基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法
2023-05-15 02:44:36
基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，包括：（1）將透水樁制好，樁體為中空管樁；（2）將樁帽接好排水管，並與預製好的透水樁密封接好，把樁體打入地基地下水位以下；（3）地基的處理區域劃分單元區域，並且每個單元區域配置一個真空排水泵；（4）布置真空管網，就地挖溝將管節全部埋入地基中，將外部接口與真空排水泵連接；（5）在複合地基和基礎之間設置褥墊層；（6）修築基礎，然後進行上部結構的施工；（7）建築物沉降過程中出現地基不均勻沉降現象時，通過（3）中劃分的單元區域和配置的真空排水泵，實現對地基內不同單元區域真空度的控制，從而精確控制地基不同區域的沉降量，解決不均勻沉降導致的問題。
【專利說明】基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明提出了一種動態精確控制地基不均勻沉降的方法，屬於土木工程領域。
【背景技術】
[0003]地基在建築物中起到舉足輕重的作用，地基的好壞與建築物的安危有著密切的關係。地基由於受地質情況、設計和施工等多種因素的影響，易產生不均勻沉降，從而導致建築物的傾斜、開裂，這些在工程中是常見事故。地基的事故一旦發生，就很難進行補救，例如CFG樁複合地基工程，在施工過程中出現不均勻沉降則無法控制處理。如何在建築體沉降過程中精確控制地基的不均勻沉降，確保建築物的建築形態和安全性成為難題。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術存在的問題，本發明具體公開了一種基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法該方法，通過控制地基內不同區域真空度的情況進而控制地基沉降量，可以精確地處理建築體沉降過程由地基不均勻沉降引發的問題，且可以在施工過程以及工後沉降過程中出現由地基不均勻沉降引起的建築物傾斜、地基開裂等現象時，利用該方法控制地基不均勻沉降，使工程回歸正常狀態。
[0005]為了實現上述目標，本發明採用的技術方案如下:
基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，包括以下步驟:
步驟(I)將透水樁制好，樁體為中空管樁，帶有樁帽，且能與樁體嚴格密封；
步驟(2)將樁帽接好排水管，並與預製好的透水樁密封接好，把樁體打入地基地下水位以下；
步驟(3)地基的處理區域劃分單元區域，每個單元區域由相鄰的多個樁體組成，並且每個單元區域配置一個真空排水泵；
步驟(4)布置真空管網，且布設、連接好真空管網後，就地挖溝將管節全部埋入地基中，將外部接口與真空排水泵連接；
步驟(5)在複合地基和基礎之間設置褥墊層，
步驟(6)修築基礎，然後進行上部結構的施工；
步驟(7)建築物沉降過程中出現地基不均勻沉降現象時，通過步驟(3)中劃分的單元區域和配置的真空排水泵，實現對地基內不同單元區域真空度的控制，從而精確控制地基不同區域的沉降量，解決不均勻沉降導致的問題。
[0006]步驟(I)所述的樁帽頂端開有直徑30?60mm的圓孔；樁體強度為15MPa?30MPa，滲透係數為0.0lmm/s?5.4mm/s,樁逕取350?600mm,樁壁厚度取100?200mm,樁體長度為 10 m ?20 m。
[0007]步驟(2)所述的透水樁的間距為1.0 m?2.5 m。[0008]步驟(3)每個單元區域由相鄰的8?20個樁體組成
步驟(3)中所述的管網由主管和支管組成，選用具有一定強度和柔性的PVC塑料管材，主管管徑為60 mm?90 mm,壁厚為2.4 mm?3.5 mm，支管管徑30 mm?60 mm,壁厚為2.0mm?2.5 mm。主管和支管間採用變徑三通、四通連接，同管徑的對接採用網絲膠管連接。
[0009]步驟(5)中所述的褥墊層厚度可取150 mm?300mm。褥墊層材料可選用中粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大於20mm，褥墊層的壓實係數為0.9?0.98。
[0010]所述的樁徑是指樁的直徑，所述的管徑為直徑。
[0011]本發明的有益效果如下:
(I)透水樁的強度及剛度大，具有剛性樁的優點，很大地提高了地基承載力；而且透水樁具有良好的透水性能，滲透係數大，排水速度快，打入地基中形成排水通道，可以快速消散地基在施工過程中產生的超靜孔隙水壓力。由於樁體兼具強度大和透水性好的優點使得上覆荷載在樁體中力的傳遞和地基的排水固結過程耦合在一起，相互促進，加快了地基固結速度，減小了工後沉降。同時，由於透水性樁良好的透水性，可以很好的防止地震引起的地基液化。
