專利名稱：利用工業(yè)廢渣綜合處理軟土地基的方法及機(jī)具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地基處理方法，具體涉及采用填渣強(qiáng)夯擠淤法及夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法處理軟土地基的方法及其機(jī)具。
隨著四化建設(shè)的蓬勃發(fā)展、高大重型建筑越來(lái)越多，建筑用地日趨緊張，好多建筑項(xiàng)目由于環(huán)境條件所限，不得不在地質(zhì)條件較差的軟土地基上興建，而這些松軟的地基，必須經(jīng)過(guò)加固處理，才能滿足使用要求，對(duì)于一般建筑，由于荷載不大，對(duì)地基要求不高，通過(guò)一般處理，就能滿足要求，如遇高大重型建筑，對(duì)地基強(qiáng)度的變形要求很高，大面積深厚軟土地基的處理，就是非常困難和不易解決的難題，對(duì)這種軟基的處理，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)良策。
排水固結(jié)法是國(guó)內(nèi)外普遍應(yīng)用且行之有效的一種軟土處理方法，但工期長(zhǎng)、速度慢，且處理效果很難滿足大型建筑的設(shè)計(jì)要求，如采用樁基，則因其費(fèi)用高、施工難度大、噪音、空氣污染等公害，也很難使人接受，故此大面積深厚軟基的處理，確系一種難題。
此外，許多鋼廠生產(chǎn)排出的廢渣(冶金渣)，由于沒(méi)有找到使用途徑，堆積如山，成為社會(huì)的一種污染源。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用工業(yè)廢渣綜合處理軟土地基的方法及機(jī)具，即渣料回填強(qiáng)夯擠淤法及夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法。
采用本方法既可使軟土地基得到處理、滿足了重型建筑物的使用要求，又處理了工業(yè)廢渣(冶金渣)，變廢為寶、消除污染源。
本處理方法根據(jù)淤泥及淤泥質(zhì)軟土深淺程度分兩種方法處理對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度≤5M的地基處理采用直接填渣強(qiáng)夯擠淤法，即先在地基表面滿鋪一層1-1.5M的渣料并強(qiáng)夯三遍，再以正方形或梅花形布點(diǎn)，按隔行或隔行、隔點(diǎn)跳打，隨打隨填渣入夯坑，將坑內(nèi)渣料夯擊密實(shí)，形成一個(gè)個(gè)渣柱，貫徹于淤泥及淤泥質(zhì)軟土層，將淤泥擠向各渣柱四周固結(jié)，最后形成高強(qiáng)度的渣柱及柱間土組成的復(fù)合地基。
對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度＞5M的地基處理采用夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法，即先在地基表面滿鋪一層1-1.5M的渣料，接著按梅花形布樁點(diǎn)，隔行、隔點(diǎn)利用專用機(jī)具在點(diǎn)上打直徑大于或等于500MM，深大于5M的夯擴(kuò)渣樁，樁體材料選用經(jīng)加工破碎了的渣料充填，經(jīng)擴(kuò)底，分段填裝渣料夯實(shí)擴(kuò)粗，形成一根根有擴(kuò)大端頭的高度密實(shí)，豎向透水性好的圓柱體渣樁，各點(diǎn)渣樁全部打完后，進(jìn)行一次低能級(jí)滿夯，然后再堆填渣料，強(qiáng)力夯實(shí)，形成下臥層軟土地基內(nèi)有渣樁與樁間土組成的復(fù)合地基。這樣，樁身既是軟土固結(jié)的豎向排水體，又是復(fù)合地基負(fù)擔(dān)上部荷載的主要支承體，上部持力層則是夯擊密實(shí)、強(qiáng)度極高的渣料硬殼墊層，它能承受很大的(300kpa以上的)基底壓力，此外，通過(guò)硬殼層的應(yīng)力擴(kuò)散，使下臥層復(fù)合地基受力更小，減少結(jié)構(gòu)沉降。
上述方法所用渣料可以是工業(yè)廢渣、礦渣、碎石、毛石等。
