用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基的設(shè)置及處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基設(shè)置及處理方法，該排水旋噴樁地基包括排水沉管擠密砂石樁（1）和高壓旋噴樁（2），所述沉管擠密砂石樁（1）和高壓旋噴樁（2）隔排交叉布置，在沉管擠密砂石樁（1）和高壓旋噴樁（2）上部的地基表面鋪設(shè)碎石排水墊層（6）；每個(gè)高壓旋噴樁（2）處于相鄰4個(gè)沉管擠密砂石樁（1）對(duì)角線交點(diǎn)上，每個(gè)高壓旋噴樁（2）與所述的相鄰任意兩個(gè)沉管擠密砂石樁（1）組成等腰直角三角形布置。聯(lián)合使用沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁，先進(jìn)行排水沉管擠密砂石樁施工，再進(jìn)行高壓旋噴樁施工。所述沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁隔排交叉布置，在沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁上部的地基表面鋪設(shè)碎石土墊層。提高地基的承載力。
【專利說明】用于欠固結(jié)土的排水旋噴粧地基的設(shè)置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基的設(shè)置及處理方法，屬于巖土工程中的特殊地基處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國用于針對(duì)欠固結(jié)填土或軟弱地基的處理方法很多，如排水固結(jié)法、換土墊層填法、夯實(shí)法，沉管擠密砂石樁法、水泥粉煤灰沉管擠密砂石樁(CFG)法、高壓旋噴樁法等。對(duì)于深厚欠固結(jié)土的場(chǎng)地地基土，排水固結(jié)法的速度慢、工期長、效率低；換土墊層填法和強(qiáng)夯法由于處理深度和有效加固深度的局限而不宜采用；而針對(duì)深厚欠固結(jié)土形成的場(chǎng)地地基土，散體樁和柔性樁等單一的處理方法難以同時(shí)解決填土的自重固結(jié)和承載力及變形等不滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的問題。鑒于這些因素，根據(jù)處理作用機(jī)理的不同，采用多方法復(fù)合共同處理的思路被越來越多的用于實(shí)際工程當(dāng)中。
[0003]針對(duì)深厚欠固結(jié)土場(chǎng)地，場(chǎng)地普遍厚度大，工程性質(zhì)差，不經(jīng)處理不能作為建筑物地基并不滿足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求。在綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、施工及資金成本等多種因素，發(fā)明了散體樁和柔性樁相結(jié)合的排水旋噴樁地基處理方法。即先采用沉管擠密砂石樁處理，通過其排水固結(jié)，以及部分置換和擠密作用，消除或基本消除欠固結(jié)土自重固結(jié)和欠固結(jié)，減少復(fù)合地基增強(qiáng)體的負(fù)摩擦效應(yīng)產(chǎn)生的工后沉降，同時(shí)一定幅度地提高地基承載力；之后，再采用高壓旋噴樁施工，使地基土承載力及土的壓縮模量進(jìn)一步提高，從而達(dá)到處理目的，以滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和確保建設(shè)工程的質(zhì)量和安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)國內(nèi)深厚欠固結(jié)土場(chǎng)地單一的處理方法難以同時(shí)解決填土的自重固結(jié)引起的負(fù)摩阻力和承載力及變形等不滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求存在的問題，提出一種用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基的設(shè)置及處理方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明為一種用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基的設(shè)置及處理方法，
