專利名稱：五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明內(nèi)容屬于建設(shè)工程施工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適于地基基 礎(chǔ)、地基塌陷以及環(huán)保領(lǐng)域施工應(yīng)用的的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體 處理地基的方法。
背景技術(shù)：
目前在地基基礎(chǔ)處理工程領(lǐng)域內(nèi)常用的地基處理方法主要有"旋
挖灌注樁法"、"鋼筋砼預(yù)制樁法"、"強夯法"、"CFG樁法"、"灰土擠 密樁法"等，在具體實施中，它們的用處不同，效果也各不相同，彼 此均有著各自的長處和短處。"旋挖灌注樁法"是當前國內(nèi)外極為廣 泛采用的一種處理地基方法，但這種方法機械施工過于笨重，雖然"鉆 孔"深度已達數(shù)十米，"樁徑"可隨設(shè)計而定，但如果在設(shè)計機理上 按"樁基"處理，它對地基土、樁間土卻沒有起到任何擠密效果，未 發(fā)揮樁間土的重要作用，只是把上部的荷載通過"樁"傳遞到"更深" 的巖石層上，因而它的設(shè)計"樁長"須大大增長，而且處理地基必須 使用鋼材、水泥、砂、石料，還會浪費大量的能源，尤其是它破壞了 河床的結(jié)構(gòu)和山谷美麗的環(huán)境。"鋼筋混凝土預(yù)制樁法"常用于處理 "軟弱"、"水"中的不良地基，由于它是利用打砸方式的施工工藝， 在居民區(qū)應(yīng)用尤其在城市居民鬧市區(qū)應(yīng)用往往影響居民的生活，使居 民反感，所以它的用途必然受到限制；另外由于這種樁基是"鋼筋混 凝土樁"，所以就必須使用水泥、鋼筋、砂、石材料制成的"樁"，再 以大型設(shè)備"沖打"處理地基。這種施工方法，不但浪費了大量的鋼 筋、水泥、砂、石料，而且浪費能源，此外該方法也無法處理大型高 承載力的地基。"強夯法"是一種"淺層震動較大"的地基處理方法， 由于它的震動大，在地基處理中是人們一直無法接受的。該方法的處理方式是用"動能"對地基"從上而下"的實施壓強夯實，改良其原 土壤性能，加強高密度，提高承載力，以往人們?yōu)榘l(fā)揮它的優(yōu)勢，都
不斷的"增設(shè)高程"加大錘重，從而使該技術(shù)從1000KN發(fā)展至 10000KN，但地基處理有效深度不足10米，承載力一般為200 300kpa，由于現(xiàn)代的建筑物設(shè)計要求承載力"高"，地基的處理深度 "深"，所以此方法必然受到限制。"CFG樁法"主要是將粉煤灰和水 泥內(nèi)摻有石料在現(xiàn)場攪拌澆注而成，它主要是發(fā)揮水泥、粉煤灰的活 性膠結(jié)機理做成的一種樁體，這種樁基法是在"灰土擠密法"的基礎(chǔ) 上發(fā)展起來的，它是以水泥、粉煤灰活性的機理彌補灰土擠密樁"強 度低"的缺陷。以上各種處理地基的方法，均因其自身的動能小、壓 強低的缺陷，無法在現(xiàn)場灌注打造一個高承載力預(yù)膨脹生態(tài)體的"復(fù) 合地基"的樁基，也不能處理大于10m以上的雜填、軟弱、濕陷、膨 脹、液化土、酸、堿、鹽腐蝕以及塊石混土地基。
目前在地基的塌陷工程領(lǐng)域內(nèi)，地基以下的"採礦"開挖坑道造 成了地基的懸空塌陷，在採挖無組織的地方，造成了大片土地地基塌 陷，尤其在礦區(qū)，使住在礦道上面的人們長期處于不安定的生活環(huán)境 中，但迄今為止，人們還沒有一個很好的辦法去解決此類問題。
目前在金礦的選礦領(lǐng)域內(nèi)，人們?yōu)榱嗽趲r石中提選精礦粉，通常 采用"碾壓"的辦法，這大大降低了 "精礦"的出選率，而且操作笨 拙、出礦率低、浪費勞動力。
此外，在當今環(huán)衛(wèi)工程領(lǐng)域內(nèi)廣為采用的對"垃圾場"、無機固 體污染物等的"消納處理"(含有機物15%)方法不但沒有起到循環(huán) 使用、節(jié)能降耗、節(jié)約投資的社會價值，更無法達到再創(chuàng)經(jīng)濟、免 除污染、綜合利用的效果，同時，又嚴重的污染了城市鄉(xiāng)村、江河 湖泊、水源和空氣。僅北京市為例，長期以來，由于垃圾的隨意傾 倒，已形成成千上萬個大大小小的垃圾山，如同第二個長城包圍了 首都，造成了嚴重的污染?，F(xiàn)今，不論是國內(nèi)還是國外，人們通常都是采用斥巨資建造"垃圾填埋場"或"堆山造景"等的處理方法， 但這種"投資造山"、"挖坑"、"填坑"等處理垃圾的方法往往只是 對垃圾的占地堆埋，而沒有任何綜合利用的再創(chuàng)價值，尤其對內(nèi)所 含的有害物質(zhì)未作任何固結(jié)處理，它仍會對水源、大氣進行再次污 染，而隨著城市建設(shè)的發(fā)展，這些垃圾污染物將再度滾動搬遷，只 能會多次的對社會污染，沒有任何再創(chuàng)價值的貢獻，這些都會在今 后漫長的歲月里無限度的危害著子孫后代。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了徹底解決當今人們在上述領(lǐng)域中渴望要解 決而沒有解決的難題，設(shè)計一種適于地基基礎(chǔ)、地基塌陷以及環(huán)保領(lǐng) 域施工應(yīng)用的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基法。
本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是這樣的，所設(shè)計的五位一體預(yù)膨 脹生態(tài)樁體處理地基法的施工步驟包括根據(jù)地基土的特征、現(xiàn)場 材料以及處理地基的設(shè)計要求，首先在地基內(nèi)引孔，即在地基內(nèi)挖 制出符合施工要求深度的引孔，再將一錘體貫入孔內(nèi)，并以超壓強
錘體動能(單位面積內(nèi)壓強動能)E:3X1()4 9.8X107KN "m/m2,對其 孔內(nèi)地基土、樁間土進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體豎向和橫 向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的動力固結(jié)之后，再以汽車、拖拉機、裝載 機、人力車、翻斗車輛等機械向其孔內(nèi)填料(一般每次填料在0.15 6.0m3,實施中根據(jù)填料粒徑的大小，若所填料粒徑大于錘體與孔壁 之間縫隙，則先將錘體從孔內(nèi)提出，再利用機械向孔內(nèi)填料，若所 填料粒徑小于錘體與孔壁之間縫隙，則錘體可不提出，填料直接進 入，錘體可繼續(xù)施夯工作)，并以上述超壓強錘體對其孔內(nèi)的填料、 樁間土進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓 傳遞推進的動力固結(jié)成樁；隨后根據(jù)設(shè)計標準再通過多次的按上述 工藝程序先以機械給其孔內(nèi)進行填料，再以超壓強動能錘體能量繼 續(xù)對其孔內(nèi)填料、樁間土進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的動力固結(jié)的方式，使引孔內(nèi)后續(xù)填料 和樁間土遞升固結(jié)成樁并消除污物，直至樁體強度和高度達到設(shè)計
