CN114541362A - 地基处理方法以及人工地基 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种地基处理方法，该地基处理方法包括：(1)根据地基承载力需求，在淤泥土场地的上层挖掉一定范围和深度的原地基土体；(2)将挖除的所述原地基土体和固化剂混合，形成固化土；(3)在挖除所述原地基土体的坑底铺设砂石垫层；(4)将所述固化土铺设在所述砂石垫层的上方形成固化土层，碾压压实。由此，在固化土层和泥土层之间铺设砂石垫层，能够吸收泥土层排出的水分，防止在泥土层和固化土层之间形成水膜或泥浆膜，增加泥土层和固化土层之间的摩擦力，使泥土层和固化土层之间的接触更牢固，进一步提高所处理后地基的承载力。
Description
技术领域
本申请属于地基处理技术领域，具体地，涉及地基处理方法以及人工地基。
背景技术
近年来，我国经济不断发展，在沿海地区的淤泥土上开展的工程建设和技术活动越来越多。天然的淤泥土力学性质较差，具有高压缩性、高含水率、低强度、低渗透性等特点。以海洋钻井工程为例，大型设备需要大型起重设备进行安装，显然，软弱的淤泥土无法满足设备进场、施工等基本需求，必须先对淤泥土地基进行处理才能确保设备不会发生倾覆等危险。因此，地基处理对保证施工过程的安全性、控制施工质量至关重要。现有针对淤泥土的地基处理方法有多种，以换土垫层的方法最为常见。由于换土垫层方法对换填材料需求量很大，利用挖出的淤泥土添加固化剂形成固化土再回填，可以节约资源、降低成本，是一种经济合理、行之有效的处理方法。但是，此方法具有一定缺陷，即固化土下方的淤泥土容易因受压排出水分，使固化土与淤泥土之间形成水膜或泥浆膜，降低二者之间接触面的抗剪强度，影响地基承载力。
因此，目前的地基处理方法仍需进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种地基处理方法以及采用上述方法形成的人工地基。所述地基处理方法操作简单，成本低，形成的地基承载力强。
在本发明的一个方面，提出了一种地基处理方法，包括：(1)根据地基承载力需求，在淤泥土场地的上层挖掉一定范围和深度的原状土体；(2)将挖除的所述原状土体和固化剂混合，以便形成固化土；(3)在挖掉所述土体的坑底铺设一层砂石垫层；(4)将所述固化土铺设在所述砂石垫层的上方形成固化土层，碾压压实。由此，在固化土层和泥土层之间铺设砂石垫层，能够吸收原状淤泥土层排出的水分，防止在原状土层和固化土层之间形成水膜或泥浆膜，增加原状土层和固化土层之间的摩擦力，使原状土层和固化土层之间的接触更牢固，进一步提高所形成人工地基的承载力。
根据本发明的一些实施例，形成所述砂石垫层的材料的粒径为0.075mm～50mm。
根据本发明的一些实施例，所述砂石垫层的厚度为10cm～30cm。
根据本发明的一些实施例，形成所述砂石垫层的材料包括砂土、砾石和卵石中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述砂石垫层根据级配设计采用不同粒径的组合。
根据本发明的一些实施例，所述固化剂的种类包括无机水硬性胶凝类固化剂、无机气硬性胶凝类固化剂、高聚类离子土壤固化剂、有机酶蛋白土壤固化剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，步骤(1)中根据所述原地基土体强度对原地基放坡开挖。
根据本发明的一些实施例，步骤(2)中所述原地基土体与所述固化剂通过原位异地搅拌设备混合。
根据本发明的一些实施例，基于所述原地基土体的总质量，所述固化剂的质量分数为1％～20％。
在本发明的另一个方面，提出了一种人工地基，是由前述方法形成的，包括原状土层；砂石垫层，所述砂石垫层设置于所述原状土层的上方；固化土层，所述固化土层设置于所述砂石垫层的上方。由此，此类地基的原状土层和固化土层之间接触更牢固，地基的承载力更高。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了本发明一个实施例的地基处理方法的流程示意图；
图2显示了相关技术中地基的结构示意图；
图3显示了本发明一个实施例的地基的结构示意图。
附图标记：
