CN114673133B - 一种超厚淤泥地基处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了超厚淤泥地基处理方法，方法中，基于地质信息对施工范围地质勘探确定多个测量点位，以测量点位为圆心划圆，圆半径小于等于3m且相邻的圆外切，相邻多个圆的圆心连线中点同样作为测量点位；基于测量点位钻孔确定换填范围及换填深度，基于换填范围及换填深度土方开挖，换填具有第一厚度的第一层人工改良灰土，换填具有第二厚度的中间级配碎石层，换填具有第三厚度的第三层人工改良灰土；长螺旋杆钻机钻孔形成多个灌注桩且灌注混凝土；在第三层人工改良灰土上铺设第四厚度的砂石层，以及在砂石层上铺设第五厚度的砼垫层。本方法确保了地基承载力满足设计要求的同时，减少了打桩的工程量，有效提高了施工的速度，大大节省了工程造价。

Description

一种超厚淤泥地基处理方法

技术领域

本发明涉及地基施工技术领域，尤其涉及一种超高层超厚淤泥地基处理方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城市化进程的推进，建设项目工程向乡镇扩张，建设用地可能会涉及原农田耕植土及原鱼塘淤泥质土。在建筑施工的过程中，一般最先和最基础的就是挖掘并构建出地基结构。目前，在原耕植土或原有鱼塘位置或水文条件相对复杂的区域构件地基，存在基础开挖至设计标高后，地基存在淤泥等不良质土，导致地基承载力满足不了设计要求。为了使地基承载力满足设计要求，必须采取有效的地基处理措施。因此，提出一种更加有效经济绿色环保的超厚淤泥地基处理方法。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

发明提供一种超厚淤泥地基处理方法，其可在施工前预知判断施工范围是否存在淤泥质土，采用人工改良灰土、级配碎石、人工改良灰土组合换填材料进行淤泥换填，互相补充，提高施工质量，减少打桩的工程量，加快施工进度，降低了工程造价。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种超厚淤泥地基处理方法包括：

采集超厚淤泥施工范围的地质信息，基于地质信息对超厚淤泥施工范围地质勘探确定多个测量点位，以测量点位为圆心划圆，圆半径小于等于3m且相邻的圆外切，相邻多个圆的圆心连线中点同样作为测量点位，所述地质信息包括地质组层及其厚度；

基于测量点位钻孔确定换填范围及换填深度，基于换填范围及换填深度土方开挖，换填具有第一厚度的第一层人工改良灰土，换填具有第二厚度的中间级配碎石层，换填具有第三厚度的第三层人工改良灰土，人工改良灰土中土与石灰的质量比例为7：3，级配碎石层中碎石与砂的质量比例为7：3；

长螺旋杆钻机钻孔形成多个灌注桩且灌注混凝土；

在第三层人工改良灰土上铺设第四厚度的砂石层，以及在所述砂石层上铺设第五厚度的砼垫层。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，采用超声波探测设备采集超厚淤泥施工范围的地质信息，探测深度为基坑挖掘深度的1.3-1.8倍，超声波探测设备获取不良地质的测得点位作为异常点位，不良地质包括软粘土、杂填土和冲填土。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，以异常点位为圆心，5-10m为半径划出不良范围，在不良范围边界上布设多个测量点位再次做超声探测。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，所述第二厚度至少为300mm。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，所述第一厚度占换填总厚度的三分之一。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，所述灌注桩顶部平齐于第三层人工改良灰土顶部预定高度。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，所述预定高度为500mm。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，灌注混凝土后，裁剪打磨灌注桩的桩头，水准仪抄出灌注桩的桩顶标高，采用切割机交圈切缝后再用3根钢钎间隔120°沿径向契入灌注桩桩体，直至上部桩体断开，桩顶剔平达到表面平整。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，所述第三厚度大于所述第一厚度。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法中，第四厚度至少为300mm，第五厚度至少为100mm。

