專利名稱：一種松軟土地基的無排土無振動成孔擠密處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地基加固處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種松軟土地基的擠密加固處理方法，尤其涉及一種小空間、狹小地帶、嚴格控制振動的施工場地如黃土、填土等松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法。
背景技術(shù)：
黃土、填土等松軟土因其具有壓縮性高、強度低、浸水易發(fā)生濕陷變形等缺點，所以在施工前必須對松軟土地基進行處理。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，鐵路、公路、房屋等建設(shè)等級不斷提升，對工后沉降控制的要求更加嚴格，尤其是在小空間、狹小、嚴格控制振動的松軟土地基施工場地，現(xiàn)有處理方法受到一定的限制，已無法滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求。小空間松軟土地基施工場地，如黃土隧道，施工容許高度和寬度要求分別小于6. 7m,7. 8m，松軟土區(qū)既有工民建、古建筑的地基加固處理中，施工容許高度小于3m，這就要求相應(yīng)的施工設(shè)備實現(xiàn)小型化。狹小的松軟土地基施工場地，如位于城市中心的建筑群，進行黃土、填土等松軟土地基的加固處理時，施工場地受周圍建筑物或構(gòu)筑物的影響而非常狹小。在如此狹小的場地進行地基土的擠密處理時，施工設(shè)備需要小巧靈活、易于操作，且施工干擾小。嚴格控制振動的松軟土地基施工場地，如穿越黃土層的鐵路隧道、公路隧道因施工中的洞體開挖，使土體原有受力狀態(tài)受到了擾動，施工中的振動易造成隧道土體破壞、山體開裂、塌方；城市建設(shè)中，振動的主要危害表現(xiàn)為對建筑物安全的影響，以及室內(nèi)環(huán)境中對人體舒適度的影響。因此，在對振動有嚴格控制要求的施工場地，采用沖擊擠密的沖擊錘、振動打樁機、柴油錘打樁機等具有較大振動的現(xiàn)有處理方法受到一定的限制或不再適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和缺陷，提供一種松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法。本發(fā)明松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，包括以下工藝步驟
(I)樁孔布置方式及設(shè)計參數(shù)的確定在松軟土地基擬處理范圍內(nèi)，根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》、《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及實際情況確定擠密處理層厚度、樁孔布置方式、樁孔直徑、樁孔間距和樁孔深度。(2)排土無振動擠密成孔
先在各樁孔位正中心處進行預(yù)處理形成導(dǎo)向孔；再采用自進式無排土無振動擠密裝置對導(dǎo)向孔進行連續(xù)的橫向變徑和豎向擠進，使周圍土體被連續(xù)擠密而形成設(shè)計孔徑和孔深的擠密成孔。所述導(dǎo)向孔的深度、直徑分別不小于自進式無排土無振動成孔擠密裝置的長度、擠土錐的直徑。所述導(dǎo)向孔的垂直度偏差不大于1% ;所述自進式無排土無振動擠密裝置的有效高度不小于導(dǎo)向孔的深度。所述樁孔的垂直度偏差不大于1. 5%。(3)形成復(fù)合地基擠密成孔后，向孔內(nèi)分層填筑或灌注成樁材料，并擠壓或振搗密實，使樁體與被擠密的樁間土共同形成復(fù)合地基。為了進一步提聞地基的承載能力，在擠密孔中進行承載力粧基的施工，形成聞承載力樁基。所述自進式無排土無振動擠密裝置，包括錐形機架及與錐形機架通過法蘭連接的液壓缸，并在液壓缸的頂部設(shè)有吊環(huán)；所述錐形機架內(nèi)設(shè)置有動力錐，且動力錐尾端與液壓缸的活塞桿連接；錐形機架外周活動設(shè)置有與其相適配的擠土葉片，并在擠土葉片外側(cè)的結(jié)合處活動設(shè)置有封土葉片；所述擠土葉片上設(shè)置有滑塊，且滑塊穿過設(shè)置在錐形機架上的導(dǎo)向槽與動力錐接觸連接；所述動力錐的錐頂通過連桿連接有擠土錐。所述動力錐上設(shè)置有燕尾槽，所述滑塊在該燕尾槽內(nèi)滑動。所述液壓缸外設(shè)有護筒。所述動力錐至少為兩個，且依次同向疊加。