[0006]該排水旋噴樁地基包括排水沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁，所述沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁隔排交叉布置，在沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁上部的地基表面鋪設(shè)碎石排水墊層；每個(gè)高壓旋噴樁處于相鄰4個(gè)沉管擠密砂石樁對(duì)角線交點(diǎn)上，每個(gè)高壓旋噴樁與所述的相鄰任意兩個(gè)沉管擠密砂石樁組成等腰直角三角形布置。
[0007]所述的碎石排水墊層厚度為20_30cm。
[0008]所述的沉管擠密砂石樁的樁徑為400-800mm，所述的高壓旋噴樁的樁徑為500-1000mm ;處理地基為粉土和砂土?xí)r，相鄰沉管擠密砂石樁的樁間距應(yīng)為沉管擠密砂石樁樁徑的3-4倍，相鄰高壓旋噴樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁樁徑的2-3倍；處理地基為粘性土?xí)r，相鄰沉管擠密砂石樁的樁間距應(yīng)為應(yīng)為沉管擠密砂石樁樁徑的2-3倍，相鄰高壓旋噴樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁樁徑的1.5-2.5倍。
[0009]所述沉管擠密砂石樁樁長在5-20m之間，高壓旋噴樁樁長在10_25m之間，當(dāng)下臥持力層埋深為20-25米時(shí)，高壓旋噴樁應(yīng)進(jìn)入下臥持力層1-1.5m。
[0010]本發(fā)明提供的用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基的處理方法，其具體步驟如下:
[0011]I)場(chǎng)地先進(jìn)行沉管擠密砂石樁施工，在粉土、砂土地層中應(yīng)從外圍向中間施工，在粘性土地層中應(yīng)從中間向外圍施工，如局部密集不好施工，進(jìn)行跳過或隔排施工，樁體的材料為碎石、卵礫石、石屑材料，充盈系數(shù)為1.1-1.3，碎石直徑在20-50_之間；沉管擠密砂石樁施工米用振動(dòng)沉管法、錘擊沉管法或沖擊成孔樁法；
[0012]2)沉管擠密砂石樁施工后靜置7-14天,再進(jìn)行高壓旋噴樁施工；使用水泥摻入率為20%-35%的材料進(jìn)行高壓旋噴樁施工，保證樁體抗壓強(qiáng)度在15-20MP之間，樁徑為500-1000mm ;處理地基為粉土和砂土?xí)r，相鄰兩樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁的2_3倍；處理地基為粘性土?xí)r，相鄰兩樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁的1.5-2.5倍，高壓旋噴樁樁長在10-25m之間，施工完成后養(yǎng)護(hù)28天以上，所述的高壓旋噴樁抗壓強(qiáng)度為15_20MPa ；
[0013]3)在地基表面鋪設(shè)碎石排水墊層，厚度為20-30cm，墊層鋪設(shè)采用靜力壓實(shí)法。
[0014]有益效果:本發(fā)明提出的排水旋噴樁地基設(shè)置及處理方法解決了國內(nèi)深厚欠固結(jié)土場(chǎng)地單一的處理方法難以同時(shí)解決填土的自重固結(jié)引起的負(fù)摩阻力和承載力及變形等不滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的問題，其中高壓旋噴樁的剛度和強(qiáng)度較高，同時(shí)布設(shè)的沉管擠密砂石樁和地基上部的碎石排水墊層提供了縱橫相連的排水體系縮短排水距離，減小工后沉降；沉管擠密砂石樁的擠密和抗液化功能也使得加固區(qū)土體的強(qiáng)度得到提高減小負(fù)摩阻力。沉管擠密砂石樁-高壓旋噴樁在保證承載力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步解決了排水、沉降、負(fù)摩阻力等問題。同時(shí)因?yàn)楸景l(fā)明采用的沉管擠密砂石樁和高壓旋噴水泥土樁在具有良好復(fù)合地基承載力和較小沉降的基礎(chǔ)上，其復(fù)合地基的成本低廉，利于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的排水旋噴樁地基平面示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的排水旋噴樁地基剖面示意圖:
