CN1807773A - 一种深厚湿陷性黄土地基的处理方法 - Google Patents

一种深厚湿陷性黄土地基的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深厚湿陷性黄土地基的处理方法，先在已做好的地基处理层上填筑一层防水垫层，采用灰土密实填筑；然后采用粗砂土为材料在防水垫层上填筑一层导水垫层；在导水垫层上填筑一层阻水垫层，采用灰土密实夯筑；在地基处理层周围、上部与防水垫层连接处围筑连续的截渗墙，该截渗墙与防水垫层将地基处理层封闭，并深入到非湿陷性土层；在位于截渗墙外围垂直钻筑导水井，其中填埋砂土，导水井穿透湿陷性黄土地层，并深入到非湿陷性土层；最后在导水垫层同一水平面沿地基四周铺设一圈水平导水管，该水平导水管铺设于导水井上方并与导水井相互垂直并联通。

Description

一种深厚湿陷性黄土地基的处理方法
技术领域
本发明涉及一种地基处理方法，特别涉及一种深厚湿陷性黄土地基的处理方法。
背景技术
现有的湿陷性黄土地基处理方法很多，主要包括下述几种：
1)当土层较薄即10m以内时，常见的有换土垫层法、强夯法、挤密法等。当土层深厚时，一般采用预浸水法或孔内深层夯实法。预浸水法是通过工程措施，针对湿陷土层本身进行处理，适用于处理自重湿陷性黄土地基，这种方法的缺点是处理深度不够，只能消除地表6m以下土层的湿陷性，对于表层6m范围内的土层还具高压缩性，并且造价较高、工期耗时长。孔内深层夯实处理方法，也即DDC处理方法，它综合了重锤夯实、强夯、土桩等地基处理技术的优点来完成对深厚湿陷性黄土地基及其他软弱地基的加固处理。DDC法是通过螺旋钻钻孔，或特制夯锤冲孔，然后通过孔道在地基处理的深层部位进行填料，用具有高动能的重力夯锤进行冲、砸、挤压的高压强、强挤密的夯击作业，使桩体密实进而对桩间土层进行挤密，从而使复合地基承载力提高，地基湿陷性得以消除，但该方法仅涉及地基湿陷性处理，未涉及地基的防水性处理。
2)灌注桩法，其不是消除湿陷性土层本身的湿陷性，而是使建筑物基础穿透湿陷性黄土层，将上部荷载通过桩尖或扩大头传递于湿陷土层以下的持力土层上，达到躲过湿陷性黄土层的目的。该方法避过了湿陷性土层，相对来说比较安全可靠，所以被广泛应用于比较重要的独立建筑物的基础处理。但缺点是，该方法要求必须有可靠的持力层，若湿陷性土层厚度深，则相应所需的桩就比较长，投资费用较大，比第1)种方案造价更高。
3)建筑物基础的隔水层处理，使湿陷性黄土地基无法浸水，以达到避免地基湿陷的目的。常用的隔水材料有灰土、油毡以及各种PVC和PE膜。这种方法适用于对基础承载力和变形要求不高的设施，如游泳池、供水管床、渠道等。
在黄土塬区往往遇到深厚覆盖湿陷性黄土地层，埋深达到二、三十米。完全消除这些土层的湿陷性或彻底穿透湿陷土层需要花费很大代价。深厚湿陷性黄土地基处理不可能单以消除湿陷性为首选方案，应综合考虑防水措施和地基处理措施，同时还要兼顾经济、合理的原则。
发明内容
本发明的目的是针对黄土塬区深厚湿陷性土层的蒸发量远大于降雨量、竖向浸水影响范围远大于水平向影响范围、地下水位低于湿陷性土层以下、地面径流主要来源于大气降水或灌溉引水等特点，提供一种以防水为主的深厚湿陷性黄土地基综合处理方法或简称IDITI法。
为达到以上目的，本发明是采用如下技术方案予以实现的：
一种深厚湿陷性黄土地基处理方法，采用浅层阻水(impedance)、浅层导水(drainage)、浅层防水(interdiction)、封闭截水(truncation)和深层导水(infiltration)的综合方法。首先在已做好的地基处理层，也即挤密层或夯密层上填筑一层防水垫层，采用灰土密实填筑，填筑厚度至少为60cm；然后在防水垫层上填筑一层导水垫层，采用粗砂土为材料，填筑厚度为20～30cm；在导水垫层上填筑一层阻水垫层，采用灰土密实夯筑，厚度至少为30cm；在地基处理层周围、上部与防水垫层连接处围筑截渗墙，该截渗墙由30cm～60cm宽的连续墙筑成，截渗墙与防水垫层将地基处理层封闭，并深入到非湿陷性土层，或深入防水垫层以下至少15m，形成封闭截水的“帽子”形状；在位于截渗墙外围垂直钻筑直径为60～100cm的导水井，其中填埋砂土，导水井穿透湿陷性黄土地层，并深入到非湿陷性土层；最后在导水垫层同一水平面沿地基四周铺设一圈水平导水管，该水平导水管铺设于导水井上方并与导水井相互垂直并联通。
