CN104746505A - 强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑地基处理技术领域，是一种强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法。该方法按照下述步骤进行：第一步，进行强夯施工；第二步，强夯完毕后进行土体内部孔隙或孔洞检测从而确定注浆范围；第三步，注浆设计；第四步，进行压密注浆作业。本发明对杂填土地基进行综合加固处理，可充分利用强夯法和注浆法的优点，能够有效地处理杂填土地基内部的孔隙及孔洞，提高地基的承载能力和整体稳定性，从而克服了杂填土地基易产生的不均匀沉降问题，另外，该方法与其它处理杂填土的方法相比具有成本低，工艺简便，实施效果好，可实现建筑垃圾再利用，最终达到节约土地资源，保护生态环境的目的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑地基处理技术领域，是一种强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法。
背景技术
随着城市建设的快速发展，产生了大量的建筑垃圾。这些垃圾在城市周围边远地区集中堆放，形成组成颗粒物质不一、尺寸大小不一，工程性质具有多样性的非均质杂填土。这些杂填土一方面占用了较多的土地资源，另一方面对城市的生态环境造成极为恶劣的影响。因此，将建筑垃圾所形成的杂填土作为建筑物的地基进行再利用，认真处理好地基处理与环境保护的关系，不仅能取得较好的社会效益，而且能降低工程造价，取得较好的经济效益，同时，还能减少建筑垃圾所形成的杂填土对城市环境所造成的污染，取得较好的生态效益，这对一个城市的健康发展具有极为重要的意义。
目前在国内外，地基处理的主要方法有：换填法、强夯法、强夯置换法、挤密桩法、注浆法、水泥土搅拌法等，而针对以建筑垃圾所形成的杂填土地基的加固处理，为了保证建筑物的安全性，目前最常用的处理方法是换填法，即：将杂填土全部挖除然后进行分层回填和夯实其它适用性材料。
在所有的处理方法中，因强夯法和注浆法具有：施工费用低、作用深度大，设备简单，功效高、投入少等特点，广泛应用于建筑物的地基加固处理。但是，当采用这两种方法对杂填土地基进行处理时，仍然有一些难以解决的技术问题。
采用强夯法处理杂填土主要是利用夯锤的自由落体运动，能够产生较大的冲击能量，这种冲击能形成的纵向能量波一方面使大块的建筑废料被击碎，另一方面使颗粒间的空隙被压缩，从而使杂填土达到一定的密实度。其缺点是：大块的砖瓦及混凝土块未被完全击碎，颗粒间空隙经强夯后仍然较大，在未被击碎的混凝土块或砖瓦块周围有空洞现象。这种颗粒间的空隙及内部的空洞将会很容易导致地基发生不均匀沉降，从而对建筑物的安全造成危害。
相比较而言，另有一种费用较低的处理方法是注浆法，主要用于细粒土或中粒土地基的加固处理，它主要是通过注浆设备，使浆液在压力的作用下，通过渗透、压密等形式，将土体内部空隙内的气体或自由水置换出去，一方面填充土内的空隙，另一方面与周围的土体形成强度大、整体性好的“结石体”以改善土体的物理力学性能，从而起到控制沉降，提高承载力的目的。但是，在处理杂填土地基时，因杂填土是一种非均质土体，其组成成份复杂，其内部空隙远远大于其它土质在自然状态下的空隙。因此，单独采用注浆法时，其缺点是：注浆时浆液串浆较为严重，注浆压力不易控制，缺乏规律性，注浆效果较差，达不到地基加固的目的。
发明内容
