CN105970911B

CN105970911B - 一种大厚度湿陷性黄土的处理方法

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Publication number: CN105970911B
Application number: CN201610508219.1A
Authority: CN
Inventors: 王继忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2018-12-28
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN105970911A

Abstract

本发明提供一种大厚度湿陷性黄土的处理方法，其步骤为：1)在土层中沉入小直径钢护筒形成桩孔，桩孔的深度等于或者小于湿陷性黄土地层的厚度；2）在桩孔内插入①1～6根排水板或②带有多个排水孔的中空水管或③带有多个喷嘴的中空钢管至桩孔底端；3）重复进行步骤1）和2）直至整个场地内布满有注水装置的桩孔；4）向桩孔内的注水装置中注水或者加压注水，使湿陷性黄土在浸水后进行自重湿陷性沉降；5）对地基土体的湿陷性沉降量进行观测记录，直至地基土体的湿陷变形稳定；6）采用填料挤密法或者强夯法对地基上层土体进行加固处理。该处理方法具有施工速度快、消除黄土湿陷的效果显著、干场作业、承载力高等特点和优势。

Description

一种大厚度湿陷性黄土的处理方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，特别是涉及湿陷性黄土的地基处理。

背景技术

我国的黄土覆盖面积很大，广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土，并且多具有湿陷性，湿陷性黄土是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。目前在湿陷性黄土地基处理中，常用的处理方法有，穿透湿陷土层的桩基，垫层换铺法，灰土挤密桩法等。但这些方法都有其一定的局限性，如桩基经济性较差，当湿陷性土层较厚时造价更高，施工更加困难，垫层换铺法仅适用于不会出现区域性地下水位升高和荷载不大的建筑，灰土挤密桩法由于土体含水量较低土质较硬因此挤密效果较差。目前也有利用湿陷性黄土的特性而采用的浸水固结法，其工艺一般是在场地内布置浸水孔和四周构筑堤坝后，向堤坝内场地输水使地基土体浸水后湿陷，这种预浸水法对消除黄土的湿陷性具有一定的效果，但也存在一些难点无法解决，一是浸水孔内的土体遇水后易坍塌形成淤泥，影响土体的浸水固结效果；二是较深层的土体浸水效果较差；三是场地内全部过水且蒸发时间过长，对湿陷沉降量的准确观测和后续施工造成困难；四是仅仅消除了较浅层黄土湿陷，其地基承载力还不能满足建筑物的荷载要求。而且，上述这些处理方法，在面对三、四十米以上的大厚度的黄土层时，均存在或者施工难度大甚至无法施工、或者工程造价非常昂贵的难题。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题而提出的，目的在于提供一种大厚度湿陷性黄土的处理方法，其步骤为：

1)在大厚度湿陷性黄土地层中，通过振动或锤击的方式沉入小直径钢护筒形成桩孔，桩孔的深度等于或者小于湿陷性黄土地层的厚度；

2）在桩孔内插入下述之一的注水装置至桩孔底端：①1～6根排水板；②带有多个排水孔的中空水管；③带有多个喷嘴的中空钢管；

3）按照一定的间距，重复进行步骤1）和步骤2）的操作，直至整个所需要的地基场地内布满插有注水装置的桩孔；

4）采用下述方式之一向桩孔内的注水装置中注水，使湿陷性黄土在浸水后进行自重湿陷性沉降：①当注水装置为排水板或者中空水管时，直接向排水板或者中空水管中注水；②当注水装置为中空钢管时，利用高压泵向中空钢管内加压注水，提高水向地基土体内渗入的效果和速度；

5）对地基土体的湿陷性沉降量进行观测记录，直至地基土体的湿陷变形稳定；

6）采用填料挤密法或者强夯法对地基上层土体进行加固处理。

上述处理方法中的步骤1）中，小直径钢护筒是指钢护筒的外径等于小于500mm，上述桩孔的深度等于或者小于湿陷性黄土层的厚度，是指桩孔的深度不穿透湿陷性黄土层的底层。

