深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法技术

本发明专利技术涉及地基处理领域，具体涉及深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，有效的解决了预浸水法的处理深度受限、施工工期较长、处理后承载力较低等问题。具体操作步骤为：确定消除黄土地基湿陷量的处理深度和处理范围；在处理范围内确定桩的布置形式和孔位，形成桩孔；利用桩孔依次进行深层浸水和排水固结工序；在桩孔内注入水泥浆，并插入钢筋，形成刚性桩；在处理范围内，浅层土体挤密法施工，形成柔性桩；地基上部铺设褥垫层，通过刚性桩和柔性桩组合成多桩型复合地基。本发明专利技术采用深层预浸水法联合浅层挤密法，能够有效地综合处理深厚湿陷性黄土地基，提高地基的承载力。

【技术实现步骤摘要】
深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法
本专利技术涉及地基处理领域，具体涉及深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法。
技术介绍
全球黄土分布很广，面积达1300万km2，而我国黄土分布面积约为63万km2，占世界黄土分布总面积的4.9％左右。我国湿陷性黄土的分布面积约占我国黄土分布总面积的60％，大部分分布在黄河中下游地区。湿陷性黄土在一定压力下，受水浸湿，土的结构迅速破坏，并产生显著附加下沉。当湿陷性黄土地基的变形或承载力不能满足设计要求时，直接在天然土层上进行建筑或仅采取防水措施和结构措施，往往不能保证建筑物的正常使用与安全。因此，应针对不同土质条件和建筑物的类别，在湿陷性黄土层内采取处理措施，以改善土的物理力学性质，使土的压缩性降低、承载力提高、湿陷性消除。根据《湿陷性黄土地区建筑标准》GB50025-2018，湿陷性黄土地基处理方法包括垫层法、强夯法、挤密法、预浸水法、注浆法等。其中，预浸水法是利用黄土浸水产生湿陷的特点，在施工前进行大面积浸水，使土体产生自重湿陷，达到消除深层黄土的湿陷的目的，属于比较常用的方法，主要适用于自重湿陷量大的自重湿陷性场地。工程经验表明，采用预浸水法处理湿陷性黄土层厚度大于10m和自重湿陷量的计算值大于500mm的自重湿陷性黄土场地，可消除地面下6m以下土层的全部湿陷性，地面下6m以上土层的湿陷性也可大幅度减小。虽然预浸水法具有处理效果好的优点，但处理深度受限、施工工期较长、处理后承载力较低，其不足之处一直困扰着岩土工程师。
技术实现思路
本专利技术提供了深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，有效的解决了预浸水法的处理深度受限、施工工期较长、处理后承载力较低等问题，本专利技术采用深层预浸水法联合浅层挤密法，能够有效地综合处理深厚湿陷性黄土地基，提高地基的承载力。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，包括：S1、确定消除黄土地基湿陷量的处理深度和处理范围；S2、在处理范围内确定桩的布置形式和孔位，形成桩孔；S3、利用桩孔依次进行深层浸水和排水固结工序；S4、在桩孔内注入水泥浆，并插入钢筋，形成刚性桩；S5、在处理范围内，浅层土体挤密法施工，形成柔性桩；S6、地基上部铺设褥垫层，通过刚性桩和柔性桩组合成多桩型复合地基。所述处理范围采用圆形或者矩形，且大于建筑物外墙基础底面，超出建筑物外墙基础外缘的宽度。所述桩的布置形式采用矩形或三角形。所述桩孔中心放置注浆钢管，四周灌入砂,形成砂井。所述注浆钢管在地表以下的管身上开设注浆孔，且在挤密法影响深度范围内的注浆钢管上包裹隔水材料，封堵上部注浆孔。所述深层浸水的停止以湿陷变形稳定为标准，所述排水固结的完成应以沉降稳定为标准。所述桩孔内注入水泥浆之前需移除隔水材料，注入水泥浆后需拔出注浆钢管，并插入钢筋。所述柔性桩的压实系数不小于0.97。所述褥垫层厚度为300mm～500mm。本专利技术的有益效果为：结合预浸水法、挤密法的优势，原则上消除全部深度黄土的湿陷性，并形成多桩型复合地基，可以延长处理深度、缩短施工工期，提升地基承载力。具体如下：1.本专利技术不仅可以消除地面下6m以下黄土的湿陷性，还可以消除地面下6m以上土层的湿陷性，即本专利技术原则上消除全部深度黄土的湿陷性。而传统预浸水法仅可消除地面下6m以下土层的湿陷性，地面下6m以上土层的湿陷性却只能减小。所以，本专利技术与传统预浸水法相比，可以延长处理深度。2.本专利技术利用砂井浸水，规避浸水坑，加速了黄土湿陷发展；停水后，在上部浅层土体的压力下，以砂井为竖向排水体，进行排水固结，即在加压系统和排水系统共同作用下，地基土中水向四周流动，排水距离缩短，排水固结速率加快。所以，本专利技术与传统预浸水法相比，可以有效缩短施工工期。3.本专利技术最终形成了多桩型复合地基，与传统预浸水法相比，地基的承载力得到了大幅度提升，能够有效地综合处理深厚湿陷性黄土地基。