CN111005359A

CN111005359A - 一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构及其加固方法

Info

Publication number: CN111005359A
Application number: CN201911300751.4A
Authority: CN
Inventors: 柳云红; 衡新建; 高朝阳; 周国强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-04-14

Abstract

本发明涉及一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构及其加固方法，以解决在土地地质条件较差的位置施工，会导致地基产生塌孔进而影响建筑物安全的问题。该建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构，包括设置在加固地基区域周向的防渗墙，防渗墙内部上层为回填层、下层为加固土层，加固土层内竖直地设有多个混凝土桩体，多个混凝土桩体之间设有网状混凝土结构，多个混凝土桩体之间竖直地设有松木桩。该建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，包括在地基周向设置防渗墙，对防渗墙内部的区域开挖土层；对开挖后的区域通过高压注浆机进行混凝土桩体和网状混凝土结构的施工；对开挖后的区域打入松木桩进行加固；在加固土层上采用填料进行回填。

Description

一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构及其加固方法

技术领域

本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构及其加固方法。

背景技术

随着经济的快速发展，工程方面的发展也日益加快，大量建筑拔地而起，土地的利用率也越来越高，但是部分土地地质条件较差，具有高压缩性和低抗剪强度的不良工程特性。若在该类土地上施工，地基内的土层逐渐会发生塌孔。若地基产生大量的塌孔，将导致建筑物稳定性变差，地面发生沉陷，影响周边建筑物及市政设施的正常使用，甚至影响生命财产安全。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构，以解决在土地地质条件较差的位置施工，会导致地基产生塌孔进而影响建筑物安全的问题。

本发明的第二个目的是提供一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法。

为实现上述第一个目的，本发明的技术方案是：

一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构，包括设置在加固地基区域周向的防渗墙，防渗墙内部上层为回填层、下层为加固土层，加固土层内竖直地设有多个混凝土桩体，多个混凝土桩体之间设有网状混凝土结构，多个混凝土桩体之间竖直地设有松木桩。

为实现上述第二个目的，本发明的技术方案是：一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，包括以下步骤；

S1，确定需要加固的地基区域，并根据所述地基区域设定位于地基周向防渗墙的施工区域；

S2，在所述防渗墙的施工区域确定防渗墙的布孔位置，根据布孔位置设置A序孔和B序孔，A序孔和B序孔交替排列；A序孔和B序孔直径相等，且A序孔和B序孔圆心的距离为其直径的5-7倍；

S3，根据设定的A序孔，利用全液压跟管钻机钻进钻孔，钻孔时保证A序孔的倾斜率不大于1%；利用高压旋喷灌浆法对A序孔进行灌浆，设定时间后，进行浆液回灌；

S4，24小时后，根据设定的B序孔，利用全液压跟管钻机钻进造孔，钻孔时保证B序孔的倾斜率不大于1%；利用高压旋喷灌浆法对B序孔进行灌浆，设定时间后，进行浆液回灌；

S5，待防渗墙的凝固程度达到90%以上时，对防渗墙内部的区域开挖设定深度的土层；

S6，在开挖后的地基区域竖直地开设多列钻孔，每列钻孔的数量为两个以上，孔与孔之间的距离为孔直径的8-13倍；

S7，将注浆管分别插入所述钻孔中，并将注浆管连接至高压注浆机，开启高压注浆机并通过注浆管向所述钻孔内灌浆，混凝土浆液逐渐渗透至所述地基区域土层的缝隙中，待所述地基区域表面土层冒浆或者高压注浆机浆液10分钟无变化则停止注浆，此时完成混凝土桩体和网状混凝土结构的施工；

S8，待混凝土桩体和网状混凝土结构凝固程度达到20%-30%时，对所述地基区域通过松木桩竖直打入所述地基区域土层进行加固；

S9，通过换填法将S8施工后的所述地基区域采用填料进行回填，回填方式为分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使回填层达到设定的目标孔隙比；即完成所述地基区域的地基加固。

优选的，步骤S1中所述防渗墙内部的区域面积为所述地基区域面积的1.5-2.5倍。

优选的，步骤S2中布孔方式为单排布孔方式。

优选的，步骤S5中设定的深度依据所述地基区域的土质和所述地基区域的面积设定。

优选的，步骤S8中松木桩的分布位置为所述多列钻孔中相邻列与相邻排所构成矩形的中心位置。

优选的，步骤S8中松木桩的直径D依据所述地基区域内土质的孔隙比A、所述目标孔隙比B、步骤S8中松木桩的距离L设定，木桩的直径计算公式为：

。

优选的，步骤S9中填料为质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的材料；所述材料为碎石、卵石、素土、灰土，或者碎石、卵石、素土、灰土两组以上的组合。