本发明提供了一种强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决仅采用强夯法或注浆法无法保证加固以建筑垃圾所形成的杂填土地基的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，按照下述步骤进行：第一步，进行强夯施工；第二步，强夯完毕后进行土体内部孔隙判定从而确定注浆范围；第三步，注浆设计；第四步，进行压密注浆作业。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述第一步中，强夯包括点夯，点夯完毕后进行土体内部孔隙判定从而确定注浆范围，第四步完成后进行满夯作业。
上述强夯包括点夯和满夯，点夯完毕后进行满夯；满夯完毕后进行土体内部孔隙判定从而确定注浆范围。
上述强夯完毕后，通过地质雷达和瑞利波分别进行土体内部孔隙或孔洞检测，从而确定注浆范围。
上述满夯的施工方法为放出满夯基准线，按照“夯夯相连，夯印搭接1/4锤径”的要求，采用设计规定的低能量和夯击数逐点夯击对场地进行满夯，满夯遍数符合强夯设计的要求。
上述点夯中，夯点间距宜为夯锤直径的2.5至3.5倍，采用等边三角形或等腰三角形、梅花形、正方形或长方形的形式进行布置，各点之间每遍夯击采用“由内而外采用间隔跳夯或隔行跳打”的方式进行，点夯遍数为2至4遍。
上述强夯前的施工准备包括：1.1强夯设计：根据设计要求的加固深度，选择强夯设备进行现场试夯，并进行强夯设计，确定以下参数：有效加固深度、夯击能、夯锤落距、夯点间距、点夯击数、夯击遍数；1.2建立控制测量网：强夯施工前，建立现场坐标控制网点及高程控制网点，同时将测量控制点引至不受施工影响的区域；2.平整场地：用推土机或装载机对加固的场地范围进行平整，清理障碍，然后用平地机进行精平，使场地标高符合设计要求；3.测量放样：根据测量控制网和强夯设计确定的夯点位置，标出夯点位置并测量场地高程，确定起夯标高，同时用石灰线划出夯点位置；4.设置检测点位进行土体内部孔隙或孔洞检测。
上述施工准备的第四步中，可设置检测点位并通过地质雷达和瑞利波分别进行土体内部孔隙或孔洞检测。
上述注浆设计为根据土体内部孔隙和孔洞的大小确定注浆孔的布置形式、位置、注浆量和注浆压力，然后通过现场试验确定，注浆材料采用水泥浆或水泥砂浆或水泥水玻璃双液快凝浆液，注浆压力不大于1.0MPa，孔间距按1.0m至3.0m布置，注浆顺序：先外排后内排，最后注中间排；相邻孔注浆间隔不小于3小时并采用隔孔注浆的方式进行施工作业；或/和，压密注浆作业为浆液经搅拌机充分搅拌均匀后，用注浆机压入注浆管，注浆过程中，提升注浆管自下而上或自上而下进行注浆，每次上拔或下钻的高度为0.5m，每孔注浆完成后随即安排拔管，以防止管孔堵塞，间歇时间不超过10分钟；施工完毕时，对管道冲洗，防止胶结堵管，间歇时间不超过2小时。
本发明杂填土地基进行综合加固处理，可充分利用强夯法和注浆法的优点，能够有效地处理杂填土地基内部的孔隙及孔洞，提高地基的承载能力和整体稳定性，从而克服了杂填土地基易产生的不均匀沉降问题，另外，该方法与其它处理杂填土的方法相比具有成本低，工艺简便，实施效果好，可实现建筑垃圾再利用，最终达到节约土地资源，保护生态环境的目的。
附图说明
附图1为本发明实施例1的示意图。
附图2为本发明实施例2的示意图。
附图3为本发明实施例3的示意图。
附图4为本发明在注浆时的主视剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为第一遍强夯夯点，2为第二遍强夯夯点，3为满夯夯印搭接1/3至1/4锤径，4为注浆点位，5为强夯后密实区，6为注浆区域，7为注浆管。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：一种强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，按照下述步骤进行：第一步，进行强夯施工；第二步，强夯完毕后进行土体内部孔隙判定从而确定注浆范围；第三步，注浆设计；第四步，进行压密注浆作业。
