一種海綿蓄水樁改良軟土地基的製作方法

2023-08-14 05:02:26

本發明為土木工程和市政工程所涉及的海綿城市建設技術領域，具體涉及一種海綿蓄水樁改良軟土地基。

背景技術：

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的「彈性」，下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水，需要時將蓄存的水「釋放」並加以利用。但在我國濱海及沿江地區存在著大範圍的軟土地基，滲透係數很小，蓄水能力有限，難以實現吸水、蓄水、滲水、淨水的目的。

海綿蓄水樁技術的目的就在於克服上述缺陷，設計、研究一種使實現軟土地基具有良好的吸水、滲水、蓄水性能的工程措施。

該技術主要是吸收袋裝砂井的施工技術優點，利用類似袋裝砂井的沉樁施工機械進行成孔，打設費用將大大降低。利用模袋技術進行混凝土灌裝，可以保證混凝土成樁的連續性和整體性，避免斷樁產生。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種海綿蓄水樁改良軟土地基，解決軟土地基雨水下滲及蓄存困難的問題，實現解決海綿城市建設工程實踐問題並經濟有效的目的。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種海綿蓄水樁改良軟土地基，其特徵在於軟土地基內設置多個海綿蓄水樁，所述海綿蓄水樁由在椰絲袋內投放透水材料並振動成樁而形成，所述多個海綿蓄水樁間隔設置，樁間距為0.5～1.5m，所述多個海綿蓄水樁的樁頂設條狀透水墊層。

根據本發明的優選實施例，所述透水材料包括椰絲、吸水顆粒和砂石，其中椰絲：吸水顆粒：砂石的體積比例為5~15%：1~5%：80~94%。

其中砂石為礫石砂、粗砂、中粗砂、中砂、級配砂石或碎石。

根據本發明的優選實施例，所述吸水顆粒為高吸水性樹脂，包括澱粉接枝丙烯酸鹽類、接枝丙烯醯胺、高取代度交聯羧甲基纖維素、交聯羧甲基纖維素接枝丙烯醯胺、交聯型羥乙基纖維素接枝丙烯醯胺聚合物中的一種或任意多種的組合。

根據本發明的優選實施例，樁間距為0.5～1.5m，樁徑為30～60cm，樁長為3～10m。

根據本發明的優選實施例，所述海綿蓄水樁平面布置採用正方形或梅花形。

根據本發明的優選實施例，所述條狀透水墊層宜用礫石砂、粗砂、中粗砂、中砂、級配砂石或碎石。

根據本發明的優選實施例，所述條狀透水墊層厚度為10~30cm。

本發明的優點和效果在於由於使用了椰絲袋，使得樁身連續無縮頸斷樁現象。該樁具有良好蓄滲雨水功能，可解決軟土地基雨水下滲及蓄存困難的問題，實現解決海綿城市建設工程實踐問題並經濟有效的目的。海綿蓄水樁技術是軟土地基及海綿城市建設技術交叉發展過程中具有較大突破的新技術。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的平面布置示意圖。

圖2為本發明一實施例的橫斷面布置示意圖。

圖3為海綿蓄水樁的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。

一種海綿蓄水樁改良軟土地基，其特徵在於軟土地基3內設置多個海綿蓄水樁1，所述海綿蓄水樁1由在椰絲袋內投放透水材料並振動成樁而形成，所述多個海綿蓄水樁1間隔設置，樁間距為0.5～1.5m，所述多個海綿蓄水樁的樁頂設條狀透水墊層2，並在所述墊層之上根據工程需要鋪設其他材料4。

如圖所示，所述多個海綿蓄水樁排列成若干行和若干列，所述條狀透水墊層2縱橫分布， 每一行海綿蓄水樁及每一列海綿蓄水樁的樁頂均設置一條條狀透水墊層2，其目的是使得雨水能快速下滲並相對均勻地分布於各個海綿蓄水樁。

樁身外部模袋為椰絲袋，採用椰殼材料製作，須具備抗拉性能好、抗腐蝕能力強、透水性能好、韌性和柔性好等特點。

本發明中使用了特製吸水顆粒，採用高吸水性樹脂製作，高吸水樹脂是一種新型功能高分子材料，具有親水基團、能大量吸收水分而溶脹又能保持住水分不外流的合成樹脂，如澱粉接枝丙烯酸鹽類、接枝丙烯醯胺、高取代度交聯羧甲基纖維素、交聯羧甲基纖維素接枝丙烯醯胺、交聯型羥乙基纖維素接枝丙烯醯胺聚合物等，一般可以吸收相當於樹脂體積100倍以上的水分。尤其適用於淤泥質土、海灘土、淤泥等軟弱地基的海綿化，有助於解決海綿城市建設施工工程的許多實踐問題，節約成本，縮短工期，提高工程質量，提供更好的前景。

由圖1至圖2為所示的本發明實施方式。

圖1所示的為一海綿城市建設工程軟土地基改良時採用海綿蓄水樁處理的平面布置示意圖，圖中樁為梅花形布置、樁間距一般為0.5~1.5m。

圖2所示分別為橫斷面布置示意圖，圖中H為樁長（H一般為3~10m），樁頂設條狀透水墊層（厚度一般為10~30cm），墊層之上為工程所需填料。

本發明的施工工藝：

1）椰絲袋製作。採用椰殼材料製作，須具備抗拉性能好、抗腐蝕能力強、透水性能好、韌性和柔性好等特點。所述椰絲袋採用椰殼材料粉碎並人工合成的椰絲纖維編制而成，纖維直徑宜為1~10mm，單位面積質量宜為40-800g/m2不等，抗拉強度均≥8 KN/m，延伸率30~60%，等效孔徑090宜為0.07~2mm，滲透係數不小於1cm/s。

2）樁身材料製備。強制式攪拌現場製作樁身材料，樁身材料為含椰絲及特製吸水顆粒的礫石砂、粗砂、中粗砂、中砂、級配砂石或碎石等透水性能良好材料。一般椰絲：特製吸水顆粒：礫石砂、粗砂、中粗砂、中砂、級配砂石或碎石等透水性能良好材料的體積比例為5~15%：1~5%：80~94%。高吸水樹脂顆粒宜為圓形或橢圓形，等效直徑宜為0.5~5mm。砂石顆粒6可採用現有技術樁身材料，在此不再贅述。

3）樁機成孔。將套有透水混凝土端靴的鋼製套管沉到預定深度。

4）將攪拌的樁身材料人工或機械灌入椰絲袋中約50cm。

5）將灌有部分樁身材料的椰絲袋放入套管沉到要求深度，繼續投放樁體材料至椰絲袋內，並邊振動邊上拔鋼製套管直至達到地面，完成一根海綿蓄水樁施工。

6）完成所有海綿蓄水樁施工後，在海綿蓄水樁的樁頂鋪設條狀透水墊層2。

實施例：

某工程為濱海軟土地基，原地面表層存在較厚的淤泥質粉質粘土層而導致雨水蓄滲困難。地下水位約在原地面以下4m左右。如不進行處理，難以實現海綿城市建設的功能與目的。

因此採用海綿蓄水樁進行處理。參數：樁徑50cm，樁長4.5m，樁間距1.5m，梅花型布置，處理範圍為擬具備雨水蓄滲功能的場地邊界。

經現場實測及模擬分析：處理後雨水下滲速度明顯提升一個數量級以上，蓄水能力提升一個數量級以上，實現了海綿城市建設的功能與目的。該法施工快速、無汙染，是一種適用於軟土地基改良以實現良好蓄滲雨水功能的新技術方法。