[0012](2)通過真空排水泵的抽真空作用對地基施加流體壓力(負壓)，並通過能夠傳遞流體壓力的透水管樁，在較短的時間內將其作用和影響由近及遠地向樁體周圍的區域延伸，最終各樁體的影響區域連成一片，流體壓力也達到動態平衡。通過對各透水管樁中真空度的精確調節，可以掌握整片區域的負孔隙水壓力的大小，控制超靜孔隙水壓力的消散程度，從而達到對整片區域的地基沉降的精確掌控。
[0013](3)如圖1所示，將複合地基劃分單元區域，每個單元區域配置一臺真空排水泵。通過精確控制單元區域中各管樁的真空度，實現對單元區域真空度的精確控制；通過精確控制各單元區域的真空度，實現對建築地基不同區域的地基沉降的精確控制，因此，該方法可以精確地處理實際施工中由地基不均勻沉降引發的問題。如圖2所示，施工進行中出現由地基不均勻沉降引起的建築物傾斜的情況時，由於右側沉降嚴重，所以提高左側單元區域的真空度，增大左側地基區域的沉降量，從而調整建築體傾斜角度，使建築物回歸正常狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1控制單元的劃分圖；
圖2施工中建築體傾斜圖；
圖3單元區域中樁體的分布及管網布置示意圖；
圖中:1單元區域，2透水莊、3真空排水泵，4真空管網。
[0015]具體實施步驟
基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，包括以下步驟:
步驟(I)將透水樁2制好，樁體為中空管樁，帶有樁帽，可與樁體嚴格密封，樁帽頂端開有直徑30?60mm的圓孔；樁體強度為15MPa?30MPa,滲透係數為0.0lmm/s?5.4mm/s,樁逕取350?600mm，樁壁厚度取100?200mm，樁體長度為10 m?20 m。
[0016]步驟(2)將樁帽接好排水管(真空管網4的支管)並與預製好的透水樁密封接好，把樁體打入地基地下水位以下，間距為1.0 m?2.5 m。[0017]步驟(3)地基的處理區域劃分單元區域，每個單元區域I由相鄰的8?20個樁體組成，並且配置一個真空排水泵3。
[0018]步驟(4 )布置真空管網4，該管網由主管和支管組成，選用具有一定強度和柔性的PVC塑料管材，主管管徑為60 mm?90 mm,壁厚不小於2.4 mm,支管管徑30 mm?60 mm,壁厚不小於2.0 mm。主管和支管間採用變徑三通、四通連接，同管徑的對接採用網絲膠管連接。布設、連接好真空管網後，就地挖溝將管節全部埋入地基中，將外部接口與真空排水泵連接。
[0019]步驟(5)在複合地基和基礎之間設置褥墊層,褥墊層厚度可取150 mm?300mm。褥墊層材料可選用中粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大於20_，褥墊層的壓實係數不應小於 0.9。
[0020]步驟(6)根據工程需要修築合適的基礎，然後進行上部結構的施工。
[0021]步驟(7)建築物沉降過程中出現地基不均勻沉降現象時，提高沉降量較小的單元區域的真空度，通過對地基內真空度的控制及外部測量儀器的觀測，精確控制地基沉降量，解決不均勻沉降引發的問題。
[0022]實例一:
某地區天然地基持力層(硬殼層)較薄，埋深在4 m?20 m左右的土為高壓縮性、高靈敏度、低強度、低滲透性的淤泥質粘性土，含水量高，孔隙率大，土壓縮模量小，厚度在10 m?25 m,是天然地基的主要軟弱下臥層，現需在該基礎上修建長38m，寬21m，高32m的住宅樓。由於持力層較薄，下臥軟弱土層較厚，所以，為了提高地基承載力，並且精確處理地基不均勻沉降引發的問題，可採用基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法對這類工程需要進行處理。
[0023]透水樁體採用管樁布置，將樁帽接好排水管(真空管網的支管)並與預製好的透水樁密封接好，把樁體打入地基地下水位以下。地基劃分單元區域，每個單元區域由相鄰的8?20個樁體組成，並且配置一個真空排水泵。布置真空管網，主管和支管間採用變徑三通、四通連接，同管徑的對接採用網絲膠管連接。布設、連接好真空管網後，就地挖溝將管節全部埋入地基中，將外部接口與真空排水泵連接。鋪設褥墊層，修築基礎，然後進行上部結構施工。當工程出現不均勻沉降問題時，提高地基沉降量較小的單元區域的真空度，精確控制地基沉降量，解決不均勻沉降引發的問題。