可根据实际需要，对上述强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法作进一步优化或/和改进：
上述第一步中，强夯包括点夯，点夯完毕后进行土体内部孔隙判定从而确定注浆范围，第四步完成后进行满夯作业。
上述强夯包括点夯和满夯，点夯完毕后进行满夯；满夯完毕后进行土体内部孔隙判定从而确定注浆范围。
注浆法根据成孔方式可采用振冲成孔注浆法和钻孔成孔注浆法。前者是将专用的注浆管在振冲器的作用下压入地层中至设计位置然后再进行注浆；后者是先采用钻机进行钻孔然后再将注浆管插入孔内密封后再进行注浆。当在满夯后采用振冲成孔困难时，可在点夯后将夯坑推平，并对地层进行检测，确定注浆部位，然后采用振冲成孔注浆法进行注浆，并养生7天后再对地基进行满夯，以确保地基表层的密实度。也可在满夯后采用钻孔成孔注浆法对地基需注浆的部位进行注浆。
根据需要，强夯完毕后，通过地质雷达和瑞利波分别进行土体内部孔隙或孔洞检测，从而确定注浆范围。
根据需要，满夯的施工方法为放出满夯基准线，按照“夯夯相连，夯印搭接1/4锤径”的要求，采用设计规定的低能量和夯击数逐点夯击对场地进行满夯，满夯遍数符合强夯设计的要求。
点夯中，夯点间距宜为夯锤直径的2.5至3.5倍，采用等边三角形或等腰三角形、梅花形、正方形或长方形的形式进行布置，各点之间每遍夯击采用“由内而外采用间隔跳夯或隔行跳打”的方式进行，点夯遍数为2至4遍。
强夯前的施工准备包括：1.1强夯设计：根据设计要求的加固深度，选择强夯设备进行现场试夯，并进行强夯设计，确定以下参数：有效加固深度、夯击能、夯锤落距、夯点间距、点夯击数、夯击遍数；1.2建立控制测量网：强夯施工前，建立现场坐标控制网点及高程控制网点，同时将测量控制点引至不受施工影响的区域；2.平整场地：用推土机或装载机对加固的场地范围进行平整，清理障碍，然后用平地机进行精平，使场地标高符合设计要求；3.测量放样：根据测量控制网和强夯设计确定的夯点位置，标出夯点位置并测量场地高程，确定起夯标高，同时用石灰线划出夯点位置；4.设置检测点位进行土体内部孔隙或孔洞检测。
施工准备的第四步中，可设置检测点位并通过地质雷达和瑞利波分别进行土体内部孔隙或孔洞检测。
注浆设计为根据土体内部孔隙和孔洞的大小确定注浆孔的布置形式、位置、注浆量和注浆压力，然后通过现场试验确定，注浆材料采用水泥浆或水泥砂浆或水泥水玻璃双液快凝浆液，注浆压力不大于1.0MPa，孔间距按1.0m至3.0m布置，注浆顺序：先外排后内排，最后注中间排；相邻孔注浆间隔不小于3小时并采用隔孔注浆的方式进行施工作业；或/和，压密注浆作业为浆液经搅拌机充分搅拌均匀后，用注浆机压入注浆管，注浆过程中，提升注浆管自下而上或自上而下进行注浆，每次上拔或下钻的高度为0.5m，每孔注浆完成后随即安排拔管，以防止管孔堵塞，间歇时间不超过10分钟；施工完毕时，对管道冲洗，防止胶结堵管，间歇时间不超过2小时。
以下为具体施工案例：
实施例1：如附图1所示，在强夯时夯点间距采用矩形时的道路杂填土地基路段，杂填土主要由砖瓦、混凝土块和粘土组成，需杂填土地基的道路深度为5.0m，道路杂填面积为17500m2，强夯前的施工准备包括：1.强夯设计：通过现场试夯，夯击能采用按400t.m,夯点间距4.0m，采用长方形布置，如图1对场地点夯2遍，满夯1遍；2.场地整平：强夯前采用装载机将场地推平，并用平地机精平；3.定位放线：根据夯点布置图及点位坐标，利用全站仪进行夯点定位，并用石灰标出夯点位置；4.采用地质雷达或瑞利波分别对场地进行夯前土体内部空隙或孔洞检测。