附图说明图1为本专利技术平面布置图；图2为本专利技术实施装置的横断面布置图；图中所示：刚性桩1，柔性桩2，砂井3，注浆钢管4，隔水材料5，注浆装置6，注浆孔7，处理范围8。具体实施方式下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本专利技术的技术方案。参照附图1、2，本专利技术的目的是提供深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，具体操作步骤如下：S1，依据勘察资料和设计要求，确定全部或部分消除黄土地基湿陷量的处理深度和处理范围。甲类建筑采取地基处理，对自重湿陷性黄土场地，应将基础底面以下湿陷性黄土层全部处理，乙类、丙类建筑采取地基处理措施应消除地基的部分湿陷量，具体要求见《湿陷性黄土地区建筑标准》GB50025；自重湿陷性黄土场地应采用整片处理，处理范围8宜为圆形或矩形，应大于建筑物外墙基础底面，超出建筑物外墙基础外缘的宽度。S2，在处理范围8内确定桩的布设形式和孔位，如附图1所示，形成桩孔，在桩孔中心放置注浆钢管4，四周灌入砂,形成砂井3。布设形式可采用矩形或三角形。成孔工艺可选用清水或泥浆钻进、高压水套管冲击、长螺旋钻机成孔。注浆钢管4在地表以下开设注浆孔7，挤密法影响深度范围内的注浆钢管4外侧采用隔水材料5包裹，封堵上部注浆孔。砂井3的砂宜用中粗砂，砂的粒径必须能保证砂井3具有良好的透水性。S3，启动注浆装置6注水，通过注浆钢管4和砂井3进行深层连续浸水，观测湿陷变形，直至深层地基饱和，湿陷性消除，停止浸水时间以湿陷变形稳定为准。湿陷变形稳定标准为最后5天的平均湿陷量小于1mm/d。S4，在上部浅层土体的压力下，以砂井为竖向排水体，进行排水固结。继续观测沉降，排水固结完成应以沉降稳定标准为主。沉降稳定标准为最后5天的平均沉降量小于1mm/d。S5，移除上部注浆钢管4外侧的隔水材料5，通过注浆钢管4向砂井3注入水泥浆，形成水泥砂浆胶结体，接着缓慢拔出注浆钢管4，并沿桩身竖向插入一根钢筋，形成具有一定抗弯刚度的刚性桩1。钢筋宜为大直径热轧带肋钢筋。S6，浅层土体挤密法施工，形成柔性桩2。挤密法宜选择振动沉管法、锤击沉管法、静压沉管法、旋挤沉管法、冲击夯扩法等挤土成孔挤密法。孔内填料宜用素土、灰土等，应分层回填夯实，压实系数不宜小于0.97。S7，地基上部铺设褥垫层。褥垫层材料宜为灰土，厚度宜取300mm～500mm。S8，最终，刚性桩与柔性桩组合成多桩型复合地基。本专利技术技术方案的优势是：本专利技术不仅可以消除地面下6m以下黄土的湿陷性，还可以消除地面下6m以上土层的湿陷性，即原则上消除全部深度的黄土湿陷性；利用砂井浸水，规避浸水坑，加速了黄土湿陷发展；在上部浅层土体的压力下，以砂井为竖向排水体，进行排水固结，即在加压系统和排水系统共同作用下，地基土中水向四周流动，排水距离缩短，排水固结速率加快；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，其特征在于，包括：/nS1、确定消除黄土地基湿陷量的处理深度和处理范围；/nS2、在处理范围内确定桩的布置形式和孔位，形成桩孔；/nS3、利用桩孔依次进行深层浸水和排水固结工序；/nS4、在桩孔内注入水泥浆，并插入钢筋，形成刚性桩；/nS5、在处理范围内，浅层土体挤密法施工，形成柔性桩；/nS6、地基上部铺设褥垫层，通过刚性桩和柔性桩组合成多桩型复合地基。/n

【技术特征摘要】
1.深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，其特征在于，包括：
S1、确定消除黄土地基湿陷量的处理深度和处理范围；
S2、在处理范围内确定桩的布置形式和孔位，形成桩孔；
S3、利用桩孔依次进行深层浸水和排水固结工序；
S4、在桩孔内注入水泥浆，并插入钢筋，形成刚性桩；
S5、在处理范围内，浅层土体挤密法施工，形成柔性桩；
S6、地基上部铺设褥垫层，通过刚性桩和柔性桩组合成多桩型复合地基。


2.根据权利要求1所述的深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，其特征在于，所述处理范围采用圆形或者矩形，且大于建筑物外墙基础底面，超出建筑物外墙基础外缘的宽度。


3.根据权利要求1所述的深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，其特征在于，所述桩的布置形式采用矩形或三角形。


4.根据权利要求1所述的深层预浸水法联合浅层挤密法处理湿陷性黄土地基的方法，其特征在于，所述桩孔中心放置注浆钢管，四...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辰麟，
申请(专利权)人：甘肃中建市政工程勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62