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明采用自進式無排土無振動擠密裝置進行連續(xù)的橫向變徑和豎向擠進，通過靜壓的方式實現(xiàn)擠土成孔，使地基處理范圍內(nèi)的原有黃土、填土等松軟土的密實度增強、承載力提高、濕陷性消除，并通過在擠密孔中填筑或灌注半鋼性成樁材料成樁，形成復(fù)合地基，從而提高黃土、填土等松軟土地基的承載力和控制地基的工后變形，滿足了黃土隧道、既有工民建、古建筑等小空間的施工空間要求，也可滿足在城市中心的建筑群等狹小場地的施工要求。2、本發(fā)明施工時不排土，無振動，無噪音，可滿足小空間、狹小地帶、嚴格控制振動的施工場地的黃土、填土等松軟土地基的擠密處理。3、本發(fā)明通過擠土葉片的橫向擴徑及擠土錐向下伸展，實現(xiàn)了施工過程中一次性達到設(shè)計孔徑和設(shè)計孔深，施工效率高，質(zhì)量好。


圖1為本發(fā)明無排土無振動擠密處理方法的示意圖2為本發(fā)明自進式無排土無振動擠密裝置的豎向剖面圖3為本發(fā)明自進式無排土無振動擠密裝置的橫向截面圖4為本發(fā)明自進式無排土無振動擠密裝置工作狀態(tài)圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明自進式無排土無振動擠密裝置的結(jié)構(gòu)及松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法進行詳細說明。1、自進式無排土無振動擠密裝置
本發(fā)明所涉及的自進式無排土無振動擠密裝置，包括錐形機架I及與錐形機架I通過法蘭9連接的液壓缸2，液壓缸2外設(shè)有護筒8，液壓缸2的頂部設(shè)有吊環(huán)10。在錐形機架I內(nèi)設(shè)置有動力錐3 (可根據(jù)施工場地，動力錐為兩個依次同向疊加)，且動力錐3與液壓缸2的活塞桿通過螺紋連接或焊接成一體；錐形機架I外周活動設(shè)置有與其相適配的擠土葉片4，并在擠土葉片4外側(cè)的結(jié)合處設(shè)置有封土葉片5 (見圖3);擠土葉片4上通過螺栓固定設(shè)置有滑塊11，且滑塊11穿過設(shè)置在錐形機架上的導(dǎo)向槽與動力錐3接觸，并于設(shè)置在動力錐3上的燕尾槽內(nèi)滑動；動力錐3的錐頂通過連桿6連接有擠土錐7，且連桿6與動力錐3的錐頂及擠土錐7通過螺紋連接或焊接成一體。2、松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法(O處理層厚度及樁孔布置方式等的確定
在黃土、填土等松軟土地基擬處理范圍內(nèi)，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》的具體要求查明地基土層的地質(zhì)情況，查明土層的厚度和確定地基土無排土無振動擠密處理的厚度；并取原狀樣，按《土工試驗規(guī)程》的具體要求進行各土層的含水率、密度、土粒比重、孔隙比、濕陷系數(shù)等基本參數(shù)的相關(guān)室內(nèi)土工試驗。根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》、《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，確定無排土無振動擠密處理時的樁孔布置方式、樁孔直徑、樁孔間距和處理深度。以蘭州某地黃土地基擠密處理試驗場地為例，確定其處理層厚度為10±0. 3m，樁孔布置方式為正三角形，樁孔間距為O. 8±0. 005m，樁孔孔徑為 O. 41 ±O. 005m，樁孔深度為 10 ±O. 3m。(2 )無排土無振動擠密成孔
對黃土場地擬處理地基進行擠密處理前，先利用螺旋鉆、地質(zhì)鉆或手動洛陽鏟等小型鉆機設(shè)備，在各孔位正中心處預(yù)形成直徑為O. 15 O. 20m，深度為1.1 1. 5m的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔垂直度偏差小于1%。導(dǎo)向孔完成后，將自進式無排土無振動擠密裝置正對孔位中心，在液壓系統(tǒng)的作用下，液壓缸2通過其活塞桿將動力傳至動力錐3，動力錐3又將動力分別通過連桿6和滑塊11傳至擠土錐7及擠土葉片4、封土葉片5，并控制擠土錐7的豎向伸縮及擠土葉片4與封土葉片5的橫向變徑。在擠土葉片4與封土葉片5的橫向擴大變徑過程中，周圍的土體被擠密，孔徑由下往上連續(xù)擴大，至上部呈最大直徑(O. 41m)且進行孔壁豎向修正，以保證孔壁的垂直性(使擠密孔的垂直度偏差不大于1. 5%);擠土錐7向下伸展過程中，擠土錐7周圍的土體被擠開而成孔。在擠土錐7向上收縮，同時擠土葉片4與封土葉片5橫向收縮變徑過程中，自進式無排土無振動擠密裝置在自重作用下整體向下移動。如此往復(fù)循環(huán)，在無排土無振動的情況下一次性達到設(shè)計孔徑和設(shè)計孔深。(3)形成復(fù)合地基