標準；對其樁頂孔口標高部0. 6m 1. 5m深的填料或地基表面膨脹松 散土，以壓強動能予以固結(jié)夯實或挖除至設(shè)計標高，以使地基獲得 高承載力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的復(fù)合地基的深基礎(chǔ)、特異樁基和預(yù)膨 脹生態(tài)樁體。
該方法中所說的引孔是根據(jù)地基地質(zhì)構(gòu)造特征、設(shè)計要求和機 械性能，以機械挖孔、抓孔、鉆孔、沖孔或人工挖孔的方式制成的 孔洞。所制作引孔的深度亦根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造特征、設(shè)計要求和機械性 能而定，單樁處理地基的面積一般為1 20m2,在含水量低的條件下， 其成孔可達50m或更深，引孔的孔形截面為圓形、方形、長方形、 橢圓形、多邊形、不規(guī)則孔形，孔徑的尺寸大于、等于或小于錘徑 以及用錘沖擊的孔徑。
為適用該施工方法而設(shè)計的錘體的長細比入=2.0 30.0,錘尖 的傾斜度為5° 90° 。施工中利用它可所產(chǎn)生的超壓強動能3X 1(^ 9.8Xl(fKN"m/V以沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的 作用機理對地基(礦石)的地基土、樁間土進行擠壓強夯，可根據(jù)不同 土壤結(jié)構(gòu)"自動"地自上而下(或自下而上)沖孔，既克服了 "地基土 阻力"對地基處理"深度"的影響，同時又解決了施工中"塌孔"、 "縮徑"、"地下水"和內(nèi)含有塊石、混凝土塊、建筑垃圾、流塑狀淤 泥質(zhì)土等目前其他技術(shù)尚無法解決的施工難題，尤其是其可在地基土 中的"軟夾層"造具一個更大的樁體直徑，以沖填置換的方式改變地 基軟弱層的結(jié)構(gòu)，使其與周邊土層形成一個具有"彈性體"(具有P-S 回彈值)、高承載力、無限剛度值為300 4000kPa的復(fù)合基礎(chǔ)(具有 高承載力)的深基礎(chǔ)或彈性體的復(fù)合基礎(chǔ)。
本發(fā)明用于處理的地基可以包括建設(shè)工程領(lǐng)域內(nèi)的雜填土、素 填土、液化土、軟弱土、膨脹土、濕陷土、石料混土、人防工事、垃圾場、地下洞穴(包括地層斷裂帶的裂縫、礦業(yè)的采空洞穴、地下 人防工事洞體等)、地下水以下飽和地基土以及具有酸、堿、鹽腐蝕 的特種疑難地基。
本發(fā)明所說的預(yù)膨脹擠壓傳遞推進施工方法是以超壓強動能
E二3Xl(T 9.8Xl(fKN'm/V通過上述工藝程序的沖、砸、擠、壓、 劈的多次五位一體的作用機理給動力固結(jié)樁體、樁間土、地基土所 產(chǎn)生的預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的施工方法。所提及的豎向和橫向預(yù)膨 脹擠壓傳遞推進方式是通過超壓強動能錘體以沖、砸、擠、壓、劈 的五位一體三維空間的作用機理，使孔內(nèi)樁間土、地基土在動能向 豎向縱深的深層和橫向樁周土進行推進膨脹，使樁體、樁間土、地 基土再繼續(xù)以預(yù)膨脹傳遞動能，進而使樁體、樁間土以及樁體以下 的地基土深層地基得到預(yù)膨脹樁體的擠密壓縮，以形成一個預(yù)膨脹 樁體動力固結(jié)樁或動力固結(jié)加化學凝固的高承載力結(jié)構(gòu)體持力層和 高承載力預(yù)膨脹樁體的方式。
利用該施工方法制得的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的復(fù)合地基的深基礎(chǔ)是 以無機固體散性材料的土、砂、石料、建筑垃圾的碎磚瓦、廢混凝 土塊、工業(yè)廢料材料以及它們的混合物在其地基孔內(nèi)以五位一體三 維空間的超壓強動能現(xiàn)制成單組分的預(yù)膨脹高承載力彈性體的復(fù)合 基礎(chǔ)，或無彈性體的復(fù)合地基以及它們之間構(gòu)成的雙組分及多組分 的混合物材料制成的預(yù)膨脹碴土樁彈性體復(fù)合基礎(chǔ)，或無彈性體的 復(fù)合基礎(chǔ)以及給予無機固體散性材料中摻有活性材料的水泥、石灰、 粉煤灰組成的雙組分、多組分的預(yù)膨脹碴土樁彈性體的復(fù)合基礎(chǔ)的 深基礎(chǔ)。
利用該施工方法制得的預(yù)膨脹生態(tài)樁體是根據(jù)設(shè)計要求標準， 以五位一體三維空間的超壓強動能，在地基孔內(nèi)就地通過上述工藝 步驟，以無機固體材料的土 、砂、石料以及再利用的廢混凝土塊、 工業(yè)廢料、碎磚瓦等材料造具的包括土樁、砂樁、石料樁、碎磚瓦樁、工業(yè)廢料樁等的高承載力單組分的預(yù)膨脹生態(tài)樁體，或是由上 述材料造具的包括雙組料石料混土樁、砂土樁、碎磚瓦混土樁、碎 混凝土塊混土樁等的高承載力的雙組分預(yù)膨脹生態(tài)樁體以及它們之 間多組分組成的高承載力混合物的預(yù)膨脹生態(tài)樁體，或是以水泥、 石灰、粉煤灰類活性材料制造的包括水泥樁、石灰樁、粉煤灰樁的 雙組分高承載力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體，或是由上述兩種或兩種以上不 同材料組成制造的包括水泥土樁、粉煤灰土樁、灰土樁、混凝土樁、 鋼筋混凝土樁等的雙組分或多組分的高承載力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體。
該預(yù)膨脹生態(tài)樁體的樁徑①二0.45 4.0m，長度為3.0 50.0m ，其 預(yù)膨脹直徑比引孔直徑大1. 40 4. 0倍，在軟弱土層中樁徑最大可 達2 5m，單樁吃料一般為6 m3 45m3，最大可達到300多m3，預(yù)膨 脹樁體對樁間土有效膨脹固結(jié)擠密范圍為2 3倍，對于樁底預(yù)膨脹 深度， 一般為樁徑的3 4倍，地基處理面積比一般散體樁、柔性樁 要大2.2 10.0倍。根據(jù)設(shè)計需要，該預(yù)膨脹生態(tài)樁體具有抗?jié)B漏、 抗震害、抗?jié)裣?、抗膨脹、抗酸、堿、鹽等腐蝕的物理化學特征以 及預(yù)膨脹體、高承載力和"一樁兩機理"(即一個樁同時具有高承載 力和改變樁間土物理性能的功能機理)的功能，既有預(yù)膨脹體高承載 力的"樁基"的設(shè)計機理，同時還具有強力改良其樁間土物理力學 性能的作用，也可在地基處理深層底部，根據(jù)設(shè)計制造一個無限剛 度、高承載力的持力層，使樁與樁間土和樁底地基土構(gòu)成一個無限 剛度結(jié)構(gòu)體的高承載力"復(fù)合基礎(chǔ)"的"深基礎(chǔ)"，以實現(xiàn)既有樁基 承載力"高"的機理，又有"消除樁間土濕陷、液化、膨脹"的技 術(shù)效果。