1000：地基；1100：原状土层；1200：砂石垫层；1300：固化土层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，提出了一种地基处理方法，包括：(1)根据地基承载力需求，在淤泥土场地的上层挖掉一定范围和深度的原地基土体；(2)将挖除的原地基土体和固化剂混合，形成固化土；(3)在挖除原地基土体的坑底铺设砂石垫层；(4)将固化土铺设在砂石垫层的上方形成固化土层，碾压压实。由此，在固化土层和原状土层之间铺设砂石垫层，能够吸收原地基土层排出的水分，防止在原地基土层和固化土层之间形成水膜，增加原地基土层和固化土层之间的摩擦力，使原地基土层和固化土层之间的接触更牢固，提高地基的承载力。
下面对本发明能够实现上述有益效果的原理进行详细说明：
相关技术中地基的处理方法均是通过在淤泥土层上方铺设固化土层(参考图2)，此种方式具有一定弊端：将原位的淤泥土固化为固化土后，其渗透系数降低，地基承受竖向荷载后，淤泥土中的水分将随土的固解过程逐渐向上或向下排出，由于天然淤泥土上方即为渗透系数更低的固化土层，当淤泥土故结后，向上排出的水分将在淤泥土与固化土交界处形成一层水膜，使二者之间的接触更光滑，降低二者之间的界面强度，降低地基的承载力。本申请提出的地基处理方法，在泥土层和固化土层之间铺设砂石垫层，泥土层排出的水分可被砂石垫层吸收，防止泥土层和固化土层之间形成水膜或泥浆膜，增大泥土层和固化土层之间的摩擦力，使地基整体结合更牢固，提高地基承载力。
下面，根据本发明的实施例，对该方法的各个步骤进行详细说明，参考图1，该方法包括：
S100：挖土
在此步骤中，根据地基承载力需求，在淤泥土场地的上层挖掉一定范围和深度的原地基土体。具体地，当需要在淤泥场地搭建地基时，根据地基承载力需求，计算需要加固的范围以及加固的厚度，挖掉对应的淤泥土。根据本发明一些具体的实施例，挖除淤泥土前，可对淤泥场地进行清表作业，清除场地表层杂物，并对施工区域进行整平。作业区域整平后，还可根据需要对淤泥场地进行排水，使作业区域的水位下降一定深度，方便挖除淤泥土。
根据本发明的一些实施例，挖除浅层淤泥土过程中，可根据淤泥土强度对原地基放坡开挖，防止后续地基处理过程中侧壁坍塌。需要说明的是，坑壁的坡度不受特别限制，本领域技术人员可根据原状淤泥土的强度进行限定，例如，强度越低，坑壁的坡度可以设置的越平缓，反之，强度越高，坑壁的坡度可以设置的越陡峭。
S200：制备固化土
在此步骤中，将挖除的原地基土体和固化剂混合，以便形成固化土。具体地，将挖出的淤泥土放置于适宜场地，清除过滤掉石块等粒径较大的颗粒以及杂质，将挖掉的淤泥土与固化剂混合固化，混合的时间可根据固化剂的种类进行限定。根据本发明的一些实施例，固化剂的种类不受特别限制，本领域技术人员可根据泥土的性质决定，具体到本发明，固化剂的种类包括但不限于无机水硬性胶凝类固化剂、无机气硬性胶凝类固化剂、高聚类离子土壤固化剂、有机酶蛋白土壤固化剂中的至少一种，必要时，可对淤泥进行取样，进行含水率、颗粒以及矿物成分分析，根据分析数据选择固化剂的种类。根据本发明的另一些具体的实施例，固化剂的用量同样可根据泥土的性质进行添加，例如，基于原地基土体的总质量，固化剂的质量分数可以为1％～20％。具体地，本领域技术人员可根据固化剂种类、泥土的性质、以及所需要的固化土强度决定的：对于塑性指数小于12的泥土适宜用水泥做固定剂，水泥的添加量可以为3％～6％；对于塑性指数大于15的粘性土可选用水泥和石灰作为混合固定剂，二者的添加总量可以为3％～6％。根据本发明的一些实施例，固化剂与原地基土体混合后，还可根据混合状态，向固化土中加入一定量的水。
根据本发明的一些实施例，原地基土体与固化剂通过原位异地搅拌设备混合，具体地，本领域技术人员可根据选择的固化剂的种类以及搅拌量选择不同的搅拌设备。
S300：铺设砂石垫层
在此步骤中，在挖除原状土体的坑底铺设砂石垫层。根据本发明的一些实施例，形成砂石垫层的材料的粒径为0.075mm～60mm，具体地，可以为0.25～0.5mm、0.5～2mm、2～5mm、5～20mm、20～60mm等。由此，在泥土层上方铺设砂石垫层，可避免在泥土层和固化土层之间产生水膜，增大泥土层和固化土层之间的摩擦力，有效提高地基处理效果，提高地基承载力。