[0024]施工時，所有樁體垂直度誤差不大於1.5%。所有樁體直徑相同，樁逕取350?600mm，樁壁厚度100?200mm，長度10 m?20 m，樁體抗壓強度不低於15MPa，滲透係數不低於0.01mm/s。樁體間距為1.0 m?2.5 m。真空管網主管管徑為60 mm?90 mm,壁厚不小於2.4 mm,支濾管管徑30 mm?60 mm,壁厚不小於2.0 mm。
[0025]實例二:
某單位一幢5層磚混加框架結構辦公樓，平面尺寸約76X 18 m，建築面積為3 900 m2。地質情況由上到下為雜填土、淤泥質粘土、淤泥質粉質粘土、淤泥質粘土及粉質粘土，其中，淤泥質粉質粘土呈流塑狀態，厚度2.4?3.6m，下層淤泥質粘土最大厚度2.5m，粉質粘土厚度3.5m?5.2m。為了預防和處理地基不均勻沉降導致的問題，可採用基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法對該地基進行處理。
[0026]透水樁體採用管樁布置，將樁帽接好排水管(真空管網的支管)並與預製好的透水樁密封接好，把樁體打入地基地下水位以下。地基劃分單元區域，每個單元區域由相鄰的8?20個樁體組成，並且配置一個真空排水泵。布置真空管網，主管和支管間採用變徑三通、四通連接，同管徑的對接採用網絲膠管連接。布設、連接好真空管網後，就地挖溝將管節全部埋入地基中，將外部接口與真空排水泵連接。鋪設褥墊層，修築基礎，然後進行上部結構施工。當工程出現不均勻沉降問題時，精確控制各單元區域的真空度，解決不均勻沉降引發的問題。
[0027]施工時，所有樁體垂直度誤差不大於1.5%。所有樁體直徑相同，樁逕取300?800mm，樁壁厚度100?300mm，長度10 m?20 m，樁體抗壓強度不低於15MPa，滲透係數不低於0.01mm/s。樁體間距為1.0 m?3.5 m。真空管網主管管徑為60 mm?90 mm,壁厚不小於2.4 mm,支濾管管徑30 mm?60 mm,壁厚不小於2.0 mm。
【權利要求】
1.基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟(I)將透水樁制好，樁體為中空管樁，帶有樁帽，且能與樁體嚴格密封； 步驟(2)將樁帽接好排水管，並與預製好的透水樁密封接好，把樁體打入地基地下水位以下； 步驟(3)地基的處理區域劃分單元區域，每個單元區域由相鄰的多個樁體組成，並且每個單元區域配置一個真空排水泵； 步驟(4)布置真空管網，且布設、連接好真空管網後，就地挖溝將管節全部埋入地基中，將外部接口與真空排水泵連接； 步驟(5)在複合地基和基礎之間設置褥墊層； 步驟(6)修築基礎，然後進行上部結構的施工； 步驟(7)建築物沉降過程中出現地基不均勻沉降現象時，通過步驟(3)中劃分的單元區域和配置的真空排水泵，實現對地基內不同單元區域真空度的控制，從而精確控制地基不同區域的沉降量，解決不均勻沉降導致的問題。
2.如權利要求1所述的基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，其特徵在於， 步驟(I)所述的樁帽頂端開有直徑30?60mm的圓孔；樁體強度為15MPa?30MPa，滲透係數為0.0lmm/s?5.4mm/s,樁逕取350?600mm,樁壁厚度取100?200mm,樁體長度為10 m ?20 m。
3.如權利要求1所述的基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，其特徵在於，步驟(2)所述的透水樁的間距為1.0 m?2.5 m。
4.如權利要求1所述的基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，其特徵在於，步驟(3)每個單元區域由相鄰的8?20個樁體組成。
5.如權利要求1所述的基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，其特徵在於，步驟(3)中所述的管網由主管和支管組成，選用PVC塑料管材，主管管徑為60 mm?90 mm,壁厚為2.4 mm?3.5 mm,支管管徑30 mm?60 mm,壁厚為2.0 mm?2.5 mm ;主管和支管間採用變徑三通、四通連接，同管徑的對接採用網絲膠管連接。
6.如權利要求1所述的基於不均勻沉降動態精確控制的地基處理方法，其特徵在於，步驟(5)中所述的褥墊層厚度取150 mm?300_ ;褥墊層材料選用中粗砂或級配砂石,最大粒徑不大於20mm，褥墊層的壓實係數為0.9?0.98。
【文檔編號】E02D3/10GK103628467SQ201310720596
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】崔新壯, 湯濰澤, 金青, 張炯, 婁俊傑, 隋偉, 張娜 申請人:山東大學