一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法技术

本发明专利技术涉及深厚湿陷性黄土场地的地基处理技术，具体涉及一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，该浸水方法通过在深厚湿陷性黄土地基中设置浸水孔，按照分层控制的方式先对下部黄土地层进行浸水，并通过上部黄土地层和中部黄土地层的自重荷载对下部饱和黄土地层进行压密固结，下部黄土地层压缩固结完成后，再对中部黄土地层进行浸水饱和，利用上部黄土地层的自重荷载对中部饱和黄土地层进行压密固结，中部黄土地层压缩固结完成后，再对最上部土层进行浸水饱和，达到完全消除地基湿陷性的目的。本发明专利技术通过分层浸水控制，实现深厚湿陷性黄土地基的压密固结，能够有效地消除地基湿陷性，达到消除深厚黄土地基湿陷性的处理效果和目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法
本专利技术涉及深厚湿陷性黄土场地的地基处理技术，具体涉及一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法。
技术介绍
在我国中西部地区，分布着大范围的湿陷性黄土，其主要工程特性是遇水后会发生大量的湿陷下沉，影响工程构筑物的稳定及安全使用。对于修建在湿陷性黄土地基上的建筑物，地基除了满足承载力要求外，还必须消除湿陷性。甚至一些低矮的小荷载建筑结构也需要严苛的地基处理措施来消除湿陷性，这无疑加大了工程建设的成本，提高了工程投资费用。目前对于湿陷性黄土地区的地基处理措施主要有灰土挤密桩法、素土挤密桩法、CFG桩法、强夯法、DDC法等，这些处理措施虽然对湿陷性黄土地基来说具有较好地处理效果，但目前就这些用于深厚湿陷性黄土地基处理的处理措施来说，仍然具有一定的局限性。首先，在进行深厚湿陷性黄土地基处理时，上述常规地基处理措施处理深度不足，不能很好地满足完全消除地基湿陷性的要求。其次，在进行深层地基处理中，常常需要加入或者挤入大量的加强、改良材料，造成地基处理的成本较高。另外，在进行地基处理中，要形成桩孔、对地基进行挤密、或者对地基进行夯实，都需要耗费大量的能量，造成地基处理的能耗比较高。如何能找到一种既能消除深厚黄土地基湿陷性的处理措施，又能节约成本，减少耗能的新型湿陷性黄土地基处理措施，是目前深厚湿陷性黄土地基处理中亟待解决的工程技术问题，也是岩土工程技术人员为之奋斗的目标。
技术实现思路
为了解决深厚湿陷性黄土地基处理问题，在考虑提高地基处理深度及节约成本和减少耗能的目标下，本专利技术提出了一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，通过分层浸水控制，实现深厚湿陷性黄土地基的压密固结，能够有效地消除地基湿陷性，达到消除深厚黄土地基湿陷性的处理效果和目的。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，该浸水方法通过在深厚湿陷性黄土地基中设置浸水孔，按照分层控制的方式先对下部黄土地层进行浸水，并通过上部黄土地层和中部黄土地层的自重荷载对下部饱和黄土地层进行压密固结，下部黄土地层压缩固结完成后，再对中部黄土地层进行浸水饱和，利用上部黄土地层的自重荷载对中部饱和黄土地层进行压密固结，中部黄土地层压缩固结完成后，再对最上部土层进行浸水饱和，达到完全消除地基湿陷性的目的。进一步地，将深厚湿陷性黄土地基均匀分为上中下三层，分别为上部黄土地层、中部黄土地层和下部黄土地层，每层厚度为10m。进一步地，试验场地采用12m×12m的正方形区域，该正方形区域内布置9个浸水孔，两相邻浸水孔间相隔4m，且边缘浸水孔与试验场地边界之间的距离为2m。进一步地，浸水1中放入外径90mm，管壁厚度2.8mm，长5m规格的PVC花管，上下两根PVC花管之间通过内径90mm的PVC管连接头进行连接。进一步地，所述PVC花管沿长度方向每5cm的横截面上布置有直径为5mm的渗水孔洞，每个横截面上均匀布置四个，且相邻横截面上的渗水孔洞交错排列。进一步地，所述PVC花管底部连接有一直径为100mm，厚度5cm的圆形底板，所述圆形底板用来增大PVC花管与底部黄土的接触面积，防止因底部黄土浸水失陷导致PVC花管整体下沉。进一步地，所述PVC管连接头内侧中部放置一个水分计，该水分计用于监测PVC花管中的水头位置，PVC花管中接入水管，水管将水直接送达PVC花管4底部。进一步地，试验场地进行注水时，先将水位控制在中部黄土地层与下部黄土地层交界处，用20m深度PVC管连接头内的水分计进行水位监测，当下部黄土地层浸水饱和后，再将水位控制在上部黄土地层与中部黄土地层交界处，用10m深度PVC管连接头内的水分计进行水位监测，当中部黄土地层浸水饱和后，再将水位控制在上部黄土地层顶部，水位可用肉眼进行观测，直到上部黄土地层浸水饱和后，浸水结束。进一步地，上部黄土地层、中部黄土地层、下部黄土地层完成浸水饱和的标准为两根PVC花管之间范围的土体完全浸水饱和，各层浸水时间分别为一个月。进一步地，黄土地层土体浸水饱合后，黄土地基湿陷性完全消除。本专利技术通过水分浸入来消除地基湿陷性，浸水深度可以按地基处理深度要求设置，对浸水过程进行分层控制，在地基浸水湿陷过程中，充分利用了上部地层的自重荷载，也可与地表堆载联合作用，加速地基土的压密固结。浸水过程由下而上进行，保证了下部土层的均匀浸水，充分消除了土体湿陷性，而且相比于地表浸水，入渗效率更高，耗费时间更短。