在本發(fā)明施工方法中提到的以機械給其孔內(nèi)進行填料的方法是 直以汽車、裝載機、拖拉機、翻斗車、人力車的車輛一次向孔內(nèi)填 料或通過輸送帶向孔內(nèi)送料。以機械給孔內(nèi)填入物料的粒徑一般為 0. 001 1. 30m，對于摻有活性材料的物料的粒徑為0. 001 0. 100m。該施工方法中所說的超壓強動能是錘體落下產(chǎn)生的每單擊E=3 X104 9.8X107 KN m/m2的超壓強動能，其能量壓強的大小可根 據(jù)具體的設(shè)計預(yù)膨脹樁形、樁徑、承載力、材料特性、地基構(gòu)造 以及作功深度、樁頂部位的深淺而定，它也可以通過數(shù)倍的增 調(diào)或降低對孔內(nèi)地基土、樁體填料進行沖、砸、擠、壓、劈的五 位一體三維空間的作用機理的施工，它的單位壓強既可設(shè)置單擊 高能，也可設(shè)置或自動設(shè)置多擊疊加組合。這個壓強是完成一個 預(yù)膨脹生態(tài)樁體結(jié)構(gòu)的"可變動能的壓強"，它隨著地基處理深度由 "深"變"淺"，其動能壓強也隨之由"大"變"小"，反之，由小 變大，以至達到地基剛度設(shè)計控制標準。在完成一個預(yù)膨脹生態(tài)樁 體結(jié)構(gòu)的施工中，錘體的動能壓強值隨樁孔深度的增深或填料的 增高以及地基土的強度的變量情況而相應(yīng)地增加或降低，使地基 土、樁間土、樁達到均勻的預(yù)膨脹生態(tài)復(fù)合基礎(chǔ)和預(yù)膨脹生態(tài)樁 體的技術(shù)效果。
本發(fā)明施工方法中所說的預(yù)膨脹動力固結(jié)成樁是通過超壓強動 能錘體力以沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的作用機理將孔 內(nèi)填料、樁間土、地基土制成預(yù)膨脹動力固結(jié)的樁。
利用該工法制得的特異型樁基是根據(jù)設(shè)計需要增調(diào)動能壓強，
通過對引孔內(nèi)填料進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體的超壓強動
能制成的預(yù)膨脹桿式擠密樁體，它可以是通過均衡的多擊疊加而
制成的具有桿式形狀的擠密樁體(桿狀樁)，或者是先在孔底反復(fù)進 行填料和夯實形成孔底擴大頭后再在擴大頭基面上通過均衡的多
擊疊加而制成的具有底部擴大頭的桿式形狀的擠密樁體(擴底樁)， 或者是在制作桿式擠密樁體工序步驟基礎(chǔ)上通過在桿體相應(yīng)高度位 置處反復(fù)進行填料和夯實形成桿體膨大串珠而制成的串珠桿式擠 密樁體(串珠狀樁)，或者是由上述之兩種或三種樁體形狀組合構(gòu)成
的雙組分預(yù)膨脹桿式+串珠擠密樁體、雙組分預(yù)膨脹桿式+擴大頭擠密樁體或多組分預(yù)膨脹桿式+串珠+擴大頭擠密樁體的樁型。對 于樁頂膨脹松散的部位采用單擊動能壓強或多擊疊加組合的動能壓
強E=3X 104 3X 105KN. m/m2以點夯壓實或挖除的方式進行處理，使 地基土、樁間土和樁達到均勻的預(yù)膨脹生態(tài)復(fù)合基礎(chǔ)和預(yù)膨脹生 態(tài)樁體的技術(shù)效果，滿足設(shè)計要求。在完成一個預(yù)膨脹生態(tài)樁體 結(jié)構(gòu)的施工中，錘體的動能壓強值隨樁孔深度的增深或填料的增 高以及地基土的強度的變量情況而相應(yīng)地增加或降低。
本發(fā)明用于制作預(yù)膨脹生態(tài)樁體的材料(即向引孔內(nèi)填入的填 料)可以是由土、砂、石料、建筑垃圾的碎磚瓦、廢混凝土塊、工業(yè) 廢料材料等構(gòu)成的單組分無機固體材料或它們之間雙組分、多組分 的混合物，或是內(nèi)含有1% 15%生活垃圾的上述物質(zhì)，或是根據(jù)建筑 物的等級的設(shè)計需要的材料成分、承載力、凈化標準指標等在其內(nèi) 摻有一定比例的水泥、石灰、粉煤灰等的上述無機固體材料。對材 料的質(zhì)量標準、規(guī)格的大小、配比的多少等不作任何硬性標準的限 定，超壓強動能將其內(nèi)含超標的生活垃圾、大粒徑的塊體，在孔內(nèi) 予以超壓強動能自動粉碎固結(jié)(凡是能填入孔內(nèi)的塊石，超壓強動能 都能將其予以粉碎固結(jié))。
本發(fā)明方法中所說的豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進方式是通 過超壓強動能錘體力以沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的作 用機理，使孔內(nèi)填料、樁間土、地基土在動能力向豎向縱深的深層和 橫向樁周土進行推進膨脹，使樁體、樁間土、地基土再繼續(xù)以預(yù)膨脹 傳遞動能，進而使樁體、樁間土以及樁體以下的地基土深層地基得到 預(yù)膨脹樁體的擠密壓縮，以形成一個預(yù)膨脹樁體動力固結(jié)樁或動力固 結(jié)加化學凝固的高承載力結(jié)構(gòu)體持力層和高承載力預(yù)膨脹樁體的方 式。這種方式也是通過超壓強動能錘體力以沖、砸、擠、壓、劈的 五位一體三維空間的作用機理作用于孔內(nèi)樁體填料、樁間土、地基 土，使其動能力向橫向和豎向膨脹傳遞擠壓推動樁體填料，迫使樁體填料預(yù)膨脹推動擠壓樁間土，進而以改良或固結(jié)地基土的物理力 學指標，使樁和樁間土形成一個樁土共同作用的無限剛度、不溶于 水和不液化的堅固結(jié)構(gòu)體的方式，使其既處理了地基，又消除了污 染物，為人類社會造福。
本發(fā)明所說的消除污物是指通過上述施工方法消納處理廢混凝 土塊、石料混土、碎磚瓦、工業(yè)廢料、土、石、砂和它們組成的混 合污染物以及由此堆填的垃圾場。固結(jié)消除污物是根據(jù)填料或地基 土內(nèi)污染物的組成成分和處理的目的，采用高壓強動能的錘體力通 過五位一體三維空間的單組分的工序予以動力固結(jié)消納處理，或根 據(jù)地基的承載力和環(huán)保設(shè)計不污染水的標準對污染物中摻有一定比
例(5% 15%)的水泥、石灰、粉煤灰等活性材料，按五位一體三維空 間的動力作用預(yù)膨脹固結(jié)和化學凝固雙組分的機理，予以固結(jié)消納 消除處理。
在本發(fā)明上述施工方法中提及的對樁頂孔口部的填料和地基表 面土通過低壓強動能動力固結(jié)的方式為對樁頂孔口部的填料和地 基表面膨脹松散的土，通過壓強動能E=3X 104 3X 105KN. m/m2的動 力固結(jié)夯實或壓實，使之至設(shè)計標高，該低壓強動能可以是錘體單 擊壓強或錘體多擊疊加組合的壓強動能。