無排土無振動擠密成孔后，擠密孔內(nèi)分層填筑或灌注半鋼性成樁材料，并擠壓或振搗密實。待成樁材料形成強度后，按照步驟(2)的操作方式進行其它相鄰樁孔的擠密成孔成樁作業(yè)，最終形成復(fù)合地基。此外，還可在擠密孔中進行承載力樁基的施工，形成高承載力粧基。
權(quán)利要求
1.一種松軟土地基的無排土無振動成孔擠密處理方法，包括以下工藝步驟(1)樁孔布置方式及設(shè)計參數(shù)的確定在松軟土地基擬處理范圍內(nèi)，確定擠密處理層厚度、樁孔布置方式、樁孔直徑、樁孔間距和樁孔深度；(2)無排土無振動擠密成孔先在各樁孔位正中心預(yù)處理形成導(dǎo)向孔；再采用自進式無排土無振動成孔擠密裝置對導(dǎo)向孔進行連續(xù)的橫向變徑和豎向擠進，使周圍土體被連續(xù)擠密而形成設(shè)計孔徑和孔深的擠S成孔；(3)形成復(fù)合地基擠密成孔后，向孔內(nèi)分層填筑或灌注成樁材料，并擠壓或振搗密實， 使樁體與被擠密的樁間土共同形成復(fù)合地基。
2.如權(quán)利要求1所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述導(dǎo)向孔的深度不小于自進式無排土無振動成孔擠密裝置的有效高度。
3.如權(quán)利要求1或2所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述導(dǎo)向孔的直徑分別不小于自進式無排土無振動成孔擠密裝置擠土錐的直徑。
4.如權(quán)利要求1或2所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述樁孔的垂直度偏差不大于1. 5%。
5.如權(quán)利要求1所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述導(dǎo)向孔的垂直度偏差不大于1%。
6.如權(quán)利要求1或2所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于在形成復(fù)合地基中，在擠密成孔中進行承載力粧基的施工，形成聞承載力粧基。
7.如權(quán)利要求1所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述自進式無排土無振動成孔擠密裝置包括錐形機架(I)及與錐形機架(I)通過法蘭(9)連接的液壓缸(2)，液壓缸(2)的頂部設(shè)有吊環(huán)(10);所述錐形機架(I)內(nèi)設(shè)置有動力錐(3)，且動力錐(3)尾端與液壓缸(2)的活塞桿連接；錐形機架(I)外周活動設(shè)置有與其相適配的擠土葉片(4)，并在擠土葉片(4)外側(cè)的結(jié)合處活動設(shè)置有封土葉片(5);所述擠土葉片(4)上設(shè)置有滑塊(11)，且滑塊(11)穿過設(shè)置在錐形機架(I)上的導(dǎo)向槽與動力錐(3)接觸連接； 所述動力錐(3)的錐頂通過連桿(6)連接有擠土錐(7)。
8.如權(quán)利要求7所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述動力錐(3 )上設(shè)置有燕尾槽，所述滑塊(11)在該燕尾槽內(nèi)滑動。
9.如權(quán)利要求7所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述動力錐(3)所述至少為兩個，且依次同向疊加。
10.如權(quán)利要求7所述松軟土地基的無排土無振動擠密處理方法，其特征在于所述液壓缸(2)外設(shè)有護筒(8)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種松軟土地基的自進式無排土無振動成孔擠密處理方法，該方法是先在松軟土地基擬處理范圍內(nèi)，確定擠密處理的樁孔布置方式、樁孔直徑、樁孔間距和處理深度；再在各樁孔位正中心處進行預(yù)處理形成導(dǎo)向孔；然后采用自進式無排土無振動成孔擠密裝置對導(dǎo)向孔進行連續(xù)的橫向變徑和豎向擠進，使周圍土體被連續(xù)擠密而形成設(shè)計孔徑和孔深的擠密成孔。本發(fā)明處理松軟土地基的方法簡單，無振動，效率高，質(zhì)量好；采用的自進式無排土無振動成孔擠密裝置結(jié)構(gòu)簡單，體型小，輕便靈活，特別適用于小空間、狹小及嚴格控制振動的施工場地的黃土、填土等松軟土地基的成孔擠密處理。
文檔編號E02D5/36GK103015394SQ201210493278
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者米維軍, 熊治文, 鄭靜, 賈鋆, 孔德剛, 馬周全, 武小鵬, 屈耀輝, 魏永梁 申請人:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司