專利名稱：一種地基處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對建筑地基的處理方法。
背景技術(shù)：
目前的建筑地基處理方法較多，主要有置換法、預(yù)壓法、壓實(或夯實)法、擠密法、夯擊碎石樁法、拌和法、加筋法和灌漿法等等。由于建筑場地工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件的多樣性和復(fù)雜性，在實際工程中使用任何一種單一的地基處理方法都存在某些不足。
例如，我國四川地區(qū)的軟弱土層較厚、地下水位較高、持力層深度變化較大，該地區(qū)的地基處理經(jīng)常采用碎石樁，但是，用碎石樁處理的地基載力離散性較大，地基質(zhì)量相對受到一定的影響。最近以來，以粉煤灰、水泥及砂石為原料現(xiàn)澆而成的CFG樁在上述地區(qū)迅速推廣。CFG樁的施工方法及適用范圍可參見中國專利申請98101456.9號公開的“纖維加筋砼樁復(fù)合地基技術(shù)”。CFG樁質(zhì)量穩(wěn)定，處理后的地基承載力高，但采用CFG樁處理地下水以下的地基時，地下水對其質(zhì)量影響嚴(yán)重，一般要求鑿井降水后才能施工制作樁體。在工程中還發(fā)現(xiàn)，CFG樁在軟弱層厚度深、無明顯持力層的地基處理中應(yīng)用效果不佳。
在現(xiàn)有技術(shù)中，有人曾提出了制作由不同材料構(gòu)成的復(fù)合樁的方法，以適應(yīng)不同的地質(zhì)狀況。例如，中國發(fā)明專利申請92112183.0號就公開了一種施工方法，該方法是先在地層條件較好的上層土層中鉆設(shè)樁孔，然后以現(xiàn)澆方式制作具有預(yù)留通道的上部樁體，待上部樁體完成后，再通過預(yù)留通道對該樁體的下部進(jìn)行施工，施工時用小于預(yù)留通道直徑的鋼鉆桿通過預(yù)留通道鉆到上部樁體的下部，達(dá)到預(yù)定的深度后，再采用旋噴或定噴等方式對下部土層進(jìn)行改性處理，從而在上部樁體的下部形成下部樁體(旋噴樁體)，即由下部樁體和上部樁體共同構(gòu)成了復(fù)合樁。但是，由于上述復(fù)合樁畢竟是由兩種或兩種以上的樁體復(fù)合而成，與整體式預(yù)制樁或現(xiàn)澆樁相比較，其對建筑物的承載能力將受到削弱，尤其是在軟弱土層較厚的四川地區(qū)，如果僅僅采用這種復(fù)合樁作為建筑物的承載體，其承載力就不易達(dá)到設(shè)計要求，且有可能因軟弱土層的變形而造成上部樁體和下部樁體的連接部折斷和錯位。當(dāng)然，就該方法來說，也可以在上部樁體和下部樁體之間設(shè)置連接筋，以增加其整體強度，但這又增加了施工難度。
為了解決松軟地基的處理問題，中國發(fā)明專利申請02104259.4公開了一種地基加固方法，該方法是將直筒式沉管以振動或沖孔靜壓等方式置入松軟的地基土，然后就地取材，將拌和有水泥和水的填料，如砂石料、礦碴、土石屑或粘土等分批投入沉管，以柱錘錘擊夯實成樁；然后在樁頂?shù)脑O(shè)計標(biāo)高以上，用拌和有水泥及水的填料平鋪夯實，制成填料褥墊層，最終形成水泥高粘結(jié)強度樁復(fù)合地基。這種方法實際上是讓現(xiàn)澆樁體和填料褥墊層共同構(gòu)成復(fù)合地基，以克服單一地基處理方法的弊病。由于上述方法中的樁體為現(xiàn)澆的樁體，若澆筑的樁身位于地下水位之下，地下水也會嚴(yán)重地影響其成樁質(zhì)量，所以，該方法也不適宜于在上述軟弱土層較厚、地下水位較高的地區(qū)采用。當(dāng)然，受此啟發(fā)，也可以采用不懼地下水的預(yù)制樁和褥墊層共同構(gòu)成復(fù)合地基。但是，對于持力層深度變化較大的上述地區(qū)來說，預(yù)制樁的長度不好確定，在夯入預(yù)制樁后，往往需要將裸露于地面之外的長短不一的樁頭裁除，才能鋪設(shè)上述褥墊層。這一裁樁過程即費工費時，又造成了原材料的浪費，因此也存在著明顯的弊端。