本發(fā)明處理地基技術(shù)效果根據(jù)地基特征和設(shè)計要求而定。無機 固體材料的土、砂、石料、碎磚瓦、工業(yè)廢料等單組分雙組分以及多 組分制成的樁及復(fù)合基礎(chǔ)，承載力特征值fsp,k〉300 1000kPa，變形 模量EQ=20 60MPa，單樁承載力特征值fP.k=3000 kPa;給無機固體材 料中摻有活性材料的粉煤灰土樁、水泥土樁、灰土樁、三合土樁、四 合土等復(fù)合基礎(chǔ)承載力特征值按國家規(guī)范fs,k^300 1500kPa，單樁 承載力特征值fP.k>4000kPa，其樁和樁間土強度可用混凝土回彈儀測 試，樁間土承載力fsfl50 550kPa(以上數(shù)據(jù)均比一般方法處理地基 制成的散性樁基高2 10倍)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理 地基法的振動小、噪音低、粉塵小、減少了公害對建筑物的破壞和 對人體環(huán)境的干擾，具有將無機固體污染物、垃圾堆場變廢為寶、 消除污染的綠色工程特征。該施工方法克服了以往散性樁、柔性樁、 剛性樁、強夯等技術(shù)處理地基深度淺、成孔難、樁徑小、速度慢、 造價高、承載力低、震害大、噪音高、冬雨季不易施工、質(zhì)量難以 控制、勞動強度高以及地下水以下處理地基效率低等缺陷，不但能 大大"加深"地基處理深度，增加消納容量，擴大處理各種"疑難地 基"的種類范圍，提高地基處理的承載力，確保地基堅固穩(wěn)定，工作 時錘體接觸面積小、深度深、振動小、噪音低、粉塵小、減少了公 害對建筑物的破壞和對人身環(huán)境的干擾，能根據(jù)垃圾及無機固體散 性材料成分等將"無機固體污染物"和"垃圾場"，以"循環(huán)經(jīng)濟" 的手段和動力固結(jié)與化學凝固的方法予以"固結(jié)消納"，同時，消除 污染物對人類生存環(huán)境的污染毒害，使人類生活在"堅固安全"和"無 污染"的地基上，造福子孫后代。本發(fā)明另一個技術(shù)特征是使樁間土 產(chǎn)生預(yù)膨脹擠密，改良了樁間土的物理力學性能，可使?jié)裣菪酝劣韶?摩阻力轉(zhuǎn)變?yōu)檎ψ枇?，消除了濕陷并大大的提高了樁和?fù)合地基的 設(shè)計承載力，能為地基、垃圾場的處理和治理提供無代價的原材料， 有效地"加深"地基處理深度，增加消納容量，擴大處理各種"疑難 地基"的種類范圍，提高地基處理的承載力，確保地基堅固穩(wěn)定和地 基剛度均勻以及節(jié)約鋼材水泥，降低工程造價，以此解決大型高聳工 程對地基設(shè)計的高標準要求。


圖1為本發(fā)明五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基法的原理圖。
圖2為采用本發(fā)明施工方法造具的預(yù)膨脹"桿式"、"串珠"、"擴 大頭"擠密樁體的示意圖。
圖3 圖8為六種預(yù)膨脹擠密樁體的示意圖。其中圖3為"桿式"擠密樁體的示意圖，圖4為"串珠"擠密樁體的示意圖，圖5 為"擴大頭"擠密樁體的示意圖，圖6為"桿式+串珠"擠密樁體的 示意圖，圖7均為"桿式+擴大頭"擠密樁體的示意圖，圖8為"桿 式+串珠+擴大頭"組合擠密樁體的示意圖。
圖9為現(xiàn)有技術(shù)的桿式樁受力機理圖。
圖10為本發(fā)明高承載三維空間受力機理圖。
附圖中標號l為預(yù)膨脹"串珠"擠密樁體，2為預(yù)膨脹"桿式" 擠密樁體，3為膨脹擠壓推進力，4為預(yù)膨脹"擴大頭"擠密樁體， 5為錘體，6為樁孔，P為錘體超壓強動能力，Ra為單樁豎向承載力 特征值。圖9和圖10中標號q，為主樁端(擴大頭)持力層的摩阻力 特征值，q^為主樁側(cè)的摩阻力特征值，qsib為樁串珠周圍土的側(cè) 阻力特征值，qpb為樁串珠底端土的端阻力特征值。
具體實施例方式
參見附圖，本發(fā)明所述施工方法的機理是根據(jù)地基土的特征、 現(xiàn)場材料以及處理地基的設(shè)計需要，設(shè)計一個長細比入=2 30、錘尖 傾斜度為5。 90°長重錘體5，利用錘體5所產(chǎn)生的單位面積超壓 強動能E^3Xl()4 9.8X107KN'm/m2以沖、砸、擠、壓、劈五位一體 三維空間的作用機理對地基的地基土、樁間土進行擠壓強夯(圖1)。 它不但可根據(jù)不同土壤結(jié)構(gòu)，"自動"地自上而下(或自下而上)沖孔 造具一個具有"彈性體"(具有P-S回彈值)、高承載力、無限剛度值 為300 4000kPa的深基礎(chǔ)或彈性體的復(fù)合基礎(chǔ)，而且還可根據(jù)地 質(zhì)構(gòu)造及設(shè)計的需要，在孔內(nèi)任何一個標高部位、特意增調(diào)數(shù)倍動能 造具一個或多個高摩擦力的不進入持力層的單組分預(yù)膨脹"桿式"、 "串珠"、"擴大頭"擠密樁體(分見圖3、圖4、圖5)或雙組分的預(yù) 膨脹"桿式+串珠"擠密樁體(見圖6)、預(yù)膨脹"桿式+擴大頭"擠密 樁體(見圖7)以及它們之間多組分組成的預(yù)膨脹"桿式+串珠+擴大 頭"擠密樁體的特異樁基(見圖2和圖8)。這個機理變革了以往預(yù)制樁、灌注樁、鋼樁等樁基的傳力機理，從而大大的提高了樁基、復(fù)合 地基的承載力以及改良地基土的物理力學性能，使以往低承載力的樁
基桿式受力機理圖(見圖9)變?yōu)闃锻凉餐饔玫母叱休d力的三維空 間的受力機理圖(見圖10)，它既提高了復(fù)合基礎(chǔ)、樁基的承載力， 而且又改良了樁間土的物理力學性能的效果，同時還能提高樁基以下 地基土的承載力，從而使其復(fù)合基礎(chǔ)、樁基不進入基巖的持力層。在 大型高錄、大荷載的設(shè)計工程中，實現(xiàn)大直徑的"一柱一樁"、"一柱 一墩"髙承載力預(yù)膨脹彈性的柔性樁體、剛性樁體等樁基的設(shè)計機理， 可使樁基和復(fù)合基礎(chǔ)的設(shè)計取得更新?lián)Q代的技術(shù)效果。
以下通過舉例說明利用本發(fā)明所述五位一體施工方法處理地 基、垃圾場等在技術(shù)、經(jīng)濟、社會、環(huán)境方面所具有的效果。
一、利用本發(fā)明所述施工方法處理大厚度"生活、建筑垃圾填 埋場地基"。首先以挖掘機引孔(不規(guī)則的孔形徑尺寸為1.5m 2.0m)，深度4 5m，之后將一個長細比入=5 25，錘尖的傾斜度為 20° 80°的超壓強錘體5吊入孔內(nèi)，再通過自由落體單擊壓強 E=7.2X106KN. m/m2的超壓強動能(力)連續(xù)多次以沖、砸、擠、壓、 劈五位一體三維空間的作用機理的力進行豎向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進 和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進，強夯孔底以下的地基土，使原4m 5m 孔深延深至8m 8. 5m，并使其以下地基土擠壓成預(yù)膨脹生態(tài)樁體和 預(yù)膨脹樁間土的高承載力的復(fù)合基礎(chǔ)；然后將錘體5從孔內(nèi)提出， 再通過裝載機向孔內(nèi)每次填入建筑雜土 (含有15%生活垃圾土) 3m3， 進而再以單擊壓強E=7. 2 X 106KN. m/m2的超壓強動能按"五位一體" 三維空間的作用機理的力對孔內(nèi)填料、樁間土、地基土進行豎向預(yù) 膨脹擠壓傳遞推進和橫向的夯擴預(yù)膨脹擠壓傳遞推進，利用單組分 的動力固結(jié)和雙組分的動力固結(jié)摻石灰活性材料的化學凝固的機理 進行施工；之后再繼續(xù)多次的重復(fù)上述工藝程序的機理對孔內(nèi)的填 料、地基土進行豎向的預(yù)膨脹擠壓傳遞推進和橫向預(yù)膨脹夯擴擠壓傳遞推進，并利用單組分的動力固結(jié)加石灰化學凝固的機理施工至