[0017]圖中有:沉管擠密砂石樁1、高壓旋噴樁2、加固區(qū)3、下臥持力層4、地下水位5、碎石排水墊層6。
【具體實(shí)施方式】
[0018]I)沉管擠密砂石樁施工:樁體的材料為碎石、卵礫石、石屑等硬質(zhì)材料，充盈系數(shù)為1.1-1.3，碎石直徑在20-50_之間。按照?qǐng)龅匾蟛煌?，沉管擠密砂石樁施工可采用振動(dòng)沉管法、錘擊沉管法或沖擊成孔等樁法。消除粉土、砂土的液化效應(yīng)適宜采用振動(dòng)沉管法。沉管擠密砂石樁的施工工序，在粉土、砂土地層中應(yīng)從外圍向中間施工，在粘性土地層中應(yīng)從中間向外圍施工。如局部密集不好施工，可進(jìn)行跳打或隔排施工。沉管擠密砂石樁樁長在5-20m之間，當(dāng)持力層埋深較淺時(shí)應(yīng)進(jìn)入持力層1-1.5m。沉管擠密砂石樁施工后應(yīng)靜置7-14天。
[0019]2)高壓旋噴樁施工:當(dāng)沉管擠密砂石樁靜置7-14天后可進(jìn)行高壓旋噴樁施工；使用水泥摻入率為20%-35%的材料進(jìn)行高壓旋噴樁施工，保證樁體抗壓強(qiáng)度在15-20MP之間，樁徑為500-1000mm ;樁間距的確定需滿足地基沉降和承載力的要求。一般處理地基為粉土和砂土?xí)r，相鄰兩樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁的2-3倍；處理地基為粘性土?xí)r，相鄰兩樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁的1.5-2.5倍。高壓旋噴樁樁長在10-25m之間，當(dāng)持力層埋深較淺時(shí)應(yīng)進(jìn)入持力層1-1.5m。施工完成后養(yǎng)護(hù)28天以上。
[0020]3)鋪設(shè)碎石排水墊層:在地基表面鋪設(shè)碎石排水墊層，厚度為20-30cm，墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法。
[0021]本發(fā)明排水旋噴樁地基如圖2所示。在上覆荷載的作用下，高壓旋噴樁的作用為將荷載傳遞到基地持力層中，以減小加固區(qū)的應(yīng)力和壓縮變形；同時(shí)在加固區(qū)中對(duì)沉管擠密砂石樁產(chǎn)生“護(hù)樁”的作用，提高沉管擠密砂石樁的承載力；在沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁共同作用下對(duì)樁間土產(chǎn)生“擠壓”和“遮擋”的效應(yīng)，可以明顯的抑制欠固結(jié)填土的固結(jié)沉降和其引起的負(fù)摩阻力，提高地基承載力。
[0022]該排水旋噴樁地基包括排水沉管擠密砂石樁I和高壓旋噴樁2，所述沉管擠密砂石樁I和高壓旋噴樁2隔排交叉布置，在沉管擠密砂石樁I和高壓旋噴樁(2)上部的地基表面鋪設(shè)碎石排水墊層6 ;每個(gè)高壓旋噴樁2處于相鄰4個(gè)沉管擠密砂石樁I對(duì)角線交點(diǎn)上，每個(gè)高壓旋噴樁2與所述的相鄰任意兩個(gè)沉管擠密砂石樁I組成等腰直角三角形布置。
[0023]所述的碎石排水墊層6厚度為20-30cm。
[0024]所述的沉管擠密砂石樁I的樁徑為400-800mm，所述的高壓旋噴樁2的樁徑為500-1000mm ;處理地基為粉土和砂土?xí)r，相鄰沉管擠密砂石樁I的樁間距應(yīng)為沉管擠密砂石樁I樁徑的3-4倍，相鄰高壓旋噴樁2的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁2樁徑的2-3倍；處理地基為粘性土?xí)r，相鄰沉管擠密砂石樁I的樁間距應(yīng)為應(yīng)為沉管擠密砂石樁I樁徑的2-3倍，相鄰高壓旋噴樁2的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁樁徑的1.5-2.5倍。
[0025]所述沉管擠密砂石樁I樁長在5-20m之間，高壓旋噴樁2樁長在10_25m之間，當(dāng)下臥持力層4埋深為20-25米時(shí)，高壓旋噴樁2應(yīng)進(jìn)入下臥持力層41-1.5m。
[0026]本發(fā)明排水旋噴樁地基在上覆荷載的作用下，高壓旋噴樁的作用為將荷載傳遞到基地持力層中，以減小加固區(qū)的應(yīng)力和壓縮變形；同時(shí)在加固區(qū)中對(duì)沉管擠密砂石樁產(chǎn)生“護(hù)樁”的作用，提高沉管擠密砂石樁的承載力；在沉管擠密砂石樁和高壓旋噴樁共同作用下對(duì)樁間土產(chǎn)生“擠壓”和“遮擋”的效應(yīng)，可以明顯地抑制欠固結(jié)填土的固結(jié)沉降和其引起的負(fù)摩阻力，提高地基承載力。