在实施例1中，如附图1所示：强夯施工包括点夯和满夯，即强夯机针对夯点先对第一遍强夯夯点1进行强夯，然后对第二遍强夯夯点2进行强夯。点夯结束后，满夯夯印搭接1/3至1/4锤径3的形式并按照设计规定的落距进行低锤满夯施工。
在实施例1中，如附图1、4所示：进行夯后检测，即强夯结束后，在强夯后密实区5内采用地质雷达和瑞利波分别对场地按夯前的检测点位进行检测。
在实施例1中，如附图1、4所示：进行土体内部孔隙判定，即通过强夯前和强夯后地质雷达和瑞利波的检测图像和数据对比，判定杂填土内部孔隙或孔洞的变化情况，确定注浆区域6为3.0m以下2.0m的范围内孔隙较大，局部有孔洞现象。
在实施例1中，如附图1、4所示：注浆设计根据土体内部孔隙和孔洞的大小确定注浆孔的布置形式、位置、注浆量和注浆压力，根据施工设计需求所用浆液采用水泥浆，其中：水泥为PO32.5R，水灰比为1:1。另外，通过现场试验确定注浆点位4的间距为2.0m，满夯夯印搭接1/3至1/4锤径3设置，注浆压力为0.5MPa，注浆流量采用7至10L/min。注浆管7设置在两相邻的注浆区域6之间，压密注浆按先注浆外排、后注浆内排，按先外后内的顺序及隔孔注浆的方式进行施工作业。内外排注浆间隔时间大于24小时。
在实施例1中，该杂填土段地基在注浆结束7天后，对地基的地基承载力、变形模量以及地下注浆的实施效果进行检测，未被击碎的砖瓦和混凝土块周围被水泥浆填充，地基承载力、变形模量满足设计要求，检测结果可达预期目的。
实施例2：如附图2所示，在强夯时夯点间距采用三角形时的建筑杂填土地基路段，杂填土主要由砖瓦、混凝土块和粘土组成，需杂填土地基的建筑深度为6.0m，建筑杂填面积为44100m
2
，强夯前的施工准备包括：1.强夯设计：通过现场试夯，夯击能采用按400t.m,夯点间距4.5m，采用三角形布置，如图2所示，对场地进行点夯2遍，满夯2遍；2.场地整平：强夯前采用装载机将场地推平，并用平地机精平；3.定位放线：根据夯点布置图及点位坐标，利用全站仪进行夯点定位，并用石灰标出夯点位置；4.夯前检测：采用地质雷达和瑞利波分别对场地进行夯前土体内部孔隙或孔洞检测。
在实施例2中，如附图2所示：强夯施工包括点夯和满夯，即强夯机根据强夯前的施工准备中的强夯设计方案，针对第一遍强夯夯点1进行强夯，然后对第二遍强夯夯点2进行强夯。点夯结束后，满夯夯印搭接1/3至1/4锤径3的形式以及设计规定的落距进行低锤满夯2遍施工。
在实施例2中，如附图2、4所示，进行夯后检测，即强夯结束后，在强夯后密实区5内采用地质雷达和瑞利波分别对场地按夯前的检测点位再次进行检测。
在实施例2中，如附图2、4所示，土体内部孔隙判定：通过强夯前和强夯后地质雷达和瑞利波的检测图像和数据对比，判定杂填土内部孔隙或孔洞的变化情况，确定注浆区域6为3.0m以下3.0m的范围内孔隙较大，局部有孔洞现象。
在实施例2中，如附图2、4所示，注浆设计根据土体内部孔隙和孔洞的大小确定注浆孔的布置形式、位置、注浆量和注浆压力，根据施工设计需求夯后注浆所用浆液采用水泥浆，其中：水泥为PO32.5R、水灰比为1:0.8。另外，通过现场试验确定注浆点位4间距采用1.5m，满夯夯印搭接1/3至1/4锤径设置，注浆压力采用0.6MPa，注浆流量采用（7至10）L/min。注浆管7设置在两相邻的注浆区域6之间，压密注浆按先注浆外排、后注浆内排，按先外后内的顺序及隔孔注浆的方式进行施工作业。内外排注浆间隔时间大于24小时。