根据本发明的另一些具体实施例，砂石垫层的厚度不受特别限制，具体地，可以为10cm～30cm，例如，可以为15cm、20cm、25cm等。由此，砂石垫层的厚度较小，施工过程简单，成本低。
根据本发明的一些实施例，形成砂石垫层的材料不受特别限制，只要有较好的渗透性并能够增大泥土层和固化土层之间的摩擦力即可，例如，可以选自砂土、砾石和卵石中的至少一种形成砂石垫层。根据本发明另一些具体地实施例，砂土可以选择细砂、中砂和粗砂中的一种。本领域技术人员可根据泥土的实际情况选择一种或几种材料的组合形成砂石垫层，例如，可以仅选用砂土形成砂石垫层。由此，既能提高地基的承载力，又不会显著提高地基处理过程中的成本。
需要说明的是，当选用砂土、砾石和卵石中的至少一种形成砂石垫层时，材料的粒径是指材料的平均粒径，本领域技术人员知晓的是，由于材料本身的原因，不可能做到砂土、砾石或卵石的粒径是完全一致的，只要保证材料整体的平均粒径在0.075mm～60mm之间即可。
根据本发明的一些实施例，砂石垫层根据级配设计采用不同粒径的组合，具体地，形成砂石垫层时可选用不同粒径的材料进行组合。
S400：形成固化土层
在此步骤中，将搅拌完成的固化土回填，形成固化土层。根据本发明的一些实施例，为了防止固化土硬化，搅拌完成的固化土需在一定时间内铺设在砂石垫层的上方形成固化土层。为了使形成的地基更密实，回填过程中每回填40cm～50cm，用压路机碾压2～3遍再继续回填。
根据本发明的一些实施例，固化土回填压实后，即完成了地基的处理，为了进一步养护固化地基，可在固化土回填后对地基进行养护，使地基更加牢固，承载力更强。
在本发明的另一个方面，提出了一种地基，参考图3，包括泥土层、砂石垫层和固化土层，砂石垫层设置于泥土层的上方，固化土层设置于砂石垫层的上方。由此，砂石垫层能够增加泥土层和固化土层之间的摩擦力，防止泥土层和固化土层之间形成水膜，增大地基的承载力。
本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种地基处理方法，其特征在于，包括：
(1)根据地基承载力需求，在淤泥土场地的上层挖除一定范围和深度的原地基土体；
(2)将挖除的所述原地基土体和固化剂混合，形成固化土；
(3)在挖除所述原地基土体的坑底铺设砂石垫层；
(4)将所述固化土铺设在所述砂石垫层的上方形成固化土层，碾压压实。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述砂石垫层的材料的粒径为0.075mm～50mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂石垫层的厚度为10cm～30cm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述砂石垫层的材料包括砂土、砾石和卵石中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂石垫层根据级配设计采用不同粒径的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化剂的种类包括无机水硬性胶凝类固化剂、无机气硬性胶凝类固化剂、高聚类离子土壤固化剂、有机酶蛋白土壤固化剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中根据所述原地基土体强度对原地基放坡开挖。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述原地基土体与所述固化剂通过原位异地搅拌设备混合。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述原地基土体的总质量，所述固化剂的质量分数为1％～20％。
10.一种由权利要求1～9任一项所述方法形成的人工地基，其特征在于，包括：
原状土层；
砂石垫层，所述砂石垫层设置于所述原状土层的上方；
固化土层，所述固化土层设置于所述砂石垫层的上方。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220527 |