CN106638551A - 一种海绵蓄水桩改良软土地基 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于软土地基内设置多个海绵蓄水桩，所述海绵蓄水桩由在椰丝袋内投放透水材料并振动成桩而形成，所述多个海绵蓄水桩间隔设置，桩间距为0.5～1.5m，所述多个海绵蓄水桩的桩顶设条状透水垫层。本发明中适用于淤泥质土、海滩土、淤泥等软弱地基的海绵化，有助于解决海绵城市建设施工工程的许多实践问题，节约成本，缩短工期，提高工程质量，提供更好的前景。

Description

一种海绵蓄水桩改良软土地基

技术领域

本发明为土木工程和市政工程所涉及的海绵城市建设技术领域，具体涉及一种海绵蓄水桩改良软土地基。

背景技术

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。但在我国滨海及沿江地区存在着大范围的软土地基，渗透系数很小，蓄水能力有限，难以实现吸水、蓄水、渗水、净水的目的。

海绵蓄水桩技术的目的就在于克服上述缺陷，设计、研究一种使实现软土地基具有良好的吸水、渗水、蓄水性能的工程措施。

该技术主要是吸收袋装砂井的施工技术优点，利用类似袋装砂井的沉桩施工机械进行成孔，打设费用将大大降低。利用模袋技术进行混凝土灌装，可以保证混凝土成桩的连续性和整体性，避免断桩产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海绵蓄水桩改良软土地基，解决软土地基雨水下渗及蓄存困难的问题，实现解决海绵城市建设工程实践问题并经济有效的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于软土地基内设置多个海绵蓄水桩，所述海绵蓄水桩由在椰丝袋内投放透水材料并振动成桩而形成，所述多个海绵蓄水桩间隔设置，桩间距为0.5～1.5m，所述多个海绵蓄水桩的桩顶设条状透水垫层。

根据本发明的优选实施例，所述透水材料包括椰丝、吸水颗粒和砂石，其中椰丝：吸水颗粒：砂石的体积比例为5~15%：1~5%：80~94%。

其中砂石为砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石。

根据本发明的优选实施例，所述吸水颗粒为高吸水性树脂，包括淀粉接枝丙烯酸盐类、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物中的一种或任意多种的组合。

根据本发明的优选实施例，桩间距为0.5～1.5m，桩径为30～60cm，桩长为3～10m。

根据本发明的优选实施例，所述海绵蓄水桩平面布置采用正方形或梅花形。

根据本发明的优选实施例，所述条状透水垫层宜用砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石。

根据本发明的优选实施例，所述条状透水垫层厚度为10~30cm。

本发明的优点和效果在于由于使用了椰丝袋，使得桩身连续无缩颈断桩现象。该桩具有良好蓄渗雨水功能，可解决软土地基雨水下渗及蓄存困难的问题，实现解决海绵城市建设工程实践问题并经济有效的目的。海绵蓄水桩技术是软土地基及海绵城市建设技术交叉发展过程中具有较大突破的新技术。

附图说明

图1为本发明一实施例的平面布置示意图。

图2为本发明一实施例的横断面布置示意图。

图3为海绵蓄水桩的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于软土地基3内设置多个海绵蓄水桩1，所述海绵蓄水桩1由在椰丝袋内投放透水材料并振动成桩而形成，所述多个海绵蓄水桩1间隔设置，桩间距为0.5～1.5m，所述多个海绵蓄水桩的桩顶设条状透水垫层2，并在所述垫层之上根据工程需要铺设其他材料4。

如图所示，所述多个海绵蓄水桩排列成若干行和若干列，所述条状透水垫层2纵横分布， 每一行海绵蓄水桩及每一列海绵蓄水桩的桩顶均设置一条条状透水垫层2，其目的是使得雨水能快速下渗并相对均匀地分布于各个海绵蓄水桩。

桩身外部模袋为椰丝袋，采用椰壳材料制作，须具备抗拉性能好、抗腐蚀能力强、透水性能好、韧性和柔性好等特点。

本发明中使用了特制吸水颗粒，采用高吸水性树脂制作，高吸水树脂是一种新型功能高分子材料，具有亲水基团、能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的合成树脂，如淀粉接枝丙烯酸盐类、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物等，一般可以吸收相当于树脂体积100倍以上的水分。尤其适用于淤泥质土、海滩土、淤泥等软弱地基的海绵化，有助于解决海绵城市建设施工工程的许多实践问题，节约成本，缩短工期，提高工程质量，提供更好的前景。

