改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法及設備的製作方法
2023-09-21 13:55:50 1
專利名稱：改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種地基土處理改造工藝及裝置。
現有的地基土改造處理工藝，改土容易，但改土達到人為可控卻不容易。特別是利用機械能這個最經濟的方法，現有技術僅限於在地表土上進行改土，缺乏一種既能在地表改土，又能在地表二十多米以下，做厚達七米以上的改土施工。現有地基土的改造通常要依據動力打樁公式，其計算結果與實際施工數據的差別很大。施工完畢後，誰也沒辦法回答實際已獲得的承載力是多少，不容易消除不均勻沉降。實踐需要一種可以監測、顯示、控制施工過程，使改造土體物理力學性能達人為可控。
本發明的目的是提供一種改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法及設備，既能在地表改土，又能在地表以下作自造持力層改土，還使得在地基處理過程中能控制被改造土體的物理力學性能，消除地基不均勻沉降和次固結沉降。
本發明的改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法，其工藝步驟為(1)、首先根據施工設計方案明示的地下水的補給和流向，作好排水井點和排水渠道，並先施工有利於截止地下水補給的布點；(2)、當場地邊界上有舊建築物時，必須先施工舊建築旁邊的改土布點，並按地質情況所決定的施工方案設計措施，增加邊界距離，降低改土壓力，或先作旋噴樁擋住改土時壓力和水向舊建築物一方擴散；(3)、當為樁基自造持力層改土時，原有土層為砂層時，必須增加填料中的粘土成份；當為地基土改造時，約須增加改土土層厚度，若土層屬砂層，則應增加填料中的粘土成份；(4)、投料，把填料推入改土點軟土層，用改土施工機械擊錘衝擊力進行改造土體，改土一段，填料一段再改土，直至到水平界面為止；(5)、使用內擊法的貫入度和靜壓法的沉降監測裝置控制參數，通過壓力儀表的顯示監視改土過程，開動大行程秒表和大行程千分表，監測各改造點沉降參數是否基本一致，達到基本消除不均勻沉降和次固結沉降的目標。
上述步驟(4)中，改土施工機械是內擊擴底樁機或靜壓擴底樁機。
上述內擊擴底樁機裝有內擊改土衝頭或內擊擴底樁管。
上述靜壓擴底樁機裝有圓柱形靜壓改土衝頭。
上述步驟(4)中，填料可以是粘土、灰土、水泥土、礫砂、卵石、碎石或建築垃圾。
本發明改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法的設備，包括行走裝置、機架和擊錘，其特徵在於擊錘是圓柱形內擊改土衝頭，沿導軌縱向運動，在內擊改土衝頭上裝有顯示改土過程的壓力表，周圍有加料鬥。
本發明改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法的設備，包括行走裝置、機架和擊錘，其特徵在於擊錘是圓柱形液壓靜壓改土衝頭，由液壓油缸聯動活塞杆，推動擊錘上下運動，在靜壓改土衝頭上裝有顯示改土過程的壓力表和沉降監測裝置，周圍有加料鬥。
本發明的優點該方法既能在地表改土，又能在地表以下作自造持力層改土，通過壓力儀表可顯示監視改土過程，監測各改造點沉降參數是否基本一致，消除地基不均勻沉降和次固結沉降，改土後，具有50Kpa承載力的軟土可獲得500Kpa至1000Kpa的地基承載力；而液性指數≤0.75的軟可塑土，改土後可獲得2000Kpa至5000Kpa的人工持力層，並保證全面積範圍內各點承載力均勻一致，誤差率不超過5％。經濟效益可觀，一般是工程造價的50％至80％。改土後全面範圍內的被改造土層厚度可在七米以上，若需增加厚度，可將改土衝頭沉入一定深度，廣泛應用於各種巖土工程。
以下結合附圖及實施例對本發明作詳細描述
圖1是本發明改造土體物理力學性能達人為可控設備的內擊改土衝頭改土示意圖，1-擊錘導軌，2-加料鬥，3-擊錘。
圖2是本發明改造土體物理力學性能達人為可控設備的靜壓改土衝頭改土示意圖，4-活塞杆，2-加料鬥，5-液壓油缸。