用于夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法的專用機(jī)具由等長(zhǎng)的樁管和芯管組成，該芯管被套入芯管內(nèi)，且相互之間留有25MM以內(nèi)的間隙，長(zhǎng)度為5-15M，樁管的管壁上每隔1.5-2M遠(yuǎn)開(kāi)一加料口，以便就地面填充渣料，避免了高空加料。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明
具體實(shí)施例方式附

圖1為直接填渣強(qiáng)夯擠淤法工藝流程圖。
附圖2為夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法工藝流程圖。
附圖3為用于夯擴(kuò)渣樁的機(jī)具結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)施例在某鋼廠燒結(jié)廠配套工程擬建場(chǎng)地，所用渣料為鋼廠冶金鋼渣，勘察面積27萬(wàn)平方米，淤泥及淤泥質(zhì)土層厚度為3.5-12.5M的軟土地基上，平均地面標(biāo)高在+23M左右，設(shè)計(jì)地面標(biāo)高為+28M，地下水位在21.5-22M之間，天然地表下3.5-12.5M為運(yùn)河相及湖塘相淤泥、淤泥質(zhì)沉積和淤積層，含水量一般超過(guò)液限、隙比e＞1、[R]值在40-60kpa左右，其設(shè)計(jì)要求地基的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是一、重型(一類)廠房1、基底允許承載力[R]≥300kpa;
2、鋼渣夯實(shí)層的壓縮模量Es≥15mpa;
3、下臥層(指鋼渣夯實(shí)層以下)Es≥7mpa;
4、基底下5米處的附加應(yīng)力Pz≥100kpa;
5、基底下10米處的附加應(yīng)力Pz≥50kpa;
二、中型(二類)廠房1、基底允許承載力[R]≥200kpa;
2、鋼渣夯實(shí)層的壓縮模量Es≥12mpa;
3、下臥層(指鋼渣夯實(shí)層以下)Es≥6mpa;
4、基底下5米處的附加應(yīng)力Pz≥70kpa;
5、基底下10米處的附加應(yīng)力Pz≥35kpa;
三、加固后地基均勻性基本一致。
上述場(chǎng)地淤泥及淤泥質(zhì)土厚度≤5M的地基處理，按照附圖1所示工藝流程進(jìn)行，先滿鋪1.2M厚的鋼渣(1)，以正方形或梅花形夯距布點(diǎn)，以隔行跳點(diǎn)順序逐個(gè)強(qiáng)夯，隨夯隨向夯坑(2)內(nèi)填鋼渣直至地表，鋼渣夯擊密實(shí)后形成直徑≥夯錘底直徑的、深度大于5M的高強(qiáng)度渣柱(3)貫穿于淤泥質(zhì)軟土層(4)，該渣柱與柱間土組成了復(fù)合地基(5)。
對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度＞5M的地基處理按附圖2所示工藝流程進(jìn)行，即除同樣先滿鋪1.2M鋼渣，以3.5d(樁管直徑)的樁距梅花形布樁點(diǎn)，按隔行或隔行隔點(diǎn)順序，先用長(zhǎng)10M的夯管機(jī)具對(duì)準(zhǔn)樁點(diǎn)沉入機(jī)具，而后上提芯管(8)至地面加料口(11)上端，從加料口(11)向樁管(9)內(nèi)充填破碎過(guò)的鐵渣或鋼渣，夯擊芯管，將樁管內(nèi)的渣擊出管外擴(kuò)樁底，形成渣樁的擴(kuò)大端頭(6)，二次上提芯管加料至h高，再上提樁管(9)1/2h高，夯擊芯管擴(kuò)樁身，如此逐段重復(fù)提芯管加料擴(kuò)樁身，形成了一根根擴(kuò)粗了樁身的大端頭夯擴(kuò)渣樁。打好每個(gè)樁點(diǎn)上的渣樁后進(jìn)行低能級(jí)滿夯，最后在其上面堆填鋼渣強(qiáng)力夯實(shí)，形成一層高強(qiáng)度的鋼渣硬殼墊層(7)，與其下面的渣樁、樁間土組成復(fù)合地基。
用于本發(fā)明方法的機(jī)具如附圖3所示，由芯管(8)和樁管(9)組成，芯管裝入樁管，且相互之間保持25MM以內(nèi)間隙，可隨夯錘(10)上下運(yùn)動(dòng)，樁管管壁上設(shè)有幾個(gè)加料口(11)，其間隔距離1.5-2M。
本實(shí)施例所處理過(guò)的地基，在加固后一個(gè)月經(jīng)多種測(cè)試手段檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了或超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。