上述处理方法中的步骤1）中，在进行通过振动或锤击的方式沉入小直径钢护筒的施工之前，先通过重锤冲击成孔或螺旋引孔或旋挖成孔或人工挖孔的方式施工形成一定深度的直径大于500mm的桩孔，然后在该直径大于500mm的桩孔底部再通过振动或锤击的方式沉入小直径钢护筒。

上述处理方法中的步骤2）中，在桩孔内插入注水装置时，是在将桩孔内的小直径钢护筒拔出之后，或者先在小直径钢护筒内插入注水装置再拔出钢护筒。

上述处理方法中的步骤2）中，桩孔内插入注水装置之后，在桩孔和注水装置的空隙内填入砂子或者级配砂石。

上述处理方法中的步骤3）中，桩孔之间的距离相等。

上述处理方法中的步骤4）中，向桩孔内的注水装置中注水时，桩孔内的水位始终低于地基表面。

上述处理方法中的步骤5）中，在对地基土体的湿陷性沉降量进行观测记录的过程中，包括根据土体的湿陷程度继续向注水装置中补充注水。

上述处理方法中的步骤5）中，地基土体的湿陷变形稳定的标准是最后5天的平均湿陷量小于1mm/d。

上述处理方法中的步骤6）中，采用填料挤密法对地基上层土体进行加固处理，是指在地基场地内原灌注孔处或者距原灌注孔一定距离处布置桩位点，在桩位点处成孔至一定深度后，在桩孔内分次填入填充料并利用细长型重锤进行夯击，反复进行填充和夯实操作直至地基表面处形成挤密桩体，使地基中一定深度和范围的土体得到加固密实。最好，在上述的第1种湿陷性黄土地基的处理方法中，上述步骤5）中，对地基土体的湿陷性沉降量进行观测记录的过程中，包括根据土体的湿陷程度在灌注孔内补充水。

上述大厚度湿陷性黄土的处理方法的特点和优势在于：

①湿陷性黄土地基的特点是土质较硬，此时采用直径较小的钢护筒形成桩孔，因此在地基土体中的沉入阻力较小速度更快，且更为容易的成孔到达深层位置；②在已经形成的桩孔中置入特殊的注水装置，注水装置包括多种材料和形式的排水板或注水管，以及能够实现高压注水的中空钢管，注水装置的作用相比普通的浸水孔，其优势和特点一是加快注水的过程、提高水流动的效果和速度，二是能够起到保护孔壁不坍的作用，防止桩孔被土体堵塞，三是在后期对地基土体的湿陷性沉降量进行观测记录的过程中，可以根据土体的湿陷程度随时通过注水装置向地基土体中补充注水，四是当地基土体的湿陷沉降达到要求后，如果土体中的含水量较高，可以通过注水装置反向向外抽水，加快土体的固结并缩短工期；③在注水过程中控制桩孔中的水位不超出地表，因此整个施工过程均是干场作业，便于机械和人员的操作施工，也便于对湿陷沉降量的准确观测，和后续施工的持续进行；④在地基土体的湿陷沉降达到要求后，通过强夯法或者重锤填料挤密法进一步对地基上层土体进行密实加固，使地基土体的承载力得到显著提高，以满足上部建筑物的荷载要求。

附图说明

图1是本发明的一种大厚度湿陷性黄土的处理方法的一个实施例的工序图。

图2是本发明的一种大厚度湿陷性黄土的处理方法的另一个实施例的工序图。

具体实施方式

图1是本发明的一种大厚度湿陷性黄土的处理方法的一个实施例的工序图，首先，如图1中a所示，在厚度为36m的湿陷性黄土地层中，通过重锤1的锤击的方式沉入直径为30cm的护筒2，沉入时护筒2的底端加设预制桩尖，护筒2的沉入深度为35m；然后，如图1中b所示，在护筒2中插入直径为20cm、长度为35.5m的PVC注水管3，注水管3的管身带有很多细小的排水孔4；然后，如图1中c所示，拔出护筒2，将注水管3留于地层中，并形成注水通道；然后，如图1中d所示，向注水管3内注入水，所注入的水通过排水孔4经注水通道向地基土体内渗入，注水过程中要求注水通道内的水位始终低于地基表面50cm；然后，如图1中 e所示，观测记录湿陷性黄土自重湿陷沉降的沉降量，直至地基土体的湿陷变形稳定；最后，如图1中f所示，拔出注水管3，采用重量为20t的强夯锤5对地基上层土体进行强夯加固处理。

