質(zhì)，僅可使用建筑物或構(gòu)筑物拆迀時所產(chǎn)生的水泥塊、碎石塊、磚塊、瓦爍和廢砂楽之類的廢料，不得包含瀝青塊、廢塑料、廢金屬和廢竹木等廢料。采用建筑垃圾不但可降低工程費用，還可消耗大量的建筑垃圾，并為這些建筑垃圾的環(huán)保處理做出了貢獻。
[0027]擴大頭的直徑優(yōu)選為鋼管直徑的1.5?3倍，以保證擴大頭能夠提供有效的抗拔效果O
[0028]進一步，水泥漿的水灰比為0.6?1.2;注漿過程中，注漿壓力為0.4MPa?0.6MPa，注漿流量為50L/min?70L/min。該注漿工藝可保證粧體具有足夠的強度，不必追求高注漿壓力。
[0029]本發(fā)明是將鋼管和具有封閉作用的粧尖一起沉入地下，地基中的土不會進入到鋼管中，鋼管中間的孔成為粧孔，粧孔位置原有的土體被強制側(cè)向擠壓，使粧周一定范圍內(nèi)的土層密實度提高，在相鄰粧孔擠密區(qū)交界處擠密效果相互疊加，且粧距越小疊加效果越明顯。
[0030]現(xiàn)有技術(shù)中由土體自身形成的粧孔，當?shù)鼗林泻看笥?3%及其飽和度大于
0.65時，成孔質(zhì)量不好，拔管后容易出現(xiàn)粧孔縮頸現(xiàn)象，這使得粧體的長度受到限制，其所能處理的地基深度也被控制在15米的范圍內(nèi)；而且當?shù)鼗^軟時，在粧體施工過程中，粧孔中填入的物料易于向粧孔周圍的土體中擴散，使粧體發(fā)生鼓脹變形甚至粧體錯位等現(xiàn)象，降低了粧體的強度，同時也使粧體強度的一致性較差;采用本發(fā)明制作的支護粧，由于大部分的工作是在鋼管中進行，受地基的含水量以及水的飽和度的影響較少，同時鋼管對粧體起到了束縛作用，一方面可防止填入粧孔內(nèi)的物料被擠入四周的土體內(nèi)，另一方面可保證在注漿時，可以采用高壓注漿，使水泥漿在物料中間均勻地分布，使粧體的強度得到保證，也提高了粧體強度的一致性，在粧體中摻加水泥漿后，使粧體具有了一定抵抗地下水的能力。
[0031]本發(fā)明的地基處理方法無需開挖回填，節(jié)約了開挖和素土方的工作量，由于不受開挖和回填的限制，同時由于沒有了粧孔塌陷，使處理深度可達20米，較土和灰土擠密粧法具有更深的地基處理深度，填入鋼管內(nèi)的材料屬就地取材，降低了施工費用。
[0032]采用鋼管作為粧孔，避免了四周土體對施工過程的影響，理論上不受地基土質(zhì)的影響，尤其適用于處理松散砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土、雜填土以及飽和黏土等地基。
[0033]本發(fā)明所制作的支護粧本質(zhì)上是一種低強度的混凝土粧，可充分利用粧間土的承載力，共同作用，將載荷傳遞到深層地基中，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。
[0034]本發(fā)明所制作的支護粧的粧體沉降量小，當粧體落在較硬土層上時，可較嚴格地控制地基沉降量，將地基沉降量控制在7mm以內(nèi)。
[0035]在支護粧的下端制作有擴大頭，以增強土層對粧體的支持力，同時擴大頭可為粧體提供較大的抗拔阻力，尤其是地基中水位較高時，擴大頭還使粧體具有一定的抗浮能力。
[0036]本申請中，主要的施工設(shè)備振動沉拔粧機，沒有其它大型的施工設(shè)備，方便于施工，保證了施工的效率。
[0037]在完成粧體的制作后，拔出鋼管，重復利用，以降低地基處理的費用。
【附圖說明】
[0038]圖1是本發(fā)明的一種實施例的流程示意圖。
[0039]圖2是壓實桿的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0040]圖3是圖2的俯視圖。
[0041]圖4是壓實桿位于鋼管內(nèi)，并對素土進行壓實的簡圖。
[0042]圖中標記:
[0043]1.鋼管，2.粧尖，3.注漿管，4.擴大頭，5.褥墊層，10.壓實桿，11.槽鋼，12.水平板。
【具體實施方式】
[0044]在本實施中首先制作壓實桿10，參閱圖2、圖3，壓實桿10為下端安裝有水平板12的槽鋼11，水平板12為圓形鋼板，槽鋼11和水平板12焊接在一起，水平板12的直徑較制作支護粧所用的鋼管的內(nèi)徑小180mm，以方便向鋼管內(nèi)填充素土或建筑垃圾。
[0045]本實施例中，鋼管的外徑為426mm，擴大頭的直徑為800mm;振動沉拔粧機米用型號為815C的荷蘭I CE液壓振動錘，以下簡稱液壓振動錘。
[0046]在本實施例中，向鋼管I內(nèi)填入的是素土和建筑垃圾的混合料，以下簡稱混合料。
[0047]參閱圖1，制作支護粧的步驟如下:
[0048](I)沉管:用液壓振動錘將鋼管I沉入地下，在鋼管I的下端面設(shè)置有粧尖2，粧尖2對鋼管I形成封閉，避免地基中的土進入到鋼管I中；