本发明的超厚淤泥指的是淤泥层厚度大于等于3米。

在上述技术方案中，本发明提供的一种超厚淤泥地基处理方法，具有以下有益效果：所述的一种超厚淤泥地基处理方法通过地质分析、地质勘探、超前验证确定淤泥等不良质土的范围及深度，采用人工改良灰土、级配碎石、人工改良灰土三层组合换填材料进行换填，采用长螺旋杆钻机成孔，灌注混凝土成桩，最后铺设300mm厚级配碎石褥垫层形成复合地基以保证地基承载力复合设计要求。人工改良灰土与下层土特性相近，稳定性好，级配碎石承载力较大，两者组合形成的换填层地基承载力更大，有效减小了地下水对地基的影响，且面积置换率较小，能明显减少打桩的工程量，换填后对后续长螺旋灌注桩及基础开挖施工影响较小，利用场地内原有土方，如素土、膨胀土、岩土进行人工改良。长螺旋灌注桩不配筋，桩体采用商品混凝土灌注，商品混凝土配合比根据现场实际地质条件及环境进行配置，混凝土质量有保障，灌注效率高。本发明从质量、经济性、可操作性都满足要求，确保了地基承载力满足设计要求的同时，减少了打桩的工程量，有效提高了施工的速度，大大节省了工程造价。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是超厚淤泥地基处理方法的布置示意图。

图2是超厚淤泥地基处理方法的一个实施方式的布置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，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，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-2所示，在一个实施例中，本发明的一种超厚淤泥地基处理方法中，

采集超厚淤泥施工范围的地质信息，基于地质信息对超厚淤泥施工范围地质勘探确定多个测量点位，以测量点位为圆心划圆，圆半径小于等于3m且相邻的圆外切，相邻多个圆的圆心连线中点同样作为测量点位；

基于测量点位钻孔确定换填范围及换填深度，基于换填范围及换填深度土方开挖，换填具有第一厚度的第一层人工改良灰土1，换填具有第二厚度的中间级配碎石层2，换填具有第三厚度的第三层人工改良灰土3；

放线定位，长螺旋杆钻机钻孔形成多个灌注桩4且灌注混凝土；

在第三层人工改良灰土3上铺设第四厚度的砂石层5，以及在所述砂石层5上铺设第五厚度的砼垫层6。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，采用超声波探测设备采集超厚淤泥施工范围的地质信息，探测深度为基坑挖掘深度的1.3-1.8倍，超声波探测设备获取不良地质的测得点位作为异常点位。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，以异常点位为圆心，5-10m为半径划出不良范围，在不良范围边界上布设多个测量点位再次做超声探测。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，所述第二厚度至少为300mm。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，所述第一厚度占换填总厚度的三分之一。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，所述灌注桩4顶部平齐第三层人工改良灰土3顶部预定高度。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，所述预定高度为500mm。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，裁剪打磨灌注桩4的桩头，水准仪抄出灌注桩4的桩顶标高，采用切割机交圈切缝后再用3根钢钎间隔120°沿径向契入灌注桩4桩体，直至上部桩体断开，桩顶剔平达到表面平整。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，所述第三厚度大于所述第一厚度。

所述的一种超厚淤泥地基处理方法的优选实施方式中，第四厚度至少为300mm，第五厚度至少为100mm。

在一个实施例中，所述灌注桩之间等距分布。为保证灌注桩质量，故灌注桩需超灌，故略高于桩底部标高500，与第三层人工改良灰土顶部预定高度一致。

在一个实施例中，人工改良灰土中土与石灰的质量比例为7：3，级配碎石层中碎石与砂的质量比例为7：3。

在一个实施例中，超厚淤泥地基处理方法在施工前预知判断施工范围是否存在淤泥质土，采用人工改良灰土、级配碎石层、人工改良灰土组合换填材料进行淤泥换填，互相补充，提高施工质量，减少打桩的工程量，加快施工进度，降低了工程造价。级配碎石层成分包括碎石和砂，碎石颗粒级配不均匀系数Cu不得小于15，0.02mm以下颗粒质量百分率不得大于3％，大于22.4mm的粗颗粒中带有破碎面的颗粒所占的质量百分率不应小于30％。

