[发明专利]一种湿陷性黄土井点预浸水强夯置换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大面积深厚湿陷性黄土地基处理方法，尤其涉及一种井点预浸水联合垫层材料强夯置换的处理方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

黄土是干旱半干旱气候条件下形成的第四纪沉积物，在我国分布较广、地层全，覆盖面积约64×10⁴km²，占国土总面积的6.6%，有较厚的覆盖层，最厚可达400m以上。在黄河中游地区，西起贺兰山、东到太行山、北起长城、南到秦岭几乎全部被黄土覆盖。

湿陷性是黄土作为特殊性质土的一个典型特性，根据湿陷性又可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。湿陷性产生的原因主要是由于黄土形成过程中因当地气候干燥，土中所含碳酸盐、硫酸钙等在土体表面析出形成胶结物与粘着水、毛细水共同作用，使土体在自重下无法得到完全固结，处于欠固结状态，并形成大孔隙和垂直节理发育。该类土遇水后，由于水分子楔入颗粒间破坏原来联结与造成盐类溶解，在自重或外力作用下，土体原有结构性破坏，土粒落入大孔或被挤紧，造成下沉量大、下沉速度快的失稳性湿陷变形，对建筑物危害性极大。

目前，湿陷性黄土地基的常用处理方法有垫层置换法、强夯法以及预浸水法等。垫层置换法将基底以下湿陷性土层全部挖除或挖至预计的深度，然后以灰土或素土分层回填夯实，垫层厚度一般为1～3m，消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，可以使地基的自重湿陷表现不出来；但此方法一般处理层较浅，且费用较高。强夯法亦称动力固结法，通过重锤的自由落下，对土体进行强力夯实，以提高其强度，降低其压缩性，此方法处理速度快，费用较低，但处理深度具有一定的局限范围，一般在3～12m。预浸水法是利用黄土浸水后产生自重湿陷的特性，在施工前进行大面积浸水使土体预先产生自重湿陷，以消除黄土土层的自重湿陷性，但此法用水量大、工期长，一般应比正式工程至少提前半年到一年进行，处理后地基承载力低，且预浸水后地表土层较软，难以满足一般施工机械作业的要求。

预浸水法如专利文献CN200610200469.5提供了一种“湿陷性黄土地基浸水固结法”、专利文献CN200610200642.1提供了一种“湿陷性黄土地基密闭真空膜压力水固结法”，采用预浸水方法则会在预浸水交界处形成湿陷空洞，易造成上部土体的突然塌方。对于深厚湿陷性黄土，尤其对于挖山造地形成的施工场地，地基处理就成为了岩土工程师们亟待解决的一大课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种湿陷性黄土井点预浸水强夯置换方法，其方法施工简便，处理深度大，工期短，能够消除深厚黄土地基的湿陷性，并且处理后地基承载力高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种湿陷性黄土井点预浸水强夯置换方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一，确定地基的处理范围和处理深度；

步骤二，在地基处理范围内，表面满场铺设垫层材料；

步骤三，根据地基处理深度钻出井点孔，在井点孔内根据预浸水参数竖向布设预浸水井点管，其埋入地基的管壁上均匀布设有透水孔；

步骤四，将预浸水井点管连接注水管，对地基进行预浸水处理；

步骤五，对地基进行强夯置换处理；

步骤六，检测验收地基质量，若不满足检验要求重复强夯置换处理直至验收合格。

进一步的，在所述步骤一中，根据地勘资料和湿陷性黄土地区建筑规范，确定湿陷性黄土地基场地的平面处理范围和处理深度。

进一步的，在所述步骤二中，垫层材料包括碎石、建筑垃圾及砂卵石中一种或多种混合的粗颗粒料。

进一步的，在所述步骤二中，垫层材料厚度为25~50cm。

进一步的，在所述步骤三中，预浸水井点管的材料为外部包裹土工织物的PVC管或塑料波纹管，其直径范围为50~120cm。

进一步的，在所述步骤三中，预浸水参数根据现场预浸水试验确定，参数包括浸水时间、耗水量、湿陷范围、湿陷量和处理范围。

进一步的，在所述步骤四中，同时对浸水时间、耗水量和湿陷量进行测量并记录，并根据湿陷量在预浸水井点管内补充水。

进一步的，在所述步骤五中强夯置换过程为，先试夯；然后根据试夯结果、处理深度和湿陷性黄土地区建筑规范确定夯击能进行强夯，强夯的同时在地基表面补充垫层材料，强夯的夯击能范围为1500~8000kN·m，强夯2~3遍，在地基中形成多个粒料墩；最后满夯，满夯的夯击能为800~1500kN·m，满夯2~3遍。