[0027]高壓旋噴樁的剛度和強(qiáng)度較高，同時(shí)布設(shè)的沉管擠密砂石樁和地基上部的碎石排水墊層提供了縱橫相連的排水體系縮短排水距離，減小工后沉降；沉管擠密砂石樁的擠密和抗液化功能也使得加固區(qū)土體的強(qiáng)度得到提高減小負(fù)摩阻力。沉管擠密砂石樁-高壓旋噴樁在保證承載力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步解決了排水、沉降、負(fù)摩阻力等問題。
【權(quán)利要求】
1.一種用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基設(shè)置方法，其特征是:該排水旋噴樁地基包括排水沉管擠密砂石樁(I)和高壓旋噴樁(2 )，所述沉管擠密砂石樁(I)和高壓旋噴樁(2 )隔排交叉布置，在沉管擠密砂石樁(I)和高壓旋噴樁(2)上部的地基表面鋪設(shè)碎石排水墊層(6);每個(gè)高壓旋噴樁(2)處于相鄰4個(gè)沉管擠密砂石樁(I)對(duì)角線交點(diǎn)上，每個(gè)高壓旋噴樁(2)與所述的相鄰任意兩個(gè)沉管擠密砂石樁(I)組成等腰直角三角形布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基設(shè)置方法，其特征是:所述的碎石排水墊層(6)厚度為20-30cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基設(shè)置方法，其特征是:所述的沉管擠密砂石樁(I)的樁徑為400-800mm，所述的高壓旋噴樁(2)的樁徑為500-1000mm ；處理地基為粉土和砂土?xí)r，相鄰沉管擠密砂石樁(I)的樁間距應(yīng)為沉管擠密砂石樁(I)樁徑的3-4倍，相鄰高壓旋噴樁(2)的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁(2)樁徑的2-3倍；處理地基為粘性土?xí)r，相鄰沉管擠密砂石樁(I)的樁間距應(yīng)為應(yīng)為沉管擠密砂石樁(I)樁徑的2-3倍，相鄰高壓旋噴樁(2)的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁樁徑的1.5-2.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基設(shè)置方法，其特征是:所述沉管擠密砂石樁(I)樁長在5-20m之間，高壓旋噴樁(2)樁長在10-25m之間，當(dāng)下臥持力層(4)埋深為20-25米時(shí)，高壓旋噴樁(2)應(yīng)進(jìn)入下臥持力層(4) 1-1.5m。
5.一種如權(quán)利要求1所述的用于欠固結(jié)土的排水旋噴樁地基的處理方法，其特征是:該處理方法包括: 1)場(chǎng)地先進(jìn)行沉管擠密砂石樁(I)施工,在粉土、砂土地層中應(yīng)從外圍向中間施工,在粘性土地層中應(yīng)從中間向外圍施工，如局部密集不好施工，進(jìn)行跳過或隔排施工，樁體的材料為碎石、卵礫石、石屑材料，充盈系數(shù)為1.1-1.3，碎石直徑在20-50_之間；沉管擠密砂石樁施工米用振動(dòng)沉管法、錘擊沉管法或沖擊成孔樁法； 2)沉管擠密砂石樁(I)施工后靜置7-14天,再進(jìn)行高壓旋噴樁(2)施工；使用水泥摻入率為20%-35%的材料進(jìn)行高壓旋噴樁(2)施工，保證樁體抗壓強(qiáng)度在15-20MP之間，樁徑為500-1000mm ;處理地基為粉土和砂土?xí)r，相鄰兩樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁的2_3倍；處理地基為粘性土?xí)r，相鄰兩樁的樁間距應(yīng)為高壓旋噴樁的1.5-2.5倍，高壓旋噴樁樁長在10-25m之間，施工完成后養(yǎng)護(hù)28天以上，所述的高壓旋噴樁(2)抗壓強(qiáng)度為15_20MPa ； 3)在地基表面鋪設(shè)碎石排水墊層(6)，厚度為20-30cm，墊層鋪設(shè)采用靜力壓實(shí)法。
【文檔編號(hào)】E02D3/08GK103758109SQ201410013987
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】蔡國軍, 儲(chǔ)亞 申請(qǐng)人:東南大學(xué)