設(shè)計標高。對于樁頂1.00 m 2.00m的膨脹區(qū)段、采用壓強E-4X 104 KN. m/m2低錘"點夯"的方式，以使此部位土層滿足設(shè)計標準。 這樣就將建筑垃圾土造具成了一個孔隙比為0. 6左右，①=3. 5m(樁 徑)左右的高承載力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的復(fù)合基礎(chǔ)和預(yù)膨脹生態(tài)三 合土樁的樁基，從而使垃圾場的污染物構(gòu)成堅固的、不污染水、不 污染社會的樁基。上述過程不但可將建筑垃圾制成了復(fù)合基礎(chǔ)、樁 基，同時也解決了當今國內(nèi)外無法處理建筑垃圾場特種地基的難題， 使垃圾場變?yōu)?綠色的工業(yè)園區(qū)"或"人類生活社區(qū)"，經(jīng)以上工法 處理后的復(fù)合基礎(chǔ)承載力特征值fsP.k〉600kPa、變形模量EQ〉20 40MPa，壓縮變形小，地基剛度均勻，可建造20多層以上的超高層 的建筑物，解決了以往原位垃圾場的挖除外運中再次造成對社會環(huán) 境污染的問題。如以一個樁體的經(jīng)濟效果計算，它不但解決了 96m3 垃圾的二次開挖外運，又將96m3的垃圾變廢為寶，處理了地基(垃圾 場)，其經(jīng)濟價值二①運費(96+140) X 25元/m3+②場地消納費 (96+140) X5元/m3+③石料96X60元/m3^12840元，同時又處理了 14m2xi0m—塊地基，其效率是一般散性、柔性、半剛半柔性樁體的 15倍左右。另外在能源(油料)應(yīng)用上，可直接省去了 14輛卡車運 送垃圾，節(jié)省1150升油料，更重要的是它還解決了運送車輛粉塵、 廢氣等對社會污染的難題。
二、利用本發(fā)明所述工法處理建筑垃圾和石料高填場地基。先 用長細比^=10 25，錘尖的傾斜度為60。 80°的長重錘體5以 E=3X105 5. 5X106KN. m/m2按沖、砸、擠、壓、劈五位一體三維 空間的作用機理，進行第一次豎向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進和橫向預(yù)膨 脹擠壓傳遞推進的沖孔，沖孔直徑。=1500醒，沖孔深度18ni;然 后將錘體5提出孔外，再通過裝載機向孔內(nèi)每次填入無機固體污染 物3m3，并以超壓強動能E=3X105 5.5X106KN. m/m2按沖、砸、擠、壓、劈進行第二次的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的施工"成樁"，之后再多 次地重復(fù)上述工藝程序向孔內(nèi)的填料和樁間土進行夯擴擠壓施工， 使填料在豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的單組分的動力固結(jié)的成
樁施工中達到設(shè)計標高。據(jù)此形成的預(yù)膨脹生態(tài)樁長20m，樁徑0) 二3.65m左右，單樁吃無機固體垃圾約220m3，膨脹單樁處理地基面 積13.84m2，膨脹樁復(fù)合基礎(chǔ)承載力特征值fsp.k〉600kPa、變形模量 E。=40MPa，可消除21m厚雜填未固結(jié)的具有濕陷性和不均勻的高填 方建筑生活垃圾場。這一技術(shù)效果不但解決了各種方法無法解決的 難題，而且在處理后的場地上可建20多層高的高層建筑。
三、利用本發(fā)明所述工法處理內(nèi)含卵石、漂石、磚基礎(chǔ)的10m 厚自重濕陷性黃土地基。先用一個長細比入=10 25、錘尖的傾斜度 為40° 90°的超壓強錘體以E=3.8X106 KN. m/m2對地基土進行 預(yù)膨脹擠壓推進多次的第一道工序——沖孔；成孔中錘體不但穿 透卵石層、沖碎漂石及磚基礎(chǔ)(一擊沖斷1.2m)，同時在地基土上造 具了一個直徑①二1400mm左右，深度為8m的孔洞，然后將錘體提 出洞外；再通過裝載機向孔內(nèi)每次填料3m3，繼而以E = 3.8X106 KN. m/m2按沖、砸、擠、壓、劈五位一位三維空間的作用機理進行 第二次的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的施工，利用錘體的"膨脹成樁"和"儲 存動能"、迫使樁體膨脹，擠密樁間土，從而改變地基土的力學物理 性能，達到設(shè)計標高。這樣就在地基土中造成一個具有高強度、高 膨脹力的樁體，這個由豎向預(yù)膨脹擠壓傳遞單組分的動力固結(jié)和摻 有活性材料石灰制成的預(yù)膨脹灰土樁，其預(yù)膨脹彈性的樁體長度可 由0m膨脹增長至8m，可處理10m厚的自重濕陷性黃土，樁徑由Om 膨脹增大至2.5 m 3.0m，隨其齡期的增長，這一預(yù)膨脹樁體的內(nèi) 力還將繼續(xù)在地基處理范圍內(nèi)釋放傳遞，使樁間土與樁形成了一個 高強度的樁土共同作用的結(jié)構(gòu)體——深基礎(chǔ)。這個樁體膨脹力使地 基土、樁間土產(chǎn)生了豎向和橫向膨脹擠壓力，它提高了其處理技術(shù)效果。經(jīng)過試驗測量，采用該工法對自重濕陷性黃土施工后，地基
濕陷性全部消除、樁間土濕陷系數(shù)S s = 0.000 0.001< S s = 0.015，僅為國家規(guī)范值的1/15，地基剛度均勻、復(fù)合基礎(chǔ)承載力 fsp.k〉1500kPa，灰土樁樁體無側(cè)限抗壓強度5500kPa,變形模量E。 >100MPa。其樁和樁間土均可用鋼筋浪凝土回彈儀測試，這一預(yù)膨 脹樁體既提高承載力又消除濕陷，加速了地基處理速度，也大大降 低了工程造價。
四、 利用本發(fā)明所述工法處理處理紅粘土、淤泥土、工業(yè)(生活) 垃圾填埋地基。首先用長細比入=10 25，錘尖的傾斜度為50。
90°的超壓強錘體以E-5X10SRN. m/ii^超壓強動能(力)按沖、砸、 擠、壓、劈的五位一體三維空間的作用機理沖孔，"一錘沖孔深3.5m"， 在地基土上造具了一個直徑0=1400畫左右，深度為8m的孔洞，
然后將錘體提出洞外；再通過裝載機向孔內(nèi)每次填入摻有活性材料 的建筑和生活垃圾的物料3m3,繼而以E-4X106KN. m/n]2的五位一