本發(fā)明方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于1、強(qiáng)夯擠淤法施工機(jī)具簡(jiǎn)單，操作方便，較其它地基處理方法可節(jié)約投資，免用三材(鋼材、木材、水泥)、施工進(jìn)度快、處理效果顯著。
2、夯擴(kuò)樁機(jī)具較其各種打樁機(jī)具有成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)，變高空加料作業(yè)為地面作業(yè)，保證了施工的安全性。
3、夯擴(kuò)渣樁利用冶金廢渣作樁體填充料，對(duì)地基起到了置換、擠密和豎向排水體的多重作用，加速了軟土地基的排水固結(jié)。
4、用冶金渣作地基填料、堆載予壓場(chǎng)地，再用強(qiáng)夯擠淤法或夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法處理大面積深厚軟基是排水固結(jié)、擠密、置換、強(qiáng)力夯實(shí)等多種地基處理技術(shù)的綜合，它對(duì)地基起到加速固結(jié)、提前完成沉降，改善均勻性等作用，并能很快提高地基強(qiáng)度。
5、解決了鋼廠廢鋼渣多年堆積污染問(wèn)題，為廢鋼渣的利用開(kāi)辟了一條新途徑。
權(quán)利要求
1.一種利用工業(yè)廢渣綜合處理軟土地基的方法，其特征在于對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度≤5M的地基處理采用直接填渣強(qiáng)夯擠淤法，即先在地基表面滿鋪一層1-1.5M的渣料并強(qiáng)夯三遍，再以正方形或梅花形布點(diǎn)，按隔行或隔行隔點(diǎn)跳打，隨打隨填渣入坑，將坑內(nèi)渣料夯擊密實(shí)，形成一個(gè)個(gè)渣柱，貫穿于淤泥及淤泥質(zhì)軟土層，擠淤泥于各渣柱四周固結(jié)。對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度＞5M的地基處理采用夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法，即先在地基表面滿一層1-1.5M的渣料，接著按梅花形布樁點(diǎn)，按隔行、隔點(diǎn)順序利用專用機(jī)具施打夯擴(kuò)樁，樁體材料選用經(jīng)加工破碎了的工業(yè)廢渣從機(jī)具加料口處向樁管內(nèi)填充，然后夯擊芯管夯擴(kuò)樁底，再次上提芯管填充料至h高，上提樁管1/2h高，夯擊芯管擴(kuò)樁身，這樣逐段擴(kuò)樁身，打好每個(gè)樁點(diǎn)上的渣后進(jìn)行低能級(jí)滿夯，最后在其上面堆填渣料強(qiáng)力夯實(shí)。
2.按照上述綜合處理軟土地基的方法，其特征在于上述所用渣料可以是工業(yè)廢渣、礦渣、碎石、毛石等。
3.用于上述綜合處理軟土地基方法的機(jī)具包括樁管(9)其特征是它還包括有芯管(8)，該樁管與芯管等長(zhǎng)，且芯管被套入樁管內(nèi)，相互之間保持25MM以內(nèi)間隙;在樁管的管壁上設(shè)有幾個(gè)加料口(11)，其間隔距離為1.5-2M。
全文摘要
一種利用工業(yè)廢渣綜合處理軟土地基的方法是對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)軟土厚度≤5M的地基處理采用直接填渣強(qiáng)夯擠淤法，對(duì)于＞5M的地基處理則采用夯擴(kuò)渣樁加填渣強(qiáng)夯法，其所用機(jī)具由等長(zhǎng)且相互套裝在一起的芯管和樁管組成，樁管的管壁上每隔1.5-2M遠(yuǎn)設(shè)一加料口。本方法處理的軟土地基可供重型建筑使用，并為工業(yè)廢渣處理開(kāi)辟了新途徑。
文檔編號(hào)E02D3/08GK1047716SQ8910370
公開(kāi)日1990年12月12日 申請(qǐng)日期1989年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月29日
發(fā)明者饒志華, 劉惠珊, 張春華, 李國(guó)禎, 田德生, 楊逢銘, 周國(guó)富 申請(qǐng)人:山西省機(jī)械施工公司