图2是本发明的一种大厚度湿陷性黄土的处理方法的另一个实施例的工序图，首先，如图2中a所示，在厚度为50m的湿陷性黄土地层中，通过振动锤1的振动沉入直径为25cm的护筒2，沉入时护筒2的底端加设预制桩尖，护筒2的沉入深度为49m；然后，如图2中b所示，提出护筒2形成桩孔；然后，如图2中c所示，在桩孔中插入直径为15cm、长度为51m的注浆钢管3，注浆钢管3的管身上下带有多个喷嘴4，形成注水通道；然后，如图2中d所示，利用高压泵5向注浆钢管3内加压注水，所注入的水经喷嘴4形成高压射流冲射周围土体，提高水向地基土体内渗入的效果和速度，加压注水过程中要求注水通道内的水位始终低于地基表面50cm；然后，如图2中 e所示，观测记录湿陷性黄土自重湿陷沉降的沉降量，直至地基土体的湿陷变形稳定；然后，如图2中 f所示，在地基中拔出注浆钢管3，利用细长形重锤6的自由落体运动反复冲击土体，形成直径为80cm、深度为10m的桩孔；然后，如图2中 g所示，在桩孔内分次填入碎石并利用重锤6进行夯击，使桩孔底端和周围土体得到加固密实；最后，如图2中h所示，反复进行填充和夯实操作直至地基表面，在地基中形成挤密桩体。

Claims

1.一种大厚度湿陷性黄土的处理方法，其步骤为：

3）按照一定的间距，重复进行步骤1）和步骤2）的操作，直至整个施工区域的场地内布满插有注水装置的桩孔；

6）采用填料挤密法或者强夯法对地基上层土体进行加固处理；

上述步骤1）中，通过振动或锤击的方式沉入小直径钢护筒的施工之前，先通过重锤冲击成孔或螺旋引孔或旋挖成孔或人工挖孔的方式施工形成一定深度的直径大于500mm的孔洞，然后在该直径大于500mm的孔洞底部再通过振动或锤击的方式沉入小直径钢护筒；小直径钢护筒是指钢护筒的外径等于或小于500mm；上述步骤4）中，向桩孔内的注水装置中注水时，桩孔内的水位始终低于地基表面。

2.根据权利要求1所述的大厚度湿陷性黄土的处理方法，其特征在于上述步骤2）中，在桩孔内插入注水装置时，是在将桩孔内的小直径钢护筒拔出之后，或者先在小直径钢护筒内插入注水装置再拔出小直径钢护筒。

3.根据权利要求1所述的大厚度湿陷性黄土的处理方法，其特征在于上述步骤2）中，在桩孔内插入注水装置之后，在桩孔和注水装置的空隙内填入砂子。

4.根据权利要求1所述的大厚度湿陷性黄土的处理方法，其特征在于上述步骤3）中，桩孔之间的距离相等。

5.根据权利要求1所述的大厚度湿陷性黄土的处理方法，其特征在于上述步骤5）中，在对地基土体的湿陷性沉降量进行观测记录的过程中，包括根据土体的湿陷程度继续向注水装置中补充注水。

6.根据权利要求1所述的大厚度湿陷性黄土的处理方法，其特征在于上述步骤5）中，地基土体的湿陷变形稳定的标准是最后5天的平均湿陷量小于1mm/d。

7.根据权利要求1所述的大厚度湿陷性黄土的处理方法，其特征在于上述步骤6）中，采用填料挤密法对地基上层土体进行加固处理，是指在地基场地内原桩孔处或者距原桩孔一定距离处布置桩位点，在桩位点处成孔至一定深度后，在孔内分次填入填充料并利用细长型重锤进行夯击，反复进行填充和夯击操作直至地基表面处，从而在地基土体中形成挤密桩体，使地基中一定深度和范围的土体得到加固密实。