由图1至图2为所示的本发明实施方式。

图1所示的为一海绵城市建设工程软土地基改良时采用海绵蓄水桩处理的平面布置示意图，图中桩为梅花形布置、桩间距一般为0.5~1.5m。

图2所示分别为横断面布置示意图，图中H为桩长（H一般为3~10m），桩顶设条状透水垫层（厚度一般为10~30cm），垫层之上为工程所需填料。

本发明的施工工艺：

1）椰丝袋制作。采用椰壳材料制作，须具备抗拉性能好、抗腐蚀能力强、透水性能好、韧性和柔性好等特点。所述椰丝袋采用椰壳材料粉碎并人工合成的椰丝纤维编制而成，纤维直径宜为1~10mm，单位面积质量宜为40-800g/m2不等，抗拉强度均≥8 KN/m，延伸率30~60%，等效孔径090宜为0.07~2mm，渗透系数不小于1cm/s。

2）桩身材料制备。强制式搅拌现场制作桩身材料，桩身材料为含椰丝及特制吸水颗粒的砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石等透水性能良好材料。一般椰丝：特制吸水颗粒：砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石等透水性能良好材料的体积比例为5~15%：1~5%：80~94%。高吸水树脂颗粒宜为圆形或椭圆形，等效直径宜为0.5~5mm。砂石颗粒6可采用现有技术桩身材料，在此不再赘述。

3）桩机成孔。将套有透水混凝土端靴的钢制套管沉到预定深度。

4）将搅拌的桩身材料人工或机械灌入椰丝袋中约50cm。

5）将灌有部分桩身材料的椰丝袋放入套管沉到要求深度，继续投放桩体材料至椰丝袋内，并边振动边上拔钢制套管直至达到地面，完成一根海绵蓄水桩施工。

6）完成所有海绵蓄水桩施工后，在海绵蓄水桩的桩顶铺设条状透水垫层2。

实施例：

某工程为滨海软土地基，原地面表层存在较厚的淤泥质粉质粘土层而导致雨水蓄渗困难。地下水位约在原地面以下4m左右。如不进行处理，难以实现海绵城市建设的功能与目的。

因此采用海绵蓄水桩进行处理。参数：桩径50cm，桩长4.5m，桩间距1.5m，梅花型布置，处理范围为拟具备雨水蓄渗功能的场地边界。

经现场实测及模拟分析：处理后雨水下渗速度明显提升一个数量级以上，蓄水能力提升一个数量级以上，实现了海绵城市建设的功能与目的。该法施工快速、无污染，是一种适用于软土地基改良以实现良好蓄渗雨水功能的新技术方法。

Claims (9)

1.一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于软土地基内设置多个海绵蓄水桩，所述海绵蓄水桩由在椰丝袋内投放透水材料并振动成桩而形成，所述多个海绵蓄水桩间隔设置，所述多个海绵蓄水桩的桩顶设条状透水垫层。

2.如权利要求1所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，所述透水材料包括椰丝、吸水颗粒和砂石，其中椰丝：吸水颗粒：砂石的体积比例为5~15%：1~5%：80~94%。

3.如权利要求2所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，砂石为砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石。

4.如权利要求2所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，所述吸水颗粒为高吸水性树脂，包括淀粉接枝丙烯酸盐类、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物中的一种或任意多种的组合。

5.如权利要求1所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，桩间距为0.5～1.5m，桩径为30～60cm，桩长为3～10m。

6.如权利要求1所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，所述海绵蓄水桩平面布置采用正方形或梅花形。

7.如权利要求1所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，所述条状透水垫层采用砾石砂、粗砂、中粗砂、中砂、级配砂石或碎石。

8.如权利要求7所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，所述条状透水垫层厚度为10~30cm。

9.如权利要求1所述的一种海绵蓄水桩改良软土地基，其特征在于，所述海绵蓄水桩的施工方法包括以下步骤：A、制作椰丝袋；B、制备桩体材料，所述桩体材料包括椰丝、吸水颗粒和砂石，其中椰丝：吸水颗粒：砂石的体积比例为5~15%：1~5%：80~94%；C、桩机成孔，将钢制套管沉到预定深度；D、将拌合均匀的桩体材料灌入椰丝袋中；E、将灌入部分桩体材料的椰丝袋放入钢制套管，继续投放桩体材料至椰丝袋内，并边振动边上拔钢制套管直至达到地面。