另外，中國發(fā)明專利申請94105052.1號也公開了一種復(fù)合地基的施工方法，該施工方法先在欲處理的地層內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面鋪設(shè)人工褥墊層，在該方法中，所設(shè)置的復(fù)合樁由若干條擠密碎石樁和若干條混凝土灌注樁共同構(gòu)成，其中，長度超過擠密碎石樁的混凝土灌注樁位于各擠密碎石樁之間，各混凝土灌注樁和擠密碎石樁呈平行并列設(shè)置狀態(tài)且互不相連。在該方法中，設(shè)置擠密碎石樁的目的是在沿海一帶的海涂淤泥質(zhì)土層中形成眾多的排水井，讓土層中的大量水份通過其涌向地面，達(dá)到排水目的，而混凝土灌注樁則起到擠密地基、增加強度的作用。但是，上述構(gòu)成復(fù)合地基的方法仍然不適合于在軟弱土層較厚、地下水位較高、持力層深度變化較大的內(nèi)陸地區(qū)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是對上述現(xiàn)有地基處理方法進(jìn)行改進(jìn)，提供一種適合于軟弱土層較厚、地下水位較高、持力層深度變化較大的地區(qū)使用的地基處理方法。
本發(fā)明的目的通過以下方式實現(xiàn)根據(jù)欲處理地層的地質(zhì)情況，采用呈上、下首尾相接狀態(tài)的復(fù)合樁(即豎向復(fù)合的復(fù)合樁)，同時，在地層表面及復(fù)合樁的樁頂位置鋪設(shè)人工褥墊層，利用人工褥墊層和人工褥墊層之下的復(fù)合樁及天然地層共同承受建筑物的荷載。具體來說，本發(fā)明的地基處理方法是先在欲處理的地層內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面鋪設(shè)人工褥墊層，其特征在于所設(shè)置的復(fù)合樁由至少二條樁段構(gòu)成，復(fù)合樁中的各條樁段在豎直方向上首尾相接，復(fù)合樁中位于最上部的樁段的上端裸露于欲處理地層的表面之外，所鋪設(shè)的人工褥墊層將欲處理地層的表面和復(fù)合樁中位于最上部的樁段的上端覆蓋。在本發(fā)明中，所鋪設(shè)的人工褥墊層可以是碎石鋪墊層或與之類似的具有一定柔性的鋪墊層等等。就本發(fā)明來說，實際上是既采用了豎向復(fù)合的復(fù)合樁，又讓該復(fù)合樁與人工褥墊層及天然地層共同構(gòu)成了復(fù)合地基，即復(fù)合樁復(fù)合地基(可稱之為雙復(fù)合地基)。當(dāng)受到基礎(chǔ)傳遞的荷載時，復(fù)合樁、人工褥墊層和天然地基協(xié)同工作，共同承擔(dān)外荷載。此處，復(fù)合樁的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)建筑場地的不同工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件進(jìn)行選取，較為典型的復(fù)合形式有預(yù)制樁——素砼樁復(fù)合、預(yù)制樁——CFG樁復(fù)合、預(yù)制樁——旋噴樁復(fù)合、CFG樁——旋噴樁復(fù)合、素砼樁——旋噴樁復(fù)合、預(yù)制樁——旋噴樁——CFG樁復(fù)合、預(yù)制樁——旋噴樁——素砼樁復(fù)合等等。
與前述現(xiàn)有地基處理方法相比，本發(fā)明的方法特別適合于軟弱土層較厚、地下水位較高、持力層深度變化較大的地區(qū)使用。這是因為，就本發(fā)明中采用的豎向復(fù)合的復(fù)合樁來說，它可以根據(jù)不同工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，靈活地選取上部樁段和下部樁段的材質(zhì)及結(jié)合位置，既可以讓各樁段充分發(fā)揮自身的優(yōu)點，又能夠有效地避免地下水等因素對樁體造成的影響，在施工時無需降低地下水位，從而起到揚長避短的作用。更為重要的是，由于復(fù)合地基中還設(shè)置了人工褥墊層，可以讓人工褥墊層、復(fù)合樁及天然地層共同承受建筑物的荷載，這就大大降低了復(fù)合樁的承載要求，與之相對應(yīng)，復(fù)合樁的強度要求和施工難度也就大為降低。同時，由于豎向復(fù)合的復(fù)合樁能夠低難度地施工，且能夠靈活地適應(yīng)地下水位及軟弱土層厚度的變化，完全可以在施工中控制復(fù)合樁頂端的高度，讓其與天然地層的表面齊平，在鋪設(shè)人工褥墊層時，就不必再對樁頭進(jìn)行裁切，這樣也有利于簡化施工過程。因此，本發(fā)明的方法可以在提高整個復(fù)合地基的承載能力的同時，讓地基的處理過程更為簡便。