在实施例2中，该地基在注浆结束后，地基承载力、变形模量满足设计要求，检测结果可达到预期的目的。
实施例3：如附图3所示，强夯时夯点间距采用梅花形时的厂房杂填土地基，杂填土主要由砖瓦、混凝土块和粘土组成，厂房杂填土地基深度为5.0m，处理面积为35600m
2
，强夯前的施工准备包括：1.强夯设计：通过现场试夯，夯击能采用按400t.m,夯点间距4.5m，采用梅花形布置，如图3，对场地点夯2遍，满夯1遍；2.场地整平：强夯前采用装载机将场地推平，并用平地机精平；3.定位放线：根据夯点布置图及点位坐标，利用全站仪进行夯点定位，并用石灰标出夯点位置；4.采用地质雷达或瑞利波分别对场地进行夯前土体内部空隙或孔洞检测。
在实施例3中，如附图3所示：强夯施工包括点夯和满夯，即强夯机针对夯点先对第一遍强夯夯点1进行强夯，然后对第二遍强夯夯点2进行强夯。点夯结束后，满夯夯印搭接1/3至1/4锤径3的形式并按照设计规定的落距进行低锤满夯2遍施工。
在实施例3中，如附图3、4所示：进行夯后检测，即强夯结束后，在强夯后密实区5内采用地质雷达和瑞利波分别对场地按夯前的检测点位进行检测。
在实施例3中，如附图3、4所示：进行土体内部孔隙判定，即通过强夯前和强夯后地质雷达和瑞利波的检测图像和数据对比，判定杂填土内部孔隙或孔洞的变化情况，确定注浆区域6为2.5m以下2.5m的范围内孔隙较大，局部有孔洞现象。
在实施例3中，如附图3、4所示：注浆设计根据土体内部孔隙和孔洞的大小确定注浆孔的布置形式、位置、注浆量和注浆压力，根据施工设计需求所用浆液采用水泥浆，其中：水泥为PO32.5R，水灰比为1:0.5。另外，通过现场试验确定注浆点位4间距为1.5m，满夯夯印搭接1/3至1/4锤径3设置，注浆压力为0.4MPa，注浆流量采用7至10L/min。注浆管7设置在两相邻的注浆区域6之间，压密注浆按先注浆外排、后注浆内排，按先外后内的顺序及隔孔注浆的方式进行施工作业。内外排注浆间隔时间大于24小时。
在实施例3中，该地基在注浆结束后，地基承载力、变形模量满足设计要求，检测结果达到预期的目的。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，进行强夯施工；第二步，强夯完毕后进行土体内部孔隙或孔洞检测从而确定注浆范围；第三步，注浆设计；第四步，进行压密注浆作业。
2.根据权利要求1所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于第一步中，强夯包括点夯，点夯完毕后进行土体内部孔隙或孔洞检测从而确定注浆范围，第四步完成后进行满夯作业。
3.根据权利要求1所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于第一步中，强夯包括点夯和满夯，点夯完毕后进行满夯；满夯完毕后进行土体内部孔隙或孔洞检测从而确定注浆范围。
4.根据权利要求2或3所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于强夯完毕后通过地质雷达和瑞利波分别进行土体内部孔隙或孔洞检测，从而确定注浆范围。
5.根据权利要求2或3所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于满夯的施工方法为：放出满夯基准线，按照“夯夯相连，夯印搭接1/4锤径”的要求，采用设计规定的低能量和夯击数逐点夯击对场地进行满夯，满夯遍数符合强夯设计的要求，或/和，点夯中，夯点间距宜为夯锤直径的2.5至3.5倍，采用等边三角形或等腰三角形、梅花形、正方形或长方形的形式进行布置，各点之间每遍夯击采用“由内而外采用间隔跳夯或隔行跳打”的方式进行，点夯遍数为2至4遍。
