CN107724364B - 一种软土地基的施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软土地基的施工工艺，其技术方案要点是包括如下步骤：（1）挖路基槽并填充第一砂石层；（2）用土工薄膜覆盖第一砂石层且周围密封；（3）采用真空泵对第一砂石层内进行抽气；（4）向土工薄膜上铺设塑料排水板；（5）在过滤土工布上铺设第二砂石层，在第二砂石层上架设钢筋笼，相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层；（6）利用专门的振冲机具，在第二砂石层中成孔，再在孔中分批填入碎石、卵石或者火山岩；（7）在第二砂石层上灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材，通过本发明的施工工艺，实现对软土地基进行施工，提高了软土地基对重载的承载能力。

Description

一种软土地基的施工工艺
技术领域
本发明涉及混凝土施工，特别涉及一种软土地基的施工工艺。
背景技术
改革开放以来，随着国民生产力的不断提高，我国的经济得到了迅猛发展，民生工程的不断增多，扩大了城市道路的建设规模，由于新建、改建城市道路、城市地下结构复杂，导致道路施工的难度不断提高，特别是对于软土地基的施工建设更是增加了道路施工的难度。
软土是指谷地、滨海、河滩、湖沼沉积的天然的细粒土，具有抗剪强度低、渗透系数低、含水量高、沉降稳定时间长、压缩系数高、孔隙比大的特点，若软土地基不经处理或处理方法不当，将会降低道路的质量，严重的将会影响道路的使用。
目前，现有专利中申请公布号为CN105625301A的中国专利公开了一种软基处理施工工艺，将沉管沉入软基的地面以下，并采用振动沉管的方式进行施工，起到增强软基地面强度的作用。
但是，沉管长期埋在地下，当季节交替时，沉管遇到冷热交替时会发生变形甚至破裂，降低了沉管的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种软土地基的施工工艺，取代向软土地基内铺设沉管的方式，具有强固软土地基地质松软的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种软土地基的施工工艺，包括如下步骤：
(1)划定施工范围，在软基上开挖路基槽，将淤泥、松软冲填土与杂填土挖除，向路基槽的槽底填充第一砂石层；
(2)用土工薄膜覆盖第一砂石层且周围密封；
(3)采用真空泵对第一砂石层内进行抽气，使得土工薄膜下的地基形成负压，地基土得到固结；
(4)向土工薄膜上铺设塑料排水板，在塑料排水板的相邻圆锥凸台之间形成排水通道，在塑料排水板的圆锥凸台顶面胶粘过滤土工布；
(5)在过滤土工布上铺设第二砂石层，在第二砂石层内架设钢筋笼，相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层，采用土工网布将混凝土粘结层进行缠绕，同时，对混凝土粘结层进行烘烤加热；同时，继续铺设第二砂石层至完全覆盖钢筋笼；
(6)利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在第二砂石层中成孔，再在孔中分批填入碎石、卵石或者火山岩；
(7)在第二砂石层上灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材。
通过采用上述技术方案，将第一砂石层设置在路基槽的最低处，并采用真空泵抽气的方式使得第一砂石层的内部形成负压，保证了第一砂石层表面的平整性，然后将塑料排水板铺设在第一砂石层上，土地渗水经过过滤土工布流入排水通道内，保证了土地内部较少的含水量；继续铺设第二砂石层，在第二砂石层内架设钢筋笼，有效对第二砂石层进行支撑，使得第二砂石层紧密地压在第一砂石层的上方，同时，将相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层，并烘烤加热，以增强相邻钢筋笼之间的紧密连接性；另外，在第二砂石层上利用高压水射流冲孔，并向孔中填入碎石、卵石或火山岩，进一步提高该软土地基对重载的承载能力。
本发明进一步设置为：所述第一砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层以及石灰土层，所述碎石土层的厚度为50～60cm，所述素土层的厚度为30～40cm，所述石灰土层的厚度为30～40cm。
通过采用上述技术方案，碎石层作为过渡层，具有一定的强度和刚度，主要作用是承载地基路面上的重量负担；素土层是由土层中没有掺杂白灰、砂石的土经天然沉积形成的，密度均匀，有一定的粘稠度，有利于将地基路面上承载的重量载荷均衡地扩散到地基内，具有一定的韧性；石灰土是将消石灰粉或生石灰粉掺入各种粉碎或松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，石灰与土之间发生离子交换作用、絮凝团聚作用，加上石灰本身的剥离、结晶和碳化作用，使得第一砂石层内部在结构上发生明显变化，对地基内其他层结构起到有效支撑作用。