體三維空間的作用機理進行豎向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進和橫向預(yù)膨脹 沖擴擠壓傳遞推進的單組分的動力固結(jié)成樁直至設(shè)計標高。對于大 于9m以上的軟弱層，以調(diào)增動能擊數(shù)和增加填料數(shù)量，造具了一個 大厚度的持力層。據(jù)此處理后的單樁可消納垃圾47m3 601113，預(yù)膨 脹樁徑大于3000mm、單樁處理地基12 m2，樁型上部直徑3000mm， 下部直徑為4000mm的梨型，樁體內(nèi)混含入有已粉碎成粉、絲狀的垃 圾混合物，形成一個堅固膨脹結(jié)構(gòu)體的生態(tài)樁，處理后復(fù)合基礎(chǔ)承 載力特征值fSP.k〉400kPa，地基剛度均勻，達到了既建造堅固的建 筑物的地基，又將建筑垃圾污染物垃圾場變廢為寶，同時能將垃圾 場變?yōu)榫G色的工業(yè)園的效果。該生態(tài)樁的技術(shù)解決了以往其他樁種 以及IOOOKN. m 8000 KN. m強夯法無法解決的難題。
五、 利用本發(fā)明所述工法處理33m厚，ni IV級自重濕陷性黃 土地基。首先用長細比入=10 25、錘尖的傾斜度為50。 90°的超壓強錘體以E = 7. 6X104 4X106KN. m/i^對地基土進行預(yù)膨脹擠 壓推進多次的第一道工序——抓孔，在地基土上造具了一個直徑O 二400mm左右、深度為22m的孔洞，然后將錘體提出洞外；再通過 小推車向孔內(nèi)每次填料O. 15m3，繼而以本發(fā)明單擊超壓強動能E二6 X104 4X106KN. m/m2和以單擊數(shù)倍疊加組合的動能對孔內(nèi)地基土、 樁間土和填料按沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的作用機 理進行多次重復(fù)的填料和超壓強的夯擴施工，直至設(shè)計標高。期間 以低能量E-4X1()4KN. m/m2點夯樁頂松散土層，最后夯制出一個如 圖2或圖8所示的"桿式+串珠+擴大頭"的灰土樁或素土樁樁型。 該樁型沖擴膨脹后的樁徑為630 mra 3000誦。本工法以"一樁兩機 理"的技術(shù)效果，消除了樁間土的全部濕陷性，灰土樁復(fù)合基礎(chǔ)承 載力特征值〉1500kPa,單樁承載力特征值為3000 5000 kPa，素 土樁復(fù)合基礎(chǔ)承載力特征值- 1500kPa，孔隙比e = 0.5000 0.6000，干重度ya=16 18KN， S s=0. 000 0. 005<規(guī)范0. 0150 的15倍，其樁間土不但消除了全部濕陷性所產(chǎn)生的附加荷載對樁的 負效應(yīng)，而且給樁帶來了提高承載力的"正摩擦力"，樁周正摩擦力 二80 100kPa。實際操作中樁和樁間土的強度均可用鋼筋混凝土回彈 儀測試。通過落實度計算樁身它的樁型在O400mm的孔徑下，造 具一個①630 3000mm的"桿式(①630) +串珠狀(①800)+擴大頭 (0)3000)"預(yù)膨脹特異樁型。本發(fā)明不但解決了 33m大厚度濕陷性 黃土的濕陷，而且又取消了以往地基工程常用的60m長，0800mra 鉆孔灌注鋼筋混凝土樁，可節(jié)約投資1/3以上，樁間土全部消除濕 陷，其技術(shù)效果如以每層20kPa荷載計算，可建造70多層的"特高 層"建筑，且沉降值S-2.0mm，小于國家規(guī)范。
六、利用本發(fā)明所述工法處理ii ni級自重濕陷性黃土。先通
過機械抓孔，孔的直徑①500mm，孔深20m;再以人力車向孔內(nèi)填料， 并用長細比入==10 25、錘尖的傾斜度為30。 80°的超壓強錘體以E=9.8X105 KN. m/ 1112超壓強動能按沖、砸、擠、壓、劈的五位 一體三維空間的作用機理，在孔內(nèi)不同部位增加動能進行邊填料邊 夯擴或分層填料夯擴，最終制具成一個如圖1或圖7所示的20m長 的"桿式+串珠+擴大頭"預(yù)膨脹混凝土樁或鋼筋混凝土樁的特異樁 型，其樁徑600 1300mm。與同等條件下灌注鋼筋混凝土樁相比， 該混凝土樁單方混凝土承載力的CFG樁技術(shù)效果高2 3倍，它不但 解決了地基的濕陷等難題，而且也解決了承載力低的難題，更重要 的是解決了大厚度濕陷性黃土的地基處理。這一機理也取代了 "桿 式應(yīng)力傳力"的機理，為高聳大荷載的樁基設(shè)計創(chuàng)造了一個新方法 和新樁種。
七、 利用本發(fā)明所述工法處理大厚度回填土。利用錘徑O-1400mm、長細比^=10 25,錘尖的傾斜度為50° 90°的超壓強 錘體以超壓強動能E^4X105KN. m/m2多次按沖、砸、擠、壓、劈的 五位一體三維空間的作用機理對地基土進行預(yù)膨脹沖孔，深度20m， 孔直徑①=1. 8m左右，然后將錘體從口內(nèi)提出，再以裝載機按3mV次 給孔內(nèi)填入混凝土物料，并以E = 5X104KN. m/m2超壓強動能(力) 對孔內(nèi)填料、樁間土、地基土進行豎向預(yù)膨脹的擠壓傳遞推進混凝 土和橫向以錘體擠壓推進、混凝土再夯擴預(yù)膨脹擠壓傳遞推進擠壓 樁間土，根據(jù)上述工藝程序的機理，在每隔5m左右，增多動能擊數(shù)， 制造出一個串珠狀混凝土樁體，之后再多次重復(fù)上述程序?qū)變?nèi)填 料沖砸施工至設(shè)計標高，制成①-2000 3500mm的"桿式+串珠+擴 大頭"特異大型鋼筋混凝土樁體，該預(yù)膨脹混凝土樁體作為大型高 聳大荷載噸位的樁基，不但解決了以往鉆孔灌注樁承載力低、樁與 樁間土的磨擦力低的缺陷，而且也解決了注水成孔法中孔壁泥漿與 樁的潤滑劑有負作用，嚴重影響樁的承載力的問題。
八、 利用本發(fā)明所述工法處理硬夾層灰土結(jié)構(gòu)。預(yù)先成孔。= 400mm、深10m，然后將E=7X 104KN. m/i^錘體(力)吊入孔內(nèi)對其地基土進行豎向和橫向預(yù)膨脹沖、砸、擠、壓、劈的施工，之后多次
以人力車按每次V=0. 15m3向孔內(nèi)填入粒徑為10 240mm石料、碎 磚瓦、土和建筑垃圾等物料，并繼續(xù)以E:7X104KN.m/m2的錘體(力) 對孔內(nèi)填料按沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的作用機理 進行豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的施工至設(shè)計標高最后在灰土 結(jié)構(gòu)中制造了一個0=420腿 450咖預(yù)膨脹生態(tài)樁體，將其中4m 左右厚的灰土結(jié)構(gòu)在原位于以處理，該膨脹生態(tài)樁體在其灰土結(jié)構(gòu) 中產(chǎn)生了一膨脹力，樁體復(fù)合基礎(chǔ)承載力達540kPa。
九、利用本發(fā)明所述工法處理河道流塑狀淤泥土地基。先在地 基上進行鉆機旋挖引孔，引孔深度llm，直徑cD二400mm，掏出泥漿 約1.6m3，當鉆桿提出孔口，其回淤無孔，對此釆用長細比入=10 25、錘尖的傾斜度為50° 80°的超壓強動錘體以E = 5.5X 1(TKN.m/V對原孔位地基土按沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維 空間的作用機理進行預(yù)膨脹施工至13m，然后將錘體提出孔口，再 通過手推車以V二0.15mV次向孔內(nèi)填入建筑垃圾，并按上述程序的 動能壓強對孔內(nèi)填料進行施工至設(shè)計標高。通過測試該預(yù)膨脹生態(tài) 樁體直徑由原鉆機引孔①=400mm膨脹至①=800mm 1500nrai，單樁
