深层切割结合浅层动力排水的软土地基处理方法与流程

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种应用深层切割结合浅层动力排水的软土地基处理方法，尤其应用于地基处理。

背景技术：

随着人类社会的生产发展和人口密度的不断增长，越来越多的软土将作为建筑物地基。软土作为地基或其他用途时，需要对其进行加固处理，由于软土具有高含水量、高孔隙比和高流塑性等性质，目前针对此类工程，排水固结法是一种常用的地基处理办法。但其具有工期长、造价高、施工作业复杂的特点。为提高地基处理效率，提高地基处理效果，急需一种新方法处理软土地基。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种由深层切割系统与浅层动力排水系统的软土地基处理方法，通过深层切割与浅层动力两种方式实现复合型地基处理，其中深层切割体系包括竖向排水体、空压机、旋喷设备及外接模块、喷气杆和导气杆；浅层动力体系包括冲击式压路机、孔压测量仪等。

包括如下施工步骤：

步骤(1)将待处理场地清表、整平；

步骤(2)打设竖向排水体，排水体深度至设计深度，安装孔压测量仪，记录孔压测量仪地初始数据；

步骤(3)平铺1～1.5m高度的塘渣，塘渣作为重力荷载对地基产生有效应力，还作为浅层动力体系(冲击式压路机)振碾垫层；

步骤(4)冲击式压路机设定初始振碾频率接近软土的频率，按s形走行，相邻两行碾压轮迹至少重叠30cm，监测孔压测量仪中数值的变化；振碾遍数根据软土层厚度在20-30遍范围内；

步骤(5)深层切割体系施工：

1)空压机提供高压空气至旋喷设备；

2)旋喷设备外接控制模块，可对旋喷设备定时、定速、分层的将高压空气水平喷入软土层中，处理顺序由下至上，每层处理完后，提升喷气杆和导气杆至下一处理深度，即此深度小于上一处理深度，以此类推，从而形成深层水平切割层，增加水平排水通道，加快地基排水固结。深层切割深度控制在地表以下5m～15m。

3)监测孔压测量仪中数值的变化

所述的监测孔压测量仪的数值变化，根据太沙基总应力理论，总应力＝孔隙压力+有效应力。浅层动力体系中，冲击式压路机以接近土的频率进行振碾，浅层孔压瞬时增大后便持续消退，这一过程即有效应力增加的过程，也就是土体被振实后，地基承载力提高；但会使深层土体孔压增大且没有消退迹象，若孔压不消散，增无法达到地基处理效果，所以采用深层切割体系进行深层土体处理，一方面分层切割形成排水通道，加速排水，另一方面切割会使孔压瞬间减小，增大地基承载力。

所述的旋喷设备定时、定速、分层的将高压空气水平喷入软土层中，每次时间控制在2-3分钟，旋转速度控制在不大于20转/min，每层厚度控制在不大于30cm，每层间距控制在80-120cm。

本发明的有益效果是，一种深层切割结合浅层动力排水的软土地基处理方法，包括深层切割体系与浅层动力体系，二者缺一不可。浅层动力体系由浅层动力体系包括冲击式压路机、孔压测量仪等组成；物联变频振碾可直接改善软土本身的力学性能，充分发挥软土体潜在性能，通过地面机械产生震源建立起来的接近软土频率的波动场，将一定频率的机械波传至某一深度范围的浅层土体，进而对土层进行大面积振动加固处理，从而使得软土中的自由水加速排出使得土层紧固密实，其中浅层孔压瞬时增大后便持续消退，这一过程即有效应力增加的过程，也就是土体被振实后，地基承载力提高；深层切割体系原理是浅层动力体系深层土体孔压增大且没有消退迹象，若孔压不消散，增无法达到地基处理效果，所以采用深层切割体系进行深层土体处理，一方面分层切割形成排水通道，加速排水，另一方面切割会使孔压瞬间减小，增大地基承载力。本发明在显著改善地基承载力的同时，集密集排水、强压密实、高强动力及减少堆载等功效于一体，能够迅速增加施工期内的软体地基的沉降，减少工后剩余沉降，节约工程成本，缩短施工工期，同时地基处理效果好，地基承载力显著提高，所用采用造价低且环保。

附图说明

图1本发明整体示意图；

图2浅层动力体系示意图；

图3深层切割体系示意图；

图4孔压测量仪示意图；

附图编号：1浅层软土、2深层软土、3冲击式压路机、4空压机、5旋喷设备、6喷气杆、7气孔、8竖向排水体、9孔压测量仪、10塘渣。

具体实施方式

实施例1

某软土地基处理场地，场地面积20000m²，采用深层切割结合浅层动力排水方法进行处理，如图1-4所示，其具体施工步骤为：

步骤(1)将待处理场地清表、整平；

步骤(2)打设竖向排水体8，排水体深度15m，场地范围内安装孔压测量仪9，设6个，深度15m，记录孔压测量仪地初始数据；

步骤(3)平铺1m高度的塘渣10，塘渣10作为重力荷载对地基产生有效应力，还作为浅层动力体系(冲击式压路机)振碾垫层；

步骤(4)冲击式压路机3设定初始振碾频率接近软土的频率，软土频率经测定为5hz，按s形走行，相邻两行碾压轮迹重叠50cm，监测孔压测量仪9中数值的变化；振碾遍数根据软土层厚度在20遍；

步骤(5)深层切割体系施工：

1)空压机4提供高压空气至旋喷设备5，空压机压力1.6mpa。

2)旋喷设备5外接控制模块，设定旋喷设备每次时间控制在2分钟，旋转速度控制在20转/min，每层厚度控制在30cm，每层间距控制在100cm。将高压空气水平喷入软土层中，处理顺序由下至上，每层处理完后，提升喷气杆和导气杆至下一处理深度，即此深度小于上一处理深度，以此类推，从而形成深层水平切割层，增加水平排水通道，加快地基排水固结。深层切割深度控制在地表5m以下。

3)监测孔压测量仪9中数值的变化

上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种深层切割结合浅层动力排水的软土地基处理方法，通过深层切割与浅层动力两种方式实现复合型地基处理，其中深层切割体系包括竖向排水体、空压机、旋喷设备及外接模块、喷气杆和导气杆；浅层动力体系包括冲击式压路机、孔压测量仪等。本发明在显著改善地基承载力的同时，集密集排水、强压密实、高强动力及减少堆载等功效于一体，能够迅速增加施工期内的软体地基的沉降，减少工后剩余沉降，节约工程成本，缩短施工工期，同时地基处理效果好，地基承载力显著提高，所用材料造价低且环保。

技术研发人员：吴慧明
受保护的技术使用者：吴慧明
技术研发日：2018.08.10
技术公布日：2018.12.18