本发明进一步设置为：第一砂石层铺设结束后，采用60～80kN轻型压路机先干压2～3遍；然后采用80～120kN中型压路机进行洒水碾压2～3遍；最后利用泥土嵌缝，并采用120kN的重型压路机碾压1～2遍。
通过采用上述技术方案，采用不同重量类型的压路机分次碾压在第一砂石层上，轻型压路机对第一砂石层进行干压，有利于保证第一砂石层表面的平整性；中型压路机再次对第一砂石层进行碾压，同时在碾压过程中进行洒水，使得第一砂石层内的素土层得到压实，在出现裂缝的位置采用泥土嵌缝，利用重型压路机再一次碾压第一砂石层，从而保证第一砂石层在路基槽内铺设的平稳性。
本发明进一步设置为：所述第二砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层和粗集料层。
通过采用上述技术方案，相比于第一砂石层，第二砂石层中采用粗集料层替代石灰土层，粗集料是指粒径大于2.36mm以上的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等形成的混合料，在第二砂石层中起到主要的骨架作用，并能抑制第二砂石层上层浆材的收缩，增强填充后的地基的强度。
本发明进一步设置为：所述碎石土层采用破碎机将碎石块破碎至5cm以下，并向破碎后的碎石块中掺入重量百分比为40～45％的粉质粘土。
通过采用上述技术方案，将碎石块破碎成粒径为5cm以下的较小的碎石，有助于碎石块填充在路基槽内，提高对其他各层的支撑作用；并且在破碎的碎石中掺杂40～45％的粉质粘土，粉质粘土具有良好的粘结作用，在碎石堆积过程中，有助于将碎石粘结在一起，从而使碎石之间连接的更加紧固。
本发明进一步设置为：所述混凝土粘结层包括如下重量份的组分：混凝土20～30份、丙烯酸酯类共聚物70～80份、过氧化二异丙苯3～5份、丙酮5～10份、二氧化硅10～20份和氯化亚锡3～5份。
通过采用上述技术方案，将混凝土与丙烯酸酯类共聚物进行共混，利用红外灯烘烤在混凝土粘结层上，使得混凝土粘结层在室温下快速固化，从而实现对相邻钢筋笼的连接。
本发明进一步设置为：步骤(2)中土工薄膜采用改性聚氯乙烯吹塑形成。
通过采用上述技术方案，土工薄膜是由改性聚氯乙烯吹塑形成，改性聚氯乙烯具有优异的与第一砂石层的贴合性、电绝缘性以及耐腐蚀性。
本发明进一步设置为：所述改性聚氯乙烯包括如下重量份的组分：PVC 70～80份、氯化聚乙烯20～30份、纤维素类粘合剂10～20份、复合稳定剂5～10份、填充油3～10份和抗氧剂2～3份。
通过采用上述技术方案，将PVC和氯化聚乙烯进行共混，同时填充纤维素类粘合剂、复合稳定剂、填充油和抗氧剂，有利于增强改性聚氯乙烯在第一砂石层表面上的贴合性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种软土地基的施工工艺，该工艺取代现有技术中采用沉管铺设的方式，施工过程更加简单，并且显著提高了地基对重载的承载能力；
2、利用真空泵对第一砂石层内部进行抽气，使得第一砂石层较平整地铺设在路基槽内，对第一砂石层上方的各层进行有效支撑，同时利用第二砂石层与第一砂石层进行上下呼应，以进一步保证对地基上方重载的承载性能；
3、第二砂石层内穿设钢筋笼，相邻钢筋笼之间通过混凝土粘结层进行连接，使得钢筋笼尽可能处在同一水平面上，同时钢筋笼的重量较大，稳定地压在第一砂石层上，提高了第二砂石层与第一砂石层连接的紧密性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
丙烯酸酯类共聚物的制备方法如下：
将100kg甲基丙烯酸甲酯、240kg丙烯酸羟乙酯、100kg水、15kg十二烷基硫酸钠和5kg过硫酸钾加入到乳化器中，开启搅拌进行乳化，搅拌速度为75r/min，然后升温至70℃，反应3h后降温，调节pH值至7，然后在200℃的高温烘干箱内烘干2h，制得粘稠度较高的丙烯酸酯类共聚物。
土工薄膜的制备方法如下：
采用吹膜机对改性聚氯乙烯进行吹膜，改性聚氯乙烯由如下重量份的组分构成：70kgPVC、30kg氯化聚乙烯、10kg纤维素类粘合剂、5kg复合稳定剂、3kg填充油和2kg抗氧剂。
混凝土粘结层的制备方法如下：
将混凝土30kg、丙烯酸酯类共聚物70kg、过氧化二异丙苯3kg、丙酮5kg、二氧化硅10kg和氯化亚锡3kg进行共混，采用红外灯进行固化，加热温度为170℃，固化时间为30min。
实施例一：
一种软土地基的施工工艺，包括如下步骤：
(1)划定施工范围，在软基上开挖路基槽，深度为2m，将淤泥、松软冲填土与杂填土挖除，向路基槽的槽底填充第一砂石层；
(2)第一砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层以及石灰土层，碎石土层、素土层与石灰土层的厚度依次为60cm、30cm与30cm；
(3)铺设完石灰土层后，采用60kN轻型压路机先干压2遍；然后采用80kN中型压路机进行洒水碾压2遍；最后利用泥土嵌缝，并采用120kN的重型压路机碾压1遍；
(4)用土工薄膜覆盖第一砂石层且周围密封；