吃料V = llm3，該膨脹樁體比原孔徑(取土)大6.66倍，在施工中， 地基土中的水可被超壓強錘體(力)擠沖壓出地面3m 4m高，剩余部 分水則由孔壁、樁間土被冒流擠出地面。
權(quán)利要求
1、一種五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基法，其特征在于它包括下述施工步驟首先在地基內(nèi)引孔，再將一錘體貫入孔內(nèi)，并以超壓強錘體動能E＝3×104～9.8×107KN·m/m2，對其孔內(nèi)地基土、樁間土進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的動力固結(jié)之后，再以機械向其孔內(nèi)填料，并以上述超壓強錘體對其孔內(nèi)的填料、樁間土進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的動力固結(jié)成樁；隨后根據(jù)設(shè)計標準再通過多次的按上述工藝程序先以機械給其孔內(nèi)進行填料，再以超壓強動能錘體能量繼續(xù)對其孔內(nèi)填料、樁間土進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的動力固結(jié)的方式，使引孔內(nèi)后續(xù)填料和樁間土遞升固結(jié)成樁并消除污物，直至樁體強度和高度達到設(shè)計標準；對其樁頂孔口標高部0.6m～1.5m深的填料或地基表面膨脹松散土，以壓強動能予以固結(jié)夯實或挖除至設(shè)計標高，以使地基獲得高承載力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的復(fù)合地基的深基礎(chǔ)、特異樁基和預(yù)膨脹生態(tài)樁體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的引孔是根據(jù)地基地質(zhì)構(gòu)造特征、設(shè)計要求和 機械性能，以機械挖孔、抓孔、鉆孔、沖孔或人工挖孔的方式制成 的孔洞。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地 基法，其特征在于引孔的孔形截面為圓形、方形、長方形、橢圓形、 多邊形、不規(guī)則孔形，孔徑的尺寸大于、等于或小于錘徑以及用錘 沖擊的孔徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基法，，其特征是所用錘體的長細比^=2.0 30.0，錘尖的傾斜度為 5 90° 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征是所說的地基包括建設(shè)工程領(lǐng)域內(nèi)的雜填土、素填土、 液化土、軟弱土、膨脹土、濕陷土、石料混土、人防工事、垃圾場、 地下洞穴、地下水以下的飽和地基土以及具有酸、堿、鹽腐蝕的特 種疑難地基。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征是所說的預(yù)膨脹擠壓傳遞推進施工方法是以超壓強動能 E二3Xl(T 9.8X107KN'm/m2通過上述工藝程序的沖、砸、擠、壓、 劈的多次五位一體的作用機理給動力固結(jié)樁體、樁間土、地基土所 產(chǎn)生的預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的施工方法。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的復(fù)合地基的深基礎(chǔ)是以無 機固體散性材料的土、砂、石料、建筑垃圾的碎磚瓦、廢混凝土塊、 工業(yè)廢料材料以及它們的混合物在其地基孔內(nèi)以五位一體三維空間 的超壓強動能現(xiàn)制成單組分的預(yù)膨脹高承載力彈性體的復(fù)合基礎(chǔ)， 或無彈性體的復(fù)合地基以及它們之間構(gòu)成的雙組分及多組分的混合 物材料制成的預(yù)膨脹碴土樁彈性體復(fù)合基礎(chǔ)，或無彈性體的復(fù)合基 礎(chǔ)以及給予無機固體散性材料中摻有活性材料的水泥、石灰、粉煤 灰組成的雙組分、多組分的預(yù)膨脹碴土樁彈性體的復(fù)合基礎(chǔ)的深基 礎(chǔ)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的預(yù)膨脹生態(tài)樁體是根據(jù)設(shè)計要求標準，以五 位一體三維空間的超壓強動能，在地基孔內(nèi)就地通過上述工藝步驟, 以無機固體材料的土 、砂、石料以及再利用的廢混凝土塊、工業(yè)廢料、碎磚瓦材料造具的包括土樁、砂樁、石料樁、碎磚瓦樁、工業(yè) 廢料樁的高承載力單組分的預(yù)膨脹生態(tài)樁體，或是由上述材料造具 的包括雙組料石料混土樁、砂土樁、碎磚瓦混土樁、碎混凝土塊混 土樁的高承載力的雙組分預(yù)膨脹生態(tài)樁體以及它們之間多組分組成 的高承載力混合物的預(yù)膨脹生態(tài)樁體，或是以水泥、石灰、粉煤灰 類活性材料制造的包括水泥樁、石灰樁、粉煤灰樁的雙組分高承載 力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體，或是由上述兩種或兩種以上不同材料組成制 造的包括水泥土樁、粉煤灰土樁、灰土樁、混凝土樁、鋼筋混凝土 樁的雙組分或多組分的高承載力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地 基法，其特征在于所說的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的樁徑①=0. 45 4. 0m,長 度為3. 0 50m ，其預(yù)膨脹直徑比引孔直徑大1. 40 4. 0倍。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的以機械給其孔內(nèi)進行填料的方法是以汽車、 裝載機、拖拉機、翻斗車、人力車的車輛一次向孔內(nèi)填料或通過輸 送帶向孔內(nèi)送料。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理 地基法，其特征是以機械給孔內(nèi)填入物料的粒徑為0. 001 1. 30m， 對于摻有活性材料的物料的粒徑為0. 001 0.100m。