6.根据权利要求4所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于满夯的施工方法为：放出满夯基准线，按照“夯夯相连，夯印搭接1/4锤径”的要求，采用设计规定的低能量和夯击数逐点夯击对场地进行满夯，满夯遍数符合强夯设计的要求，或/和，点夯中，夯点间距宜为夯锤直径的2.5至3.5倍，采用等边三角形或等腰三角形、梅花形、正方形或长方形的形式进行布置，各点之间每遍夯击采用“由内而外采用间隔跳夯或隔行跳打”的方式进行，点夯遍数为2至4遍。
7.根据权利要求2或3或4或5或6所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于第一步之前进行强夯前的施工准备；1：1.1强夯设计：根据设计要求的加固深度，选择强夯设备进行现场试夯，并进行强夯设计，确定以下参数：有效加固深度、夯击能、夯锤落距、夯点间距、点夯击数、夯击遍数；1.2建立控制测量网：强夯施工前，建立现场坐标控制网点及高程控制网点，同时将测量控制点引至不受施工影响的区域；2：平整场地：用推土机或装载机对加固的场地范围进行平整，清理障碍，然后用平地机进行精平，使场地标高符合设计要求；3：测量放样：根据测量控制网和强夯设计确定的夯点位置，标出夯点位置并测量场地高程，确定起夯标高，同时用石灰线划出夯点位置；4：设置检测点位进行土体内部孔隙或孔洞检测。
8.根据权利要求7所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于，施工准备的第四步中，设置检测点位并通过地质雷达和瑞利波分别进行土体内部孔隙或孔洞检测。
9.根据权利要求1或2或3所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于注浆设计为根据土体内部孔隙和孔洞的大小确定注浆孔的布置形式、位置、注浆量和注浆压力，然后通过现场试验确定，注浆材料采用水泥浆或水泥砂浆或水泥水玻璃双液快凝浆液，注浆压力不大于1.0MPa，孔间距按1.0m至3.0m布置，注浆顺序：先外排后内排，最后注中间排；相邻孔注浆间隔不小于3小时并采用隔孔注浆的方式进行施工作业；或/和，压密注浆作业为浆液经搅拌机充分搅拌均匀后，用注浆机压入注浆管，注浆过程中，提升注浆管自下而上或自上而下进行注浆，每次上拔或下钻的高度为0.5m，每孔注浆完成后随即安排拔管，以防止管孔堵塞，间歇时间不超过10分钟；施工完毕时，对管道冲洗，防止胶结堵管，间歇时间不超过2小时。
10.根据权利要求4或5或6或7或8所述的强夯压密注浆联合处理杂填土地基方法，其特征在于注浆设计为根据土体内部孔隙和孔洞的大小确定注浆孔的布置形式、位置、注浆量和注浆压力，然后通过现场试验确定，注浆材料采用水泥浆或水泥砂浆或水泥水玻璃双液快凝浆液，注浆压力不大于1.0MPa，孔间距按1.0m至3.0m布置，注浆顺序：先外排后内排，最后注中间排；相邻孔注浆间隔不小于3小时并采用隔孔注浆的方式进行施工作业；或/和，压密注浆作业为浆液经搅拌机充分搅拌均匀后，用注浆机压入注浆管，注浆过程中，提升注浆管自下而上或自上而下进行注浆，每次上拔或下钻的高度为0.5m，每孔注浆完成后随即安排拔管，以防止管孔堵塞，间歇时间不超过10分钟；施工完毕时，对管道冲洗，防止胶结堵管，间歇时间不超过2小时。
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