[0049](2)在鋼管I內(nèi)沿鋼管I的內(nèi)壁均勻放置三根注漿管3，并使注漿管3的底部到達粧尖2;注漿管3采用直徑20mm的無縫鋼管；
[0050](3)制作擴大頭4:參閱圖4，向鋼管I中填入混合料，將上述制作好的壓實桿10放入鋼管I內(nèi)，用液壓振動錘的夾具將壓實桿10的上端夾住，啟動液壓振動錘，保持對混合料的壓力，使壓實桿10對混合料進行振搗，在振搗過程中，混合料的體積被壓縮，并且使粧尖2向下移動脫離鋼管I的下端面，混合料從鋼管I的下端溢出，并在壓實桿10的作用下完成擴大頭的制作，然后停止液壓振動錘；
[0051](4)繼續(xù)向鋼管I內(nèi)填入混合料并密實;在每次完成密實后，將壓實桿10提升2米，然后向鋼管I內(nèi)填入高度約1.8米的混合料，混合料沿壓實桿10的水平板12與鋼管I內(nèi)壁之間的孔隙落入壓實桿10的下面，再將壓實桿10下放，壓緊混合料，啟動液壓振動錘，對混合料進行密實；
[0052 ] (5)重復步驟(4)直至混合料到達鋼管I的頂部并被密實；
[0053](6)注漿，通過注漿管向擴大頭和鋼管中進行注入水泥漿，邊注漿邊向上提拔注漿管，直到整個鋼管被注滿水泥漿；在本實施例中，水泥漿的水灰比為0.9，注漿壓力為
0.5MPa，注漿流量為60L/min ；
[0054](7)注漿結(jié)束后用液壓振動錘拔除鋼管，形成支護粧；
[0055](8)在支護粧的頂部鋪設(shè)褥墊層5;
[0056]壓實桿還可以采用下端封閉的鋼管，或在圓鋼、槽鋼、角鋼等型鋼的下端焊接或用螺栓連接水平板制作而成。
[0057]水平板的直徑可根據(jù)添加的素土或建筑垃圾的顆粒的大小進行確定，顆粒大時，可將水平板的直徑設(shè)置的小一些，顆粒小時，可將水平板的直徑設(shè)置的大一些，為了保證水平板對素土和/或建筑垃圾有一定的接觸面，水平板的直徑與鋼管內(nèi)徑的差在80?300mm之間為宜。
【主權(quán)項】
1.一種地基處理方法，包括如下步驟: (1)沉管:采用振動沉拔粧機將鋼管和抵靠在鋼管下端面的粧尖一起沉入地下，使鋼管下端面到達設(shè)計標高，粧尖對鋼管的下端形成封閉； (2)在鋼管內(nèi)放置注漿管，注漿管的底部到達粧尖； (3)制作擴大頭:向鋼管中填入素土和/或建筑垃圾，將壓實桿放入鋼管內(nèi)并壓在素土上，用上述振動沉拔粧機的夾具夾持壓實桿，對素土和/或建筑垃圾進行振搗，提高素土和/或建筑垃圾的密實度，并使粧尖脫離鋼管下端面向下移動，部分素土和/或建筑垃圾從鋼管下端溢出并在鋼管下端形成擴大頭； (4)繼續(xù)向鋼管內(nèi)填入素土和/或建筑垃圾，并密實； (5)重復步驟(4)直至素土和/或建筑垃圾到達鋼管頂部并被密實； (6)注漿，通過注漿管向擴大頭和鋼管中進行注入水泥漿，邊注漿邊向上提拔注漿管，直到整個鋼管被注滿水泥漿； (7)注漿結(jié)束后拔除鋼管，形成支護粧； (8)在支護粧的頂部鋪設(shè)褥墊層； 所述壓實桿為下端封閉的鋼管或下端安裝有水平板的型鋼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于:水泥漿的水灰比為0.6?1.2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于:注漿過程中，注漿壓力為0.4MPa?0.6MPa，注漿流量為 50L/min ?70L/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于:擴大頭的直徑為鋼管直徑的1.5?3倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于:每次填入素土和/或建筑垃圾的高度為I?2米。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于:振動沉拔粧機為液壓振動沉拔粧機。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種地基處理方法，該方法施工方便，可用于處理超過15米的深地基，具體包括如下步驟：(1)沉管：采用振動沉拔樁機將鋼管和抵靠在鋼管下端面的樁尖一起沉入地下，使鋼管下端面到達設(shè)計標高，樁尖對鋼管的下端形成封閉；(2)在鋼管內(nèi)放置注漿管，注漿管的底部到達樁尖；(3)制作擴大頭；(4)繼續(xù)向鋼管內(nèi)填入素土和/或建筑垃圾，并夯實；(5)重復步驟(4)直至素土和/或建筑垃圾到達鋼管頂部并被密實；(6)注漿，通過注漿管向擴大頭和鋼管中進行注入水泥漿，邊注漿邊向上提拔注漿管，直到整個鋼管被注滿水泥漿；(7)注漿結(jié)束后拔除鋼管，形成支護樁；(8)在支護樁的頂部鋪設(shè)褥墊層。
【IPC分類】E02D5/44
【公開號】CN105714773
【申請?zhí)枴緾N201610116424
【發(fā)明人】王建蘭, 王濤, 黃浩
【申請人】江蘇東合南巖土科技股份有限公司