[发明专利]预成孔深层水下夯实法

说明书

技术领域

本发明涉及地基处理技术领域，是一种预成孔深层水下夯实法，是对深层水下地基土进行加固的地基处理技术。

背景技术

强夯法地基处理技术是利用大型履带式起重机将一定质量的重锤从一定高度自由落下，对土进行强力夯实。适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。但其处理深度有限，一般不超过15m～20m。

深层孔内强夯法是通过机具成孔，然后在孔内进行填料夯实，挤密成桩，并与桩间土共同作用形成复合地基。但其存在需要人工挂钩、夯沉量难以准确测量等问题，难以实现深层水下施工作业，同时其处理效果主要是对孔内填料的挤密与冲孔，难以实现真正意义上的强夯振动加固的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种预成孔深层水下夯实法，它用于解决强夯法与深层孔内强夯法存在的技术问题，实现了水下施工作业，是一种对深层水下地基土进行加固的地基处理技术。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种预成孔深层水下夯实法，其特征在于，它水下施工：

对地下水位以下地基土进行加固处理；

夯锤在水中起落，与地基土作用点位于地下水位以下；

施工过程中夯锤不脱钩，以实现水下连续作业。

它分层夯实：

夯实施工在预成孔内自下而上进行；

根据土层条件确定每层加固厚度，根据加固厚度将地基延深度为若干加固层；

由下而上逐层对地基进行加固，夯击能应与分层厚度相适应；

收锤标准以夯击次数、末两击平均夯沉量与填料量进行多重控制，保证每一分层的夯实效果。

振动夯实为主同时具有挤压的作用：

夯锤冲击土体产生振动波，向下向四周传递，对孔内土体及夯间土体均可进行有效加固；

夯锤冲击孔内填料使填料向四周挤扩，产生挤压作用。

为实现深层水下施工采用特殊制作的夯锤与不脱钩技术：

夯锤上设有上下相通的导水孔，以最大限度地减小夯击过程中地下水阻力对夯击能的影响。

处理后形成不同性质的人工地基：

当孔内填料与地基土性质相同时，形成均质人工地基；

当孔内填料性质明显好于地基土时，可形成挤密桩复合地基。

它包括以下施工步骤：

①地基土中预成孔；

②孔内第一次填料，填料量以分层填料厚度进行控制；

③孔内第一次夯实，夯击能与分层填料厚度相匹配，夯击过程中夯锤不脱钩，自动测量夯沉量，逐次夯击直至满足收锤标准；

④重复步骤②～③，由下而上，逐层回填逐层夯实，填料、夯击交替进行，直至地面标高，完成一个孔位的施工；

⑤重复步骤①～④，完成全部孔位施工；

⑥采用满夯夯实表层土体。

预成孔深层水下夯实法首先在地基土中预先成孔，成孔深度由处理深度进行控制，然后在孔内由下而上逐层回填，逐层夯实加固地基土。本地基处理方法采用地基土中预成孔、不脱钩技术与特殊设计的夯锤，实现了在地下水位以下的深层地基土中进行施工。当孔内填料与地基土性质相同时，形成均质人工地基；当孔内填料性质明显好于地基土时，可形成挤密桩复合地基。该地基处理方法可实现提高地基稳定性、提高承载能力、减少(不均匀)沉降变形、改善渗透性、消除液化与湿陷性等目的。

本发明的技术特点是：

(1)可进行深层水下施工，适用于处理深度大、地下水位高等条件下进行地基处理；

(2)在预成孔内分层回填分层夯实，分层厚度与夯击能相匹配，可对夯间土同时产生挤密和夯实的效果；

(3)可选择多种方式进行预成孔，根据不同地质条件可选用旋挖钻进、冲击成孔、长螺旋钻进、柱锤冲扩等方法；

(4)选用特殊设计的夯锤，最大限度地减小地下水阻力对夯击能的影响；

(5)采用夯锤不脱钩技术，无需人工挂钩，节约人力提高效率的同时，实现了深层孔内连续作业；

(6)除软弱饱和土外，各种性质的土石料均可用于孔内填料；

(7)在软弱粘性土中，可在孔内填入性质与透水性均较好的粗颗粒材料，形成挤密桩体复合地基；

(8)透水性良好地粗颗粒土中，可就地取材，在孔内填入与被加固土体相同的材料，通过夯实与挤密使地基土得到均匀加固；

(9)夯实挤密效果好，分层夯实后的成桩直径可达预成孔直径的1.2～1.5倍；

(10)适用各种性质的土体，即可用于饱和软粘土，也可用于松散粗颗粒土；应用范围广，即可用于高填方地基，也可用于深厚原状土地基；