在一个实施例中，通过地质测量，钻孔验证，采用人工改良灰土+级配碎石+人工改良灰土组合换填材料进行换填，再通过长螺旋杆钻机成孔，灌注商品混凝土，铺设级配碎石等形成复合地基。

在一个实施例中，一种超厚淤泥地基处理方法步骤如下：

步骤一：施工范围内地质资料分析，其包括搜集地质信息和过往地质灾害信息并分析可能出现的危害；

步骤二：地质勘探，其包括根据步骤一所得出的分析结果，根据施工范围面积确定多个测量点位，以测量点位为圆心划圆，圆半径小于等于3m且相邻的圆外切，相邻多个圆的圆心连线中点同样做测量点位，确定可能存在的淤泥质土质的范围；

步骤三：超前验证，其包括地基基坑开挖前对可能存在的淤泥质土质范围做钻孔验证，确定换填范围及换填深度；

步骤四：土方开挖换填；根据步骤三确定的换填范围及换填深度，根据现场土质特点进行试配，配置与下层土特性相近的人工改良灰土，换填第一层人工改良灰土1，换填中间层300mm厚级配碎石，换填第三层人工改良灰土3；

步骤五：根据施工图纸进行放线定位，长螺旋杆钻机就位，钻孔灌注商品混凝土；

步骤六：复合地基承载力试验、检测；

步骤七：合格后，进行基坑基槽开挖；

步骤八：级配碎石铺设，构建地基。

在一个实施例中，通过超声技术探测施工范围地质情况，再通过钻孔验证，以提前预知判断施工范围淤泥质土的范围及深度。采用人工改良灰土、级配碎石、人工改良灰土分三层进行换填，淤泥开挖后，先采用人工改良灰土换填换填深度根据现场实际换填深度换填至1/3处，再铺设300mm厚级配碎石中间层，最后换填人工改良灰土至复合地基设计中桩顶标高500mm处。

在一个实施例中，人工改良灰土比例需根据现场实际地质情况及试验段通过平板载荷试验检验其承载力后确定其比例。人工改良灰土换填完成面标高须高于复合地基设计中桩顶标高500mm，以保证桩超灌500mm高度要求，保证长螺旋灌注桩4成桩质量。长螺旋灌注桩4正式施工前，应由相关单位共同根据地勘资料，按分区选择不利点进行试桩，并检测最终确定单桩竖向承载力特征值和复合地基承载力特征值是否满足设计要求。

在一个实施例中，桩间土开挖可根据实际情况，采用人工开挖、机械开挖及人工配合开挖，其中机械开挖沿两排桩的中心线开挖，每边留200mm土方采用人工开挖，以免机械扰动基底原土；人工配合开挖，离桩较近的土方用人工清理，将槽底预留的150mm机械无法开挖的土方人工挖出。桩头裁剪打磨，用水准仪抄出桩顶标高，确认人工接桩高度位置，采用手动切割机交圈切缝后再用3根钢钎间隔120°沿径向契入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用人工将桩头剔平，达到表面平整，严格控制设计桩头高程，不得因此造成设计有效桩长减少。铺设厚度为300mm，夯实度取值不大于0.9，级配碎石铺设宜采用静力压实法或人工夯填，不得采用震动夯实。