本發(fā)明的內(nèi)容結(jié)合以下實施例作更進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于實施例中所涉及的內(nèi)容。


圖1是實施例1中地基處理狀態(tài)的示意圖。
圖2是實施例3中地基處理狀態(tài)的示意圖。
圖3是實施例4中地基處理狀態(tài)的示意圖。
圖4是實施例6中地基處理狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1所示，本實施例中的地基處理方法是先在欲處理的地層1內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面鋪設(shè)人工褥墊層2。在本實施例中，所設(shè)置的復(fù)合樁由二條樁段3、4構(gòu)成，復(fù)合樁中的兩條樁段3、4在豎直方向上首尾相接，復(fù)合樁中位于最上部的樁段4的上端裸露于欲處理地層1的表面之外，所鋪設(shè)的人工褥墊層2將欲處理地層1的表面和復(fù)合樁中位于最上部的樁段4的上端覆蓋。在本實施例中，上述復(fù)合樁由現(xiàn)澆砼樁段4和預(yù)制樁段3經(jīng)豎向復(fù)合而成，該復(fù)合樁按以下步驟制作先在欲處理地層中夯入鋼筋砼預(yù)制樁段3，且讓鋼筋砼預(yù)制樁段3的上端面位于欲處理地層1的表面之下、地下水位5之上，再在夯入鋼筋砼預(yù)制樁段3時產(chǎn)生的樁孔中填入未凝固的砼原料，待該砼原料凝固后成為現(xiàn)澆砼樁段4，從而得到下部為鋼筋砼預(yù)制樁段3、上部為現(xiàn)澆砼樁段4的所述復(fù)合樁。在夯入預(yù)制樁段3的時候，預(yù)制樁段3的前端插入持力層6之內(nèi)。在本實施例中，所加入的未凝固的砼原料為水泥、砂、石，即由水泥及砂、石構(gòu)成的普通砼拌合料，與之相對應(yīng)，所制得的現(xiàn)澆砼樁段4為素砼樁段。由于現(xiàn)澆砼樁段4的施工制作過程是在地下水位5之上進(jìn)行的，因此其施工質(zhì)量不會受到地下水的影響。同時，在該施工之前也無需采用鑿井降水措施，從而有利于簡化整個施工過程。本實施例中的方法適宜于在地下水位較高的地區(qū)使用。另外，由于上部樁段4為現(xiàn)澆砼樁段，所以能夠在施工中方便地控制復(fù)合樁頂端的高度，讓其與天然地層的表面齊平，在鋪設(shè)人工褥墊層時，就不必再對樁頭進(jìn)行裁切。就本發(fā)明的方法來說，也可以在所加入的現(xiàn)澆砼原料未凝結(jié)時加入鋼筋，從而構(gòu)成鋼筋砼。
實施例2本實施例中的地基處理方法與實施例1相似，其區(qū)別僅僅在于在夯入鋼筋砼預(yù)制樁段3時產(chǎn)生的樁孔中所填入的砼原料為粉煤灰水泥砂漿，即由粉煤灰、水泥及砂、石構(gòu)成的CFG砼原料。與之相對應(yīng)，所制得的現(xiàn)澆砼樁段4為CFG砼樁段。
實施例3如圖2所示，本實施例中的地基處理方法仍然是先在欲處理的地層1內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面鋪設(shè)人工褥墊層2。在本實施例中，所設(shè)置的復(fù)合樁仍然由二條樁段3、4構(gòu)成，復(fù)合樁中的兩條樁段3、4在豎直方向上首尾相接，復(fù)合樁中位于最上部的樁段4的上端裸露于欲處理地層1的表面之外，所鋪設(shè)的人工褥墊層2將欲處理地層1的表面和復(fù)合樁中位于最上部的樁段4的上端覆蓋。