本发明的有益效果为：

1.本发明提供的建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构，在加固地基区域周向设置防渗墙，防渗墙是具有防渗作用的地连续墙，其结构可靠、防渗效果好、同时施工简便、造价低；多个混凝土桩体可将下层地基加固，并通过混凝土浆液形成的网状混凝土结构填充下层地基内的裂缝和孔隙，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质，形成致密的地基结构，进而可避免产生大量塌孔的问题；松木桩在承受外荷时，应力向桩体逐渐集中，桩周土体所承受的应力相应减少，大部分荷载由松木桩承受。由于桩的强度和抗变形能力均优于土体，故而形成后的地基承载力、模量也优于原土体，从而达到减小变形，提高承载力的效果。因此本发明能够避免地基产生塌孔，而导致建筑物稳定性变差，地面发生沉陷的问题。

2.本发明提供的建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，防渗墙内部的区域面积大于地基区域的面积，通过加大地基底面积法来提高土体基础与地基的接触面积，从而减少土体应力，达到加固基础的目的。

3.松木桩施工时，采用锤击打入，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高，起到挤密作用。松木桩在施工中对桩间土体的挤密作用，使桩间土密实，从而使桩间土的承载力得到提高，压缩性降低。

附图说明

图1是本发明建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的截面图；

图2为图1的A-A视图。

附图标记如下：

1-防渗墙，2-混凝土桩体，3-松木桩，4-A序孔，5-B序孔，6-回填层。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述：

一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构，如图1、图2所示，包括设置在加固地基区域周向的防渗墙1，防渗墙1是具有防渗作用的地连续墙，其结构可靠、防渗效果好、同时施工简便、造价低。

防渗墙1内部上层为回填层6、下层为加固土层。

回填层6是将地基面以下一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。

加固土层内竖直地设有多个混凝土桩体2，多个混凝土桩体2之间设有网状混凝土结构。多个混凝土桩体2可将下层地基加固，并通过混凝土浆液形成的网状混凝土结构填充下层地基内的裂缝和孔隙，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质，形成致密的地基结构，进而可避免产生大量塌孔的问题。

多个混凝土桩体2之间竖直地设有松木桩3。松木桩3较常规的木桩比强度大，轻质且高强，松木桩3属轴向受压的木结构，材料的正交异性强度可以充分发挥。松木桩3打入土中，由于工作环境与空气隔绝，有较好的耐久性。同时松木桩3资源丰富，具有显著的经济效益。

松木桩3在承受外荷时，应力向桩体逐渐集中，桩周土体所承受的应力相应减少，大部分荷载由松木桩承受。由于桩的强度和抗变形能力均优于土体，故而形成后的地基承载力、模量也优于原土体，从而达到减小变形，提高承载力的效果。

松木桩施工时，采用锤击打入，桩孔位置原有土体被强制侧向挤压，使桩周一定范围内的土层密实度提高，起到挤密作用。松木桩3在施工中对桩间土体的挤密作用，使桩间土密实，从而使桩间土的承载力得到提高，压缩性降低。

一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，包括以下步骤：

S1，确定需要加固的地基区域，并根据所述地基区域设定位于地基周向防渗墙1的施工区域；防渗墙1内部的区域面积为所述地基区域面积的1.5-2.5倍。通过加大地基底面积法来提高土体基础与地基的接触面积，从而减少土体应力，达到加固基础的目的。

S2，在所述防渗墙1的施工区域确定防渗墙1的布孔位置，布孔方式为单排布孔方式。根据布孔位置设置A序孔4和B序孔5，A序孔4和B序孔5交替排列；A序孔4和B序孔5直径相等，且A序孔4和B序孔5圆心的距离为其直径的6倍；

S3，根据设定的A序孔4，利用全液压跟管钻机钻进钻孔，钻孔时保证A序孔4的倾斜率不大于1%；利用高压旋喷灌浆法对A序孔4进行灌浆，以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，设定时间后，进行浆液回灌。

S4，24小时后，根据设定的B序孔5，利用全液压跟管钻机钻进造孔，钻孔时保证B序孔5的倾斜率不大于1%；利用高压旋喷灌浆法对B序孔5进行灌浆，灌浆时，高压旋转的喷嘴将A序孔4形成的柱体边缘切割，同时将水泥浆喷入土层与土体混合，进而以A序孔4和B序孔5为中心形成连续搭接的水泥加固体，即防渗墙1，设定时间后，进行浆液回灌。