(5)采用真空泵对第一砂石层内进行抽气，使得土工薄膜下的地基形成负压，地基土得到固结；
(5)向土工薄膜上铺设塑料排水板，在塑料排水板的相邻圆锥凸台之间形成排水通道，在塑料排水板的圆锥凸台顶面胶粘过滤土工布；
(6)在过滤土工布上铺设第二砂石层，厚度为0.6m，第二砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层和粗集料层，并且在第二砂石层内架设钢筋笼，相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层，采用土工网布将混凝土粘结层进行缠绕，同时，对混凝土粘结层进行烘烤加热；同时，继续铺设第二砂石层至完全覆盖钢筋笼；
(7)利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在第二砂石层中成孔，再在孔中分批填入碎石、卵石或者火山岩；
(8)在第二砂石层上灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材作为表层。
实施例二：
一种软土地基的施工工艺，包括如下步骤：
(1)划定施工范围，在软基上开挖路基槽，深度为2m，将淤泥、松软冲填土与杂填土挖除，向路基槽的槽底填充第一砂石层；
(2)第一砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层以及石灰土层，碎石土层、素土层与石灰土层的厚度依次为50cm、30cm与30cm；
(3)铺设完石灰土层后，采用60kN轻型压路机先干压3遍；然后采用100kN中型压路机进行洒水碾压3遍；最后利用泥土嵌缝，并采用120kN的重型压路机碾压1遍；
(4)用土工薄膜覆盖第一砂石层且周围密封；
(5)采用真空泵对第一砂石层内进行抽气，使得土工薄膜下的地基形成负压，地基土得到固结；
(5)向土工薄膜上铺设塑料排水板，在塑料排水板的相邻圆锥凸台之间形成排水通道，在塑料排水板的圆锥凸台顶面胶粘过滤土工布；
(6)在过滤土工布上铺设第二砂石层，厚度为0.8m，第二砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层和粗集料层，并且在第二砂石层内架设钢筋笼，相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层，采用土工网布将混凝土粘结层进行缠绕，同时，对混凝土粘结层进行烘烤加热；同时，继续铺设第二砂石层至完全覆盖钢筋笼；
(7)利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在第二砂石层中成孔，再在孔中分批填入碎石、卵石或者火山岩；
(8)在第二砂石层上灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材。
实施例三：
一种软土地基的施工工艺，包括如下步骤：
(1)划定施工范围，在软基上开挖路基槽，深度为2m，将淤泥、松软冲填土与杂填土挖除，向路基槽的槽底填充第一砂石层；
(2)第一砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层以及石灰土层，碎石土层、素土层与石灰土层的厚度依次为60cm、40cm与30cm；
(3)铺设完石灰土层后，采用70kN轻型压路机先干压2遍；然后采用90kN中型压路机进行洒水碾压3遍；最后利用泥土嵌缝，并采用120kN的重型压路机碾压1遍；
(4)用土工薄膜覆盖第一砂石层且周围密封；
(5)采用真空泵对第一砂石层内进行抽气，使得土工薄膜下的地基形成负压，地基土得到固结；
(5)向土工薄膜上铺设塑料排水板，在塑料排水板的相邻圆锥凸台之间形成排水通道，在塑料排水板的圆锥凸台顶面胶粘过滤土工布；
(6)在过滤土工布上铺设第二砂石层，厚度为0.7m，第二砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层和粗集料层，并且在第二砂石层内架设钢筋笼，相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层，采用土工网布将混凝土粘结层进行缠绕，同时，对混凝土粘结层进行烘烤加热；同时，继续铺设第二砂石层至完全覆盖钢筋笼；
(7)利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在第二砂石层中成孔，再在孔中分批填入碎石、卵石或者火山岩；
(8)在第二砂石层上灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材。
实施例四：
一种软土地基的施工工艺，包括如下步骤：
(1)划定施工范围，在软基上开挖路基槽，深度为2m，将淤泥、松软冲填土与杂填土挖除，向路基槽的槽底填充第一砂石层；
(2)第一砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层以及石灰土层，碎石土层、素土层与石灰土层的厚度依次为50cm、30cm与40cm；