在本實施例中，上述復(fù)合樁按以下步驟制作先在欲處理地層中夯入在長軸方向上具有通孔7的鋼筋砼預(yù)制樁段4，且讓鋼筋砼預(yù)制樁段4的上端面與欲處理地層1的表面齊平，再使用旋噴機械，經(jīng)過鋼筋砼預(yù)制樁段的通孔7，在鋼筋砼預(yù)制樁段的樁底之下的地層中旋孔并旋噴水泥漿料，待旋噴的水泥漿料凝固后形成旋噴水泥樁段3，從而得到下部為旋噴水泥樁段3，上部為鋼筋砼預(yù)制樁段4的所述復(fù)合樁。在夯入預(yù)制樁段4的時候，預(yù)制樁段4的前端插入非持力層6之內(nèi)，因此也可以方便地控制復(fù)合樁頂端的高度，讓其與天然地層的表面齊平；而旋噴水泥樁段3的橫斷面較大，它能夠有效地增大復(fù)合樁的承載力。因此，本實施例中的方法適宜于在地層下的持力層距地表太遠(yuǎn)的場合使用。
實施例4如圖3所示，本實施例中的地基處理方法仍然是先在欲處理的地層1內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面和復(fù)合樁的頂端鋪設(shè)人工褥墊層2。在本實施例中，地下水位較低，但地表下的一定深度內(nèi)均無持力層。因此，本實施例中按以下步驟制作復(fù)合樁先在欲處理地層上鉆現(xiàn)澆樁孔，且使所鉆現(xiàn)澆樁孔的底端位于地下水位5之上，再使用旋噴機械，經(jīng)該現(xiàn)澆樁孔在現(xiàn)澆樁孔的底端之下的地層中旋孔并旋噴水泥漿料，待旋噴的水泥漿料凝固后形成旋噴水泥樁段3，最后在現(xiàn)澆樁孔中填入未凝固的砼原料，待該砼原料凝固形成現(xiàn)澆砼樁段4，從而得到下部為旋噴水泥樁段3，上部為現(xiàn)澆砼樁段4的所述復(fù)合樁。在本實施例中，所加入的未凝固的砼原料為水泥、砂、石，即由水泥及砂石構(gòu)成的砼拌合料，與之相對應(yīng)，所制得的現(xiàn)澆砼樁段4為素砼樁段。由于現(xiàn)澆砼樁段4的施工制作過程是在地下水位5之上進(jìn)行的，因此其施工質(zhì)量不會受到地下水的影響。
實施例5本實施例中的地基處理方法與實施例4相似，其區(qū)別僅僅在于在現(xiàn)澆樁孔中所填入的砼原料為粉煤灰、水泥、砂、石，即由粉煤灰、水泥及砂、石構(gòu)成的CFG砼原料。與之相對應(yīng)，所制得的現(xiàn)澆砼樁段4為CFG砼樁段。
實施例6如圖4所示，本實施例中的地基處理方法仍然是先在欲處理的地層1內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面和復(fù)合樁的頂端鋪設(shè)人工褥墊層2。在本實施例中，地下水位較高，且地表下的一定深度內(nèi)均無持力層。因此，本實施例中按以下步驟制作復(fù)合樁先在欲處理地層中夯入在長軸方向上具有通孔7的鋼筋砼預(yù)制樁段4，且讓該鋼筋砼預(yù)制樁段4的上端面位于欲處理地層的表面之下、地下水位之上，再使用旋噴機械，經(jīng)過鋼筋砼預(yù)制樁段的通孔7，在鋼筋砼預(yù)制樁段的樁底之下的地層中旋孔并旋噴水泥漿料，待旋噴的水泥漿料凝固后形成旋噴水泥樁段3，最后在夯入鋼筋砼預(yù)制樁段4時產(chǎn)生的樁孔中填入未凝固的砼原料，待該砼原料凝固后成為現(xiàn)澆砼樁段8，從而得到下部為旋噴水泥樁段3，中部為鋼筋砼預(yù)制樁段4，上部為現(xiàn)澆砼樁段8的所述復(fù)合樁。由于現(xiàn)澆砼樁段4的施工制作過程是在地下水位5之上進(jìn)行的，因此其施工質(zhì)量不會受到地下水的影響。同時，而橫斷面較大的旋噴水泥樁段3能夠有效地增大復(fù)合樁的整體承載力。在本實施例中，所加入的未凝固的砼原料為水泥、砂、石，即由水泥及砂、石構(gòu)成的普通砼拌合料，與之相對應(yīng)，所制得的現(xiàn)澆砼樁段4為素砼樁段。
實施例7本實施例中的地基處理方法與實施例6相似，其區(qū)別僅僅在于在現(xiàn)澆樁孔中所填入的砼原料為粉煤灰、水泥、砂、石，即由粉煤灰、水泥及砂、石構(gòu)成的CFG砼原料。與之相對應(yīng)，所制得的現(xiàn)澆砼樁段4為CFG砼樁段。
權(quán)利要求