上述方法中，所述的防水垫层也可采用灰土换填层与地基挤密层或夯密层联合填筑，上部灰土换填层厚度至少为60cm，地基挤密或夯密层的厚度根据建筑物承载要求确定。
本发明的有益效果是，阻水垫层为低渗透的密实土层，承载力高、低湿度时的吸力大，与下覆的导水垫层形成明显吸力差，从而阻止水分的下移，它将聚集的降水或地面径流由地面导水系统疏导，达到“浅层阻水”的效果。导水垫层填土密实、承载力高、透水性强，一旦上覆阻水垫层饱和后可以将下渗自由水扩散、导出，一方面能够使得下渗水分均匀向下部土层运移，另一方面能够将聚集的自由水向基础外围导出；当导水垫层饱和后，由下覆的防水垫层截留的自由水可以通过水平导水管引到地基外围，从而起到“浅层导水”功效。防水垫层能够较大程度扩散基底压力，有效防止导水垫层饱和的砂土自由水的继续下渗，具有较高的承载力和较低的压缩变形，达到“浅层防水”的功效。截渗墙由防渗的连续墙筑成，或由低透水性的挤密土体筑成，可阻止基础周围可能下渗的自由水向地基处理层下湿陷性黄土地层的转移，其不但可以阻止外围自由水渗入“帽子”内的原状黄土体，而且可以阻止“帽子”内原状黄土体气体的导出。导水井可以将导水垫层导出的自由水通过水平导水管由砂土引入湿陷性黄土地层下的土层，然后逐渐转移。
附图说明
图1是本发明方法的地基处理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1
a)在地基处理层4上人工填筑一层防水垫层3，采用灰土密实夯筑，填筑厚度为60cm。
b)在防水垫层3上填筑一层导水垫层2，采用粗砂土为材料，填筑厚度为30cm。
c)在导水垫层2上填筑一层阻水垫层1，采用灰土密实夯筑，厚度为30cm。
d)在地基处理层4周围、上部与防水垫层3连接处围筑截渗墙5，该截渗墙5由50cm宽的连续墙构成，可用开槽回填灰土的方法形成，截渗墙5与防水垫层3形成封闭截水的“帽子”形状，其深度为16m；如地基处理层4和湿陷性黄土地层7总厚度小于16m，截渗墙5可直接深入至非湿陷性土层6，将湿陷性黄土地层7完全封闭。
e)在位于截渗墙5外围采用挖孔法垂直挖筑直径为80cm的导水井8，其中填埋砂土，导水井8沿截渗墙5外围均匀分布，相隔至少5米，其深度穿透湿陷性黄土地层7至非湿陷性土层6。
f)在导水垫层2同一水平面沿地基四周铺设一圈水平导水管9，该水平导水管9铺设于导水井8上方并与导水井8相互垂直并联通。
实施例2
a)在地基处理层4上人工填筑一层防水垫层3，采用灰土换填层与地基挤密层或夯密层联合填筑，上部灰土换填层厚度为80cm。
b)在防水垫层3上填筑一层导水垫层2，采用粗砂土为材料，填筑厚度为20cm。
c)在导水垫层2上填筑一层阻水垫层1，采用灰土垫层密实夯筑，厚度为50cm。
d)在地基处理层4周围、上部与防水垫层3连接处围筑截渗墙5，该截渗墙5由60cm宽的连续墙构成，截渗墙5用DDC法加固挤密土体的方法形成，截渗墙5与防水垫层3形成封闭截水的“帽子”形状；其深度为20m；如地基处理层4和湿陷性黄土地层7总厚度小于20m，截渗墙5可直接深入至非湿陷性土层6，将湿陷性黄土地层7完全封闭。
e)在位于截渗墙5外围采用DDC法垂直钻筑直径为100cm的导水井8，其中填埋砂土，导水井8沿截渗墙5外围均匀分布，相隔至少5米，其深度穿透湿陷性黄土地层7至非湿陷性土层6。
f)在导水垫层2同一水平面沿地基四周铺设一圈水平导水管9，该水平导水管9铺设于导水井8上方并与导水井8相互垂直并联通。
实施例3
a)在地基处理层4上人工填筑一层防水垫层3，采用灰土密实夯筑，填筑厚度为100cm。
b)在防水垫层3上填筑一层导水垫层2，采用粗砂土为材料，填筑厚度为30cm。
c)在导水垫层2上填筑一层阻水垫层1，采用灰土垫层密实夯筑，厚度为40cm。
d)在地基处理层4周围、上部与防水垫层3连接处围筑截渗墙5，该截渗墙5由30cm宽的连续墙构成，截渗墙5用开槽固化泥浆的方法形成，截渗墙5与防水垫层3形成封闭截水的“帽子”形状；其深度为15m；如地基处理层4和湿陷性黄土地层7总厚度小于15m，截渗墙5可直接深入至非湿陷性土层6，将湿陷性黄土地层7完全封闭。
e)在位于截渗墙5外围采用挖孔法垂直挖筑直径为60cm的导水井8，其中填埋砂土，导水井8沿截渗墙5外围均匀分布，相隔至少5米，其深度穿透湿陷性黄土地层7至非湿陷性土层6。
f)在导水垫层2同一水平面沿地基四周铺设一圈水平导水管9，该水平导水管9铺设于导水井8上方并与导水井8相互垂直并联通。