(3)铺设完石灰土层后，采用80kN轻型压路机先干压2遍；然后采用100kN中型压路机进行洒水碾压2遍；最后利用泥土嵌缝，并采用120kN的重型压路机碾压1遍；
(4)用土工薄膜覆盖第一砂石层且周围密封；
(5)采用真空泵对第一砂石层内进行抽气，使得土工薄膜下的地基形成负压，地基土得到固结；
(5)向土工薄膜上铺设塑料排水板，在塑料排水板的相邻圆锥凸台之间形成排水通道，在塑料排水板的圆锥凸台顶面胶粘过滤土工布；
(6)在过滤土工布上铺设第二砂石层，厚度为0.8m，第二砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层和粗集料层，并且在第二砂石层内架设钢筋笼，相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层，采用土工网布将混凝土粘结层进行缠绕，同时，对混凝土粘结层进行烘烤加热；同时，继续铺设第二砂石层至完全覆盖钢筋笼；
(7)利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在第二砂石层中成孔，再在孔中分批填入碎石、卵石或者火山岩；
(8)在第二砂石层上灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材。
对比例：以现有专利中申请公布号为CN105625301A的中国专利作为对比例。
检测手段：
劈裂抗拉强度：试验在大连理工大学实验室3000KN微机控制电液伺服压力试验机上进行，具体步骤是在试验之前，裁定试样的规格为0.3m*0.2m*0.02m，在试件中部画出待劈裂的位置；然后将试件放在试验机下压板的中心位置，在上下压板与试件之间垫圆弧型垫板及木制三合板垫层，木垫层宽0.5m，厚度0.01m，长度大于0.5m；开动试验机，先手动控制以将上压板与试件接近，调整球座使接触均衡；开动试验机自动控制，加荷速度为0.05MPa/s，至构件破坏，保存试验结果。
试件劈裂抗拉强度的试验结果如下表所示：
通过上表可知，本实施例的试件所能达到的平均劈拉强度在5MPa以上，远远大于现有技术的劈拉强度，在软基上按照本发明的施工工艺铺装的道路具有优异的抗劈裂强度，有助于延长道路的使用寿命。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种软土地基的施工工艺，其特征在于包括如下步骤：
（1）划定施工范围，在软基上开挖路基槽，将淤泥、松软冲填土与杂填土挖除，向路基槽的槽底填充第一砂石层，第一砂石层铺设结束后，采用60~80kN轻型压路机先干压2~3遍，然后采用80~120kN的中型压路机进行洒水碾压2~3遍，最后利用泥土嵌缝，并采用120kN的重型压路机碾压1~2遍；
（2）用土工薄膜覆盖第一砂石层且周围密封；
（3）采用真空泵对第一砂石层内进行抽气，使得土工薄膜下的地基形成负压，地基土得到固结；
（4）向土工薄膜上铺设塑料排水板，在塑料排水板的相邻圆锥凸台之间形成排水通道，在塑料排水板的圆锥凸台顶面胶粘过滤土工布；
（5）在过滤土工布上铺设第二砂石层，在第二砂石层内架设钢筋笼，相邻钢筋笼之间灌装混凝土粘结层，采用土工网布将混凝土粘结层进行缠绕，同时，对混凝土粘结层进行烘烤加热；同时，继续铺设第二砂石层至完全覆盖钢筋笼；
（6）利用专门的振冲机具，在高压水射流下边振边冲，在第二砂石层中成孔，再在孔中分批填入碎石、卵石或者火山岩；
（7）在第二砂石层上灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材。
2.根据权利要求1所述的一种软土地基的施工工艺，其特征在于：所述第一砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层以及石灰土层，所述碎石土层的厚度为50~60cm，所述素土层的厚度为30~40cm，所述石灰土层的厚度为30~40cm。
3.根据权利要求1所述的一种软土地基的施工工艺，其特征在于：所述第二砂石层由下至上依次为碎石土层、素土层和粗集料层。
4.根据权利要求3所述的一种软土地基的施工工艺，其特征在于：所述碎石土层采用破碎机将碎石块破碎至5cm以下，并向破碎后的碎石块中掺入重量百分比为40~45%的粉质粘土。
5.根据权利要求1所述的一种软土地基的施工工艺，其特征在于所述混凝土粘结层包括如下重量份的组分：混凝土 20~30份、丙烯酸酯类共聚物 70~80份、过氧化二异丙苯 3~5份、丙酮 5~10份、二氧化硅 10~20份和氯化亚锡 3~5份。
6.根据权利要求1所述的一种软土地基的施工工艺，其特征在于：步骤（2）中土工薄膜采用改性聚氯乙烯吹塑形成。
7.根据权利要求6所述的一种软土地基的施工工艺，其特征在于所述改性聚氯乙烯包括如下重量份的组分：PVC 70~80份、氯化聚乙烯 20~30份、纤维素类粘合剂 10~20份、复合稳定剂 5~10份、填充油 3~10份和抗氧剂 2~3份。
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