1.一種地基處理方法，先在欲處理的地層內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面鋪設(shè)人工褥墊層，其特征在于所設(shè)置的復(fù)合樁由至少二條樁段構(gòu)成，復(fù)合樁中的各條樁段在豎直方向上首尾相接，復(fù)合樁中位于最上部的樁段的上端裸露于欲處理地層的表面之外，所鋪設(shè)的人工褥墊層將欲處理地層的表面和復(fù)合樁中位于最上部的樁段的上端覆蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于所述復(fù)合樁按以下步驟制作先在欲處理地層中夯入鋼筋砼預(yù)制樁段，且讓鋼筋砼預(yù)制樁段的上端面位于欲處理地層的表面之下、地下水位之上，再在夯入鋼筋砼預(yù)制樁段時產(chǎn)生的樁孔中填入未凝固的砼原料，待該砼原料凝固后成為現(xiàn)澆砼樁段，從而得到下部為鋼筋砼預(yù)制樁段、上部為現(xiàn)澆砼樁段的所述復(fù)合樁。
3.如權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于所述復(fù)合樁按以下步驟制作先在欲處理地層中夯入在長軸方向上具有通孔的鋼筋砼預(yù)制樁段，且讓鋼筋砼預(yù)制樁段的上端面與欲處理地層的表面齊平，再使用旋噴機械，經(jīng)過鋼筋砼預(yù)制樁段的通孔，在鋼筋砼預(yù)制樁段的樁底之下的地層中旋孔并旋噴水泥漿料，待旋噴的水泥漿料凝固后形成旋噴水泥樁段，從而得到下部為旋噴水泥樁段，上部為鋼筋砼預(yù)制樁段的所述復(fù)合樁。
4.如權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于所述復(fù)合樁按以下步驟制作先在欲處理地層上鉆現(xiàn)澆樁孔，且使所鉆現(xiàn)澆樁孔的底端位于地下水位之上，再使用旋噴機械，經(jīng)該現(xiàn)澆樁孔在現(xiàn)澆樁孔的底端之下的地層中旋孔并旋噴水泥漿料，待旋噴的水泥漿料凝固后形成旋噴水泥樁段，最后在現(xiàn)澆樁孔中填入未凝固的砼原料，待該砼原料凝固形成現(xiàn)澆砼樁段，從而得到下部為旋噴水泥樁段，上部為現(xiàn)澆砼樁段的所述復(fù)合樁。
5.如權(quán)利要求1所述的地基處理方法，其特征在于所述復(fù)合樁按以下步驟制作先在欲處理地層中夯入在長軸方向上具有通孔的鋼筋砼預(yù)制樁段，且讓該鋼筋砼預(yù)制樁段的上端面位于欲處理地層的表面之下、地下水位之上，再使用旋噴機械，經(jīng)過鋼筋砼預(yù)制樁段的通孔，在鋼筋砼預(yù)制樁段的樁底之下的地層中旋孔并旋噴水泥漿料，待旋噴的水泥漿料凝固后形成旋噴水泥樁段，最后在夯入鋼筋砼預(yù)制樁段時產(chǎn)生的樁孔中填入未凝固的砼原料，待該砼原料凝固后成為現(xiàn)澆砼樁段，從而得到下部為旋噴水泥樁段，中部為鋼筋砼預(yù)制樁段，上部為現(xiàn)澆砼樁段的所述復(fù)合樁。
6.如權(quán)利要求2或4或5所述的地基處理方法，其特征在于所述未凝固的砼原料為水泥、砂、石。
7.如權(quán)利要求2或4或5所述的地基處理方法，其特征在于所述未凝固的砼原料為粉煤灰、水泥、砂、石。
全文摘要
一種地基處理方法，先在欲處理的地層內(nèi)設(shè)置復(fù)合樁，再在欲處理的地層表面鋪設(shè)人工褥墊層，其特征在于所設(shè)置的復(fù)合樁由至少二條樁段構(gòu)成，復(fù)合樁中的各條樁段在豎直方向上首尾相接，復(fù)合樁中位于最上部的樁段的上端裸露于欲處理地層的表面之外，所鋪設(shè)的人工褥墊層將欲處理地層的表面和復(fù)合樁中位于最上部的樁段的上端覆蓋。與現(xiàn)有地基處理方法相比，本發(fā)明的方法特別適合于軟弱土層較厚、地下水位較高、持力層深度變化較大的地區(qū)使用，它可以在提高整個復(fù)合地基的承載能力的同時，讓地基的處理過程更為簡便。
文檔編號E02D5/22GK1431370SQ0311717
公開日2003年7月23日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者張宗毅 申請人:張宗毅