[发明专利]基于地基沉降控制的延缓固结地基及其处理法

说明书

技术领域

本发明属于土木建筑领域内，涉及一种延缓固结地基及其处理法。

背景技术

随着交通工程的大发展，路基工程路基的工后沉降控制标准要求明显提高，目前公路对于路基的工后沉降的要求是高速公路、一级公路一般路堤路基工后沉降不大于30cm，路涵连接段路基工后沉降不大于20cm，路桥连接段路基工后沉降不大于10cm。这些对于路基工后沉降的极为严格的要求使得地基处理措施的主要目的在于减少地基的工后沉降，处理费用占工程总体费用的比例也很高，可以达到1/3以上，路基的工程造价和桥梁的工程造价几乎相等甚至超过桥梁。 ，，地基工后沉降的控制问题成为如今修建高速铁路、高速公路的重大难题和技术瓶颈，迫使工程师不得不把目光投向全新的路基地基处理技术的开发。地基处理技术得到了不断发展和提高，并出现了许多新的地基处理方法。

现有技术中地基处理方法有轻型填方法、控制模量柱法、夯实骨料柱法和预置劲芯夯实水泥土桩及其施工方法等，该类地基处理技术则是通过挤密、置换或添加固化剂等手段来直接提高地基的整体强度和变形模量以增强地基的稳定性和减少地基的沉降。现有的地基处理方法中，浅层处理法无法处理深厚的软弱地基；虽然排水固结法能够处理深厚的软弱地基，且成本低廉，但存在需要预压或放置处理等问题，有时甚至需要很长的预压时间，而且在施工期间地基会产生较大程度的沉降，这样无疑会延长工期和增加工程量及造价；砂石桩处理法存在施工质量不易控制、造价高等问题，且其工程性能造价比不高；搅拌桩、粉喷桩等复合地基处理法虽然能获得良好的工程性能，但也存在使用深度有限等缺点，而预制混凝土管桩、旋喷桩等高强度的桩型又存在造价过高的弊端，因而其应用范围都受到一定的限制。 

本发明人在2003年提供了一种延缓固结法（中国专利，公告日为2004年3月3日，公告号CN1186504C），是在建筑物地基的四周设置一圈或路基两侧的坡脚位置沿线路方向设置两道竖向防渗帷幕，而在建筑物或路基的底面铺设一层与竖向防渗帷幕密封连接的水平防渗层。

这样的结构形式可防止地基中的超孔隙水压力向地基表面及土层的侧向扩散，只能绕过竖向防渗帷幕向外排出，这样会使其渗透路径加长，增加渗透阻力，从而可减缓固结过程。但是该方法其只封闭了地基的表层和竖向，底部却是敞口的，也就是说地基未被完全封闭，这被部分封闭的地基仍然会有固结过程发生——虽然可能固结过程会缓慢一些，但是还是存在以下缺点：当地基的下卧层为透水层或者竖向防渗帷幕处理深度不深的情况下，地基中的孔隙水仍然会流失，导致部分地基在工后沉降，从而限制了此方法的应用。

发明内容

为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种能够减小地基工后沉降量的基于地基沉降控制的延缓固结地基及其处理法。

基于地基沉降控制的延缓固结地基，包括建筑物地基，设置于建筑物地基周围的防渗帷幕，铺设于建筑物底部的表面水平防渗层，表面水平防渗层与防渗帷幕的顶部密封连接；

其特征在于：防渗帷幕还与深层水平防渗层密封连接，防渗帷幕、表面水平防渗层和深层水平防渗层围合成一个封闭区域，建筑物地基的受载荷区域被包裹于该封闭区域内。

进一步，所述的封闭区域与压力流体源连通，压力流体源连接压力调节设备，压力调节设备连接压力管道，表面水平防渗层下层设有均化流体压力的压力均化层，压力均化层与压力管道连接。

进一步，深层水平防渗层有一层或多层。

进一步，表面水平防渗层的上层设有用于约束地基的侧向变形的基地强化层，基地强化层为一层或多层。

基于地基沉降控制的延缓固结地基的处理法，包括以下步骤：

1）在建筑物地基的周围设置防渗帷幕；防渗帷幕可以沿建筑物地基的长度方向设置的竖向防渗帷幕，也可以是沿建筑物地基的四周设置一圈防渗帷幕，还可以是沿路基的长度方向设置竖向防渗帷幕并且在竖向防渗帷幕的深度有变化之处设置沿路基的宽度方向的横向防渗帷幕、横向防渗帷幕与竖向防渗帷幕密封连接、横向防渗帷幕与竖向防渗帷幕的深度一致；

2）在建筑物或路基的底面铺设一层与防渗帷幕密封连接的表面水平防渗层，防渗帷幕的深度是由工后沉降的大小要求和地基实际地质条件所确定；

3）在竖向防渗帷幕范围内的地基深层设置与防渗帷幕连接的深层水平防渗层。深层水平防渗层可以是一层也可以是多层。