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的超壓強動能是錘體落下產(chǎn)生的每單擊E=3X 104 9.8X107 KN"m/m2的超壓強動能，其能量壓強的大小根據(jù)具 體的設(shè)計預(yù)膨脹樁形、樁徑、承載力、材料特性、地基構(gòu)造以及 作功深度、樁頂部位的深淺而定，它也可以通過數(shù)倍的增調(diào)或 降低對孔內(nèi)地基土、樁體填料進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一 體三維空間的作用機理的施工，它的單位壓強既可設(shè)置單擊高能，也可設(shè)置或自動設(shè)置多擊疊加組合，在完成一個預(yù)膨脹生態(tài) 樁體結(jié)構(gòu)的施工中，錘體的動能壓強值隨樁孔深度的增深或填料 的增高以及地基土的強度的變量情況而相應(yīng)地增加或降低，使地 基土、樁間土、樁達到均勻的預(yù)膨脹生態(tài)復(fù)合基礎(chǔ)和預(yù)膨脹生態(tài) 樁體的技術(shù)效果。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于向引孔內(nèi)填入的填料是由土、砂、石料、建筑垃圾 的碎磚瓦、廢混凝土塊、工業(yè)廢料材料構(gòu)成的單組分無機固體材料 或它們之間雙組分、多組分的混合物,或是內(nèi)含有1% 15%生活垃圾 的上述物質(zhì)，或是根據(jù)建筑物的等級的設(shè)計需要的材料成分、承載 力、凈化標準指標在其內(nèi)摻有一定比例的水泥、石灰、粉煤灰的上 述無機固體材料。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的特異型樁基是根據(jù)設(shè)計需要增調(diào)動能壓強， 通過對引孔內(nèi)填料進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體的超壓強動 能制成的預(yù)膨脹桿式擠密樁體，它可以是通過均衡的多擊疊加而 制成的具有桿式形狀的擠密樁體，或者是先在孔底反復(fù)進行填料和 夯實形成孔底擴大頭后再在擴大頭基面上通過均衡的多擊疊加而 制成的具有底部擴大頭的桿式形狀的擠密樁體，或者是在制作桿式 擠密樁體工序步驟基礎(chǔ)上通過在桿體相應(yīng)高度位置處反復(fù)進行填料 和夯實形成桿體膨大串珠而制成的串珠桿式擠密樁體，或者是由上 述之兩種或三種樁體形狀組合構(gòu)成的雙組分預(yù)膨脹桿式+串珠擠密 樁體、雙組分預(yù)膨脹桿式+擴大頭擠密樁體或多組分預(yù)膨脹桿式+ 串珠+擴大頭擠密樁體的樁型。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的預(yù)膨脹動力固結(jié)成樁是通過超壓強動能錘體力以沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的作用機理將孔內(nèi)填料、 樁間土、地基土制成預(yù)膨脹動力固結(jié)的樁。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進方式是通過超 壓強動能錘體力以沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的作用機 理，使孔內(nèi)填料、樁間土、地基土在動能力向豎向縱深的深層和橫向 樁周土進行推進膨脹，使樁體、樁間土、地基土再繼續(xù)以預(yù)膨脹傳遞 動能，進而使樁體、樁間土以及樁體以下的地基土深層地基得到預(yù)膨 脹樁體的擠密壓縮，以形成一個預(yù)膨脹樁體動力固結(jié)樁或動力固結(jié)加 化學凝固的高承載力結(jié)構(gòu)體持力層和高承載力預(yù)膨脹樁體的方式。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征在于所說的豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞方式是通過超壓 強動能錘體力以沖、砸、擠、壓、劈的五位一體三維空間的作用機理 作用于孔內(nèi)樁體填料、樁間土、地基土，使其動能力向橫向和豎向 膨脹傳遞擠壓推動樁體填料，迫使樁體填料預(yù)膨脹推動擠壓樁間土， 進而以改良或固結(jié)地基土的物理力學指標，使樁和樁間土形成一個 樁土共同作用的無限剛度、不溶于水和不液化的堅固結(jié)構(gòu)體的方式。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征是所說的消除污物是指通過上述施工方法消納處理廢混 凝土塊、石料混土、碎磚瓦、工業(yè)廢料、土、石、砂和它們組成的 混合污染物以及由此堆填的垃圾場。
19、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征是所說的地下洞穴包括地層斷裂帶的裂縫、礦業(yè)的採空 洞穴和人防工事洞體。
20、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征是所說的固結(jié)消除污物是根據(jù)填料或地基土內(nèi)污染物的組成成分和處理的目的，采用高壓強動能的錘體力通過五位一體三 維空間的單組分的工序予以動力固結(jié)消納處理，或根據(jù)地基的承載 力和環(huán)保設(shè)計不污染水的標準對污染物中摻有一定比例的水泥、石 灰、粉煤灰等活性材料，按五位一體三維空間的動力作用預(yù)膨脹固 結(jié)和化學凝固雙組分的機理，予以固結(jié)消納消除處理。
21、根據(jù)權(quán)利要求1所述的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基 法，其特征是所說的對樁頂孔口部的填料和地基表面土通過低壓強動能動力固結(jié)的方式為對樁頂孔口部的填料和地基表面膨脹松散 的土，通過壓強動能E=3X 104 3X 105KN. m/m2的動力固結(jié)夯實或壓 實，使之至設(shè)計標高，該低壓強動能是錘體單擊壓強或是錘體多擊 疊加組合的壓強動能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適于地基基礎(chǔ)、地基塌陷、金礦選礦以及環(huán)保領(lǐng)域施工應(yīng)用的五位一體預(yù)膨脹生態(tài)樁體處理地基法，在地基內(nèi)引孔后向孔內(nèi)填料，將錘體貫入孔內(nèi)以超壓強動能力對孔內(nèi)填料進行沖、砸、擠、壓、劈的五位一體的豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進的動力固結(jié)，其后再通過多次填料及以超壓強動能錘體反復(fù)進行沖、砸、擠、壓、劈的豎向和橫向預(yù)膨脹擠壓傳遞推進強夯成樁施工，最后制得高承載力的預(yù)膨脹生態(tài)樁體的復(fù)合地基的深基礎(chǔ)、特異型樁基和預(yù)膨脹生態(tài)樁體。本發(fā)明的工法先進、工程造價低，有效解決了各類大厚度疑難地基等難題，可消除污染物對環(huán)境的污染，使人類生活在“堅固安全”和“無污染”的地基上。
文檔編號E02D5/34GK101451356SQ200810236520
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者安 司, 莉 司, 司炳文 申請人:司炳文;司 莉;司 安