因此，该分层浸水地基处理技术既能消除地基湿陷性，又能进行一定的地基加固，达到处理深厚湿陷性黄土地基的目的。本专利技术具有以下有益效果：1）在进行深厚湿陷性黄土地基处理中，在地基中加入的介质为水，对土质及周边生态环境没有污染和影响。2）分层浸水地基处理技术可以将水分直接导入目标地层，缩短了浸水时间，提高了浸水效率，起到节约工期，减少工程建设成本的目的。而且可以留出足够的时间，对地基土进行自重压密固结或堆载压密固结，完成绝大部分地基沉降变形，提高地基刚度及承载力，减小工后沉降的风险。3）分层浸水地基处理技术不用在地基中掺入水泥、石灰、混凝土等材料，地基处理施工过程能耗较低，具有节约工程材料，降低工程成本的优点。4）一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，适用于上部结构荷载不大，但湿陷性土层较厚的黄土地基，可以完全消除各种不同深度的黄土地基的湿陷性，在黄土地基处理中的适用性强。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施案例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为浸水孔平面示意图；图3为PVC花管局部结构示意图；图4为PVC花管底部结构示意图；图5为浸水第一阶段水流位置变化图；图6为浸水第二阶段水流位置变化图；图7为浸水第三阶段水流位置变化图；图8为随时间变化土层总变形量示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施。本例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例参照图1至图8，一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，包括如下步骤：选取一个12m×12m的正方形区域作为试验场地2，将黄土地层（深厚湿陷性黄土地基）10均匀分为上中下三层，分别为上部黄土地层10-1、中部黄土地层10-2和下部黄土地层10-3，每层厚度为10m；在试验场地2内布置浸水孔1，共9个，两相邻浸水孔1间相隔4m，且边缘浸水孔1与试验场地2边界之间的距离为2m；在浸水孔1中放入外径90mm，管壁厚度2.8mm，长5m规格的PVC花管4，上下两根P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，其特征在于，该浸水方法通过在深厚湿陷性黄土地基中设置浸水孔（1），按照分层控制的方式先对下部黄土地层（10-3）进行浸水，并通过上部黄土地层（10-1）和中部黄土地层（10-2）的自重荷载（8）对下部饱和黄土地层（10-3）进行压密固结，下部黄土地层（10-3）压缩固结完成后，再对中部黄土地层（10-2）进行浸水饱和，利用上部黄土地层（10-1）的自重荷载（8）对中部饱和黄土地层（10-2）进行压密固结，中部黄土地层（10-2）压缩固结完成后，再对最上部土层（10-1）进行浸水饱和，达到完全消除地基湿陷性的目的。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，其特征在于，该浸水方法通过在深厚湿陷性黄土地基中设置浸水孔（1），按照分层控制的方式先对下部黄土地层（10-3）进行浸水，并通过上部黄土地层（10-1）和中部黄土地层（10-2）的自重荷载（8）对下部饱和黄土地层（10-3）进行压密固结，下部黄土地层（10-3）压缩固结完成后，再对中部黄土地层（10-2）进行浸水饱和，利用上部黄土地层（10-1）的自重荷载（8）对中部饱和黄土地层（10-2）进行压密固结，中部黄土地层（10-2）压缩固结完成后，再对最上部土层（10-1）进行浸水饱和，达到完全消除地基湿陷性的目的。


2.根据权利要求1所述的一种深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，其特征在于，将深厚湿陷性黄土地基（10）均匀分为上中下三层，分别为上部黄土地层（10-1）、中部黄土地层（10-2）和下部黄土地层（10-3），每层厚度为10m。


3.根据权利要求1所述的一种深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，其特征在于，试验场地（2）采用12m×12m的正方形区域，该正方形区域内布置9个浸水孔（1），两相邻浸水孔（1）间相隔4m，且边缘浸水孔（1）与试验场地（2）边界之间的距离为2m。


4.根据权利要求1所述的一种深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，其特征在于，浸水孔（1）中放入外径90mm，管壁厚度2.8mm，长5m规格的PVC花管（4），上下两根PVC花管（4）之间通过内径90mm的PVC管连接头（5）进行连接。


5.根据权利要求4所述的一种深厚湿陷性黄土地基处理的分层浸水方法，其特征在于，所述PVC花管（4）沿长度方向每5cm的横截面上布置有直径为5mm的渗水孔洞（3），每个横截面上均匀布置四个，且相邻横截面上的渗水孔洞（3）交错...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，张旭龙，杨小龙，杨亚龙，杨志强，刘德仁，
申请(专利权)人：甘肃恒捷路桥养护科技有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62