Claims (7)

1.一种深厚湿陷性黄土地基的处理方法，其特征是，首先在已做好的地基处理层(4)上填筑一层防水垫层(3)；然后在防水垫层(3)上填筑一层导水垫层(2)；在导水垫层(2)上填筑一层阻水垫层(1)；在地基处理层(4)周围、上部与防水垫层(3)连接处围筑截渗墙(5)，该截渗墙(5)与防水垫层(3)将地基处理层(4)封闭；在位于截渗墙(5)外围垂直钻筑导水井(8)，导水井(8)中填埋砂土；最后在导水垫层(2)同一水平面沿地基处理层(4)四周铺设一圈水平导水管(9)，该水平导水管(9)铺设于导水井(8)上方并与导水井(8)相互垂直并联通。
2.根据权利要求1所述的深厚湿陷性黄土地基的处理方法，其特征是，所述的防水垫层(3)采用灰土密实夯筑，厚度至少为60cm。
3.根据权利要求1所述的深厚湿陷性黄土地基的处理方法，其特征是，所述的防水垫层(3)采用灰土换填层与地基处理层(4)联合填筑，上部灰土换填层厚度至少为60cm。
4.根据权利要求1所述的深厚湿陷性黄土地基的处理方法，其特征是，所述的导水垫层(2)采用粗砂土填筑，厚度为20～30cm。
5.根据权利要求1所述的深厚湿陷性黄土地基的处理方法，其特征是，所述的阻水垫层(1)采用灰土密实夯筑，厚度至少为30cm。
6.根据权利要求1所述的深厚湿陷性黄土地基的处理方法，其特征是，所述的截渗墙(5)由30cm～60cm宽的连续墙筑成，并深入到非湿陷性土层(6)，或深入防水垫层(3)以下至少15m。
7.根据权利要求1所述的深厚湿陷性黄土地基的处理方法，其特征是，所述的导水井(8)钻筑直径为60～100cm，并深入到非湿陷性土层(6)。
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