施工工藝實施例首先根據施工設計方案明示的地下水的補給和流向，作好排水井點和排水渠道，並先施工有利於截止地下水補給的布點；當場地邊界上有舊建築物時，必須先施工舊建築旁邊的改土布點，並按地質情況進行邊界加固，降低改土壓力，或先作旋噴樁擋住改土時壓力和水向舊建築物一方擴散；當為樁基自造持力層改土時，面對原有土層含水率高或軟弱的土，例如砂層時，必須增加填料中的粘土成份；當為地基土改造時，約須增加改土土層厚度，若土層屬軟弱土層，則應增加填料中的粘土成份，使軟土具有50Kpa承載力，使改土施工機械就位，不會陷車。改土施工機械可選擇地基土改造機、內擊擴底樁機或靜壓擴底樁機。投料，把填料推入改土點軟土層，用擊錘衝擊力進行改造土體，改土一段，填料一段再改土，直至到水平界面為止。填料可以是粘土、灰土、水泥土、礫砂、卵石、碎石或建築垃圾。
靜壓擴底樁機裝有靜壓改土衝頭，可適用於地基土改造和深層自造持力層的改土。用靜壓法改土時，每次投料量以壓料鬥容量衝盈係數為90％為準，當液壓系統的表示壓力達控制參數的80％後，應開始把衝頭的圓錐部分逐漸沉入壓料鬥以下的排料口等壓擴散段內，才開始靜壓控制參數測試。
內擊擴底樁機裝有內擊改土衝頭，僅適用於地基土改造，在深層改土中可直接使用內擊擴底樁的樁管進行，否則會產生有害振動。開始時，每次投料一鬥車，第三車以後，逐漸減小投料量。用擊錘衝擊力推填料入土層，必須在樁管底以內留有三十公分料層，以防止地下水擁入管內。當填料量已達3/4或落錘高度十米，每錘沉降不超過五公分，應每次投料量減小到一灰鬥，每一擊投料一次，並開始控制擊錘底降至管底以下20公分的位置，才開始貫入度測試。
使用內擊法的貫入度和靜壓法的沉降監測裝置控制參數，通過壓力儀表的顯示監視改土過程，開動大行程秒表和大行程千分表，監測各改造點沉降參數是否基本一致，否則應作相應措施的補救，以達到基本消除不均勻沉降和次固結沉降的目標。按控制參數，各改土點承載力檢驗合格才停止投料，人為可控地將軟弱土層改造成強度較高、厚度十米、二十米的自造持力層板塊。
權利要求
1.一種改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法，其工藝步驟為(1)、首先根據施工設計方案明示的地下水的補給和流向，作好排水井點和排水渠道，並先施工有利於截止地下水補給的布點；(2)、當場地邊界上有舊建築物時，必須先施工舊建築旁邊的改土布點，並按地質情況所決定的施工方案設計措施，增加邊界距離，降低改土壓力，或先作旋噴樁擋住改土時壓力和水向舊建築物一方擴散；(3)、當為樁基自造持力層改土時，原有土層為砂層時，必須增加填料中的粘土成份；當為地基土改造時，約須增加改土土層厚度，若土層屬砂層，則應增加填料中的粘土成份；(4)、投料，把填料推入改土點軟土層，用改土施工機械擊錘衝擊力進行改造土體，改土一段，填料一段再改土，直至到水平界面為止；(5)、使用內擊法的貫入度和靜壓法的沉降監測裝置控制參數，通過壓力儀表的顯示監視改土過程，開動大行程秒表和大行程千分表，監測各改造點沉降參數是否基本一致，達到基本消除不均勻沉降和次固結沉降的目標。
2.根據權利要求1所述工藝方法，其特徵在於所述步驟(4)中，改土施工機械是內擊擴底樁機或靜壓擴底樁機。
3.根據權利要求2所述工藝方法，其特徵在於所述內擊擴底樁機裝有內擊改土衝頭或直接使用內擊擴底樁管。
4.根據權利要求2所述工藝方法，其特徵在於所述靜壓擴底樁機裝有圓柱形靜壓改土衝頭。
5.根據權利要求1所述工藝方法，其特徵在於所述步驟(4)中，填料可以是粘土、灰土、水泥土、礫砂、卵石、碎石或建築垃圾。
6.一種改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法的設備，包括行走裝置、機架和擊錘，其特徵在於擊錘是圓柱形內擊改土衝頭，沿導軌縱向運動，在內擊改土衝頭上裝有顯示改土過程的壓力表，周圍有加料鬥。
7.一種改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法的設備，包括行走裝置、機架和擊錘，其特徵在於擊錘是圓柱形液壓靜壓改土衝頭，由液壓油缸聯動活塞杆，推動擊錘上下運動，在靜壓改土衝頭上裝有顯示改土過程的壓力表和沉降監測裝置，周圍有加料鬥。
全文摘要
一種改造土體物理力學性能達人為可控的工藝方法及設備,其工藝步驟為:布點後邊界加固,使改土施工機械就位,進行投料,把填料推入改土點軟土層,用擊錘衝擊力進行改造土體;使用內擊法的貫入度和靜壓法的沉降監測裝置控制參數,通過壓力儀表的顯示監視改土過程,監測各改造點沉降參數是否基本一致。該方法既能在地表改土,又能在地表以下作自造持力層改土,消除地基不均勻沉降和次固結沉降,廣泛應用於各種巖土工程。
文檔編號E02D3/02GK1330188SQ00109229
公開日2002年1月9日 申請日期2000年6月16日 優先權日2000年6月16日
發明者黎應因 申請人:黎應因