在一个实施例中，地质测量采用超声波探测设备对施工范围做初步探测，测深度为基坑挖掘深度的1.3-1.8倍；超声探测可获取不良地质征兆，以测得点位作为异常点位。所述地质测量还包括测量验证，其包括发现异常点位后，多次重新测量验证是否是设备异常和操作误差；其还包括确定为异常点位后，以其为圆心，5-10m为半径划出不良范围，在不良范围边界上布设多个过渡测量点位再次做超声探测。采用非传统单一换填材料，人工改良灰土垫层的面积置换率小于素土垫层的置换率，可明显减少打桩的工程量，级配碎石的承载力大于灰土垫层，但透水性强，无法减小地下水对地基的侵蚀，故采用人工改良灰土层换填与级配碎石层相互交叉，根据现场实验段确定人工改良灰土比例，能更加与下层土特性相近，压实度及承载力更容易满足设计要求，稳定性好；中间叠加一层300mm厚级配碎石层，可有效抵抗建筑物的不均匀沉降，增强地基承载力。淤泥地基换填后，对后续长螺旋杆钻机施工及基础开挖施工等影响较小，同时利用场地内原有土方7(素土、膨胀土、岩土)进行人工改良，在确保换填的质量标准的同时，在经济、可操作性等方面都具备较大优势。

在一个实施例中，采用长螺旋杆钻机成孔，能有效保证控制钻孔的垂直度及转孔深度等，成孔质量好。长螺旋杆钻机成孔后，采用商品混凝土连续灌注，混凝土输送及质量均有保证，灌注后密实度高，桩身质量有保障。复合地基通过级配碎石与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下,桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小。长螺旋杆钻机成孔，桩体利用商品混凝土灌注成型,商品混凝土配合比可根据所属场地地质及环境的进行配合比优化，在保证桩体的质量的同时，可降低商品混凝土的造价。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.一种超厚淤泥地基处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

采集超厚淤泥施工范围的地质信息，基于地质信息对超厚淤泥施工范围地质勘探确定多个测量点位，以测量点位为圆心划圆，圆半径小于等于3m且相邻的圆外切，相邻多个圆的圆心连线中点同样作为测量点位，所述地质信息包括地质组层及其厚度；

基于测量点位钻孔确定换填范围及换填深度，基于换填范围及换填深度土方开挖，换填具有第一厚度的第一层人工改良灰土，换填具有第二厚度的中间级配碎石层，换填具有第三厚度的第三层人工改良灰土，人工改良灰土中土与石灰的质量比例为7：3，级配碎石层中碎石与砂的质量比例为7：3；

长螺旋杆钻机钻孔形成多个灌注桩且灌注混凝土；

在第三层人工改良灰土上铺设第四厚度的砂石层，以及在所述砂石层上铺设第五厚度的砼垫层，所述第一厚度占换填总厚度的三分之一，碎石颗粒级配不均匀系数不得小于15，0.02mm以下颗粒质量百分率不得大于3%，大于22.4mm的粗颗粒中带有破碎面的颗粒所占的质量百分率不小于30%，先采用第一层人工改良灰土换填，换填深度根据现场实际换填深度换填至1/3处，再铺设300mm厚中间级配碎石层，最后换填第三层人工改良灰土至复合地基设计中桩顶标高500mm处，所述第三厚度大于所述第一厚度。

2.根据权利要求1所述的一种超厚淤泥地基处理方法，其特征在于，采用超声波探测设备采集超厚淤泥施工范围的地质信息，探测深度为基坑挖掘深度的1.3-1.8倍，超声波探测设备获取不良地质的测得点位作为异常点位，不良地质包括软粘土、杂填土和冲填土。

3.根据权利要求2所述的一种超厚淤泥地基处理方法，其特征在于，以异常点位为圆心，5-10m为半径划出不良范围，在不良范围边界上布设多个测量点位再次做超声探测。

4.根据权利要求1所述的一种超厚淤泥地基处理方法，其特征在于，灌注混凝土后，裁剪打磨灌注桩的桩头，水准仪抄出灌注桩的桩顶标高，采用切割机交圈切缝后再用3根钢钎间隔120°沿径向契入灌注桩桩体，直至上部桩体断开，桩顶剔平达到表面平整。

5.根据权利要求1所述的一种超厚淤泥地基处理方法，其特征在于，第四厚度至少为300mm，第五厚度至少为100mm。