S5，待防渗墙1的凝固程度达到90%以上时，对防渗墙1内部的区域开挖设定深度的土层；设定的深度依据所述地基区域的土质和所述地基区域的面积设定。

S7，将注浆管分别插入所述钻孔中，并将注浆管连接至高压注浆机，开启高压注浆机并通过注浆管向所述钻孔内灌浆，混凝土浆液逐渐渗透至所述地基区域土层的缝隙中，待所述地基区域表面土层冒浆或者高压注浆机浆液10分钟无变化则停止注浆，此时完成混凝土桩体2和网状混凝土结构的施工。

S8，待混凝土桩体2和网状混凝土结构凝固程度达到20%-30%时，对所述地基区域通过松木桩3竖直打入所述地基区域土层进行加固。

如图1所示，松木桩3的分布位置为所述多列钻孔中相邻列与相邻排所构成矩形的中心位置。

松木桩3的直径D依据地基区域内土质的孔隙比A、目标孔隙比B、步骤S8中松木桩3的距离L设定。

木桩的直径计算公式为：

。

S9，通过换填法将S8施工后的所述地基区域采用填料进行回填，回填方式为分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使回填层6达到设定的目标孔隙比；即完成所述地基区域的地基加固。

填料为质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的材料；填料材料为碎石、卵石、素土、灰土，或者碎石、卵石、素土、灰土两组以上的组合。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构，其特征在于：包括设置在加固地基区域周向的防渗墙（1），防渗墙（1）内部上层为回填层（6）、下层为加固土层，加固土层内竖直地设有多个混凝土桩体（2），多个混凝土桩体（2）之间设有网状混凝土结构，多个混凝土桩体（2）之间竖直地设有松木桩（3）。

2.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，确定需要加固的地基区域，并根据所述地基区域设定位于地基周向防渗墙（1）的施工区域；

S2，在所述防渗墙（1）的施工区域确定防渗墙（1）的布孔位置，根据布孔位置设置A序孔（4）和B序孔（5），A序孔（4）和B序孔（5）交替排列；A序孔（4）和B序孔（5）直径相等，且A序孔（4）和B序孔（5）圆心的距离为其直径的5-7倍；

S3，根据设定的A序孔（4），利用全液压跟管钻机钻进钻孔，钻孔时保证A序孔（4）的倾斜率不大于1%；利用高压旋喷灌浆法对A序孔（4）进行灌浆，设定时间后，进行浆液回灌；

S4，24小时后，根据设定的B序孔（5），利用全液压跟管钻机钻进造孔，钻孔时保证B序孔（5）的倾斜率不大于1%；利用高压旋喷灌浆法对B序孔（5）进行灌浆，设定时间后，进行浆液回灌；

S5，待防渗墙（1）的凝固程度达到90%以上时，对防渗墙（1）内部的区域开挖设定深度的土层；

S7，将注浆管分别插入所述钻孔中，并将注浆管连接至高压注浆机，开启高压注浆机并通过注浆管向所述钻孔内灌浆，混凝土浆液逐渐渗透至所述地基区域土层的缝隙中，待所述地基区域表面土层冒浆或者高压注浆机浆液10分钟无变化则停止注浆，此时完成混凝土桩体（2）和网状混凝土结构的施工；

S8，待混凝土桩体（2）和网状混凝土结构凝固程度达到20%-30%时，对所述地基区域通过松木桩（3）竖直打入所述地基区域土层进行加固；

S9，通过换填法将S8施工后的所述地基区域采用填料进行回填，回填方式为分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使回填层（6）达到设定的目标孔隙比；即完成所述地基区域的地基加固。

3.根据权利要求2所述的一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，其特征在于：步骤S1中所述防渗墙（1）内部的区域面积为所述地基区域面积的1.5-2.5倍。

4.根据权利要求3所述的一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，其特征在于：步骤S2中布孔方式为单排布孔方式。

5.根据权利要求4所述的一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，其特征在于：步骤S5中设定的深度依据所述地基区域的土质和所述地基区域的面积设定。

6.根据权利要求5所述的一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，其特征在于：步骤S8中松木桩（3）的分布位置为所述多列钻孔中相邻列与相邻排所构成矩形的中心位置。

7.根据权利要求6所述的一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，其特征在于：步骤S8中松木桩（3）的直径D依据所述地基区域内土质的孔隙比A、所述目标孔隙比B、步骤S8中松木桩（3）的距离L设定，木桩的直径计算公式为：

。

8.根据权利要求7所述的一种建筑工程施工用防塌孔的地基加固结构的加固方法，其特征在于：步骤S9中填料为质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的材料；所述材料为碎石、卵石、素土、灰土，或者碎石、卵石、素土、灰土两组以上的组合。