[發明專利]亂堆石填土地基中沉管內沖擊錘破碎土振動擠密處理方法

有效

• 申請號: 200910099163.9
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101899827A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 嚴平
• 申請（專利權）人: 嚴平
• 主分類號: E02D3/054
• 分類號: E02D3/054;E02D3/08;E02D5/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于亂堆石填土地基處理新技術——沉管內沖擊錘破碎土振動擠密地基處理方法。這種技術主要針對開山填溝、開山填海(湖、河)形成的亂堆石填土地基的處理，為在此類地基上改造道橋、水利、市政管道及工業與民用建筑等工程項目時，提供了一種地基處理的新方法。

背景技術

在如道橋工程、水利工程、市政管線工程、工業與民用建筑工程等土木工程建設中，根據需要常進行開山填溝、開山填海、填湖填河施工，由此形成了這類亂堆石填土地基。這種亂堆石填土地基的特點是：

1、填土層由顆粒大小很不均勻的亂石組成，顆粒的大小很不均勻，大的有直徑超過1～2m的巨石；

2、填土層顆粒的排列骨架很不均勻，存在著很大的空隙及不穩定性，在外力下易產生顆粒重新排列而產生局部的塌陷；

3、填土層的厚薄和埋深及分布很不均勻，薄淺處是基巖外露，厚處可達幾十米；

4、填土層下常有軟下臥層，尤其是填湖海工程，地基在填土層作用下還處于下沉狀態，變形遠未達穩定。

由于這類亂堆石填土地基的顆粒及分布極不均勻，現行的各種樁型幾乎無法穿越成樁，而唯一的沖抓成孔樁也存在成樁困難、施工速度慢、造價高等缺點。此外處理這類填土現行的強夯法和灌漿法由于其處理深度有限，而且無法解決軟下臥層的強度、變形和穩定問題而受限制。因此如何處理好這類亂堆石填土地基，使在這類地基上安全的建造各類土木工程項目是目前巖土工程界的難題。

發明內容

本發明針對土木工程中常見的亂堆石填上地基，開發出一種能對其進行淺層和深層地基處理的新技術，這種地基處理新方法是利用新開發的沉管內帶沖擊錘破碎土振動擠擴樁機，采用沖擊錘破碎土結合沉管頭振動擠擴和二次破碎方法，可以對亂堆石填土地基根據工程需要進行深層和淺層擠密置換地基處理，也可穿越亂堆石填土層進入設計持力層形成工程樁，使滿足在此類地基上建造各種土木工程項目對地基基礎的要求。

本發明解決其技術問題采用的技術方案

本發明解決其技術問題采用的技術方案是利用新開發的沉管內帶沖擊錘破碎土振動擠擴樁機，利用管頭的特殊構造，在遇地基中大塊石等障礙無法振動沖擊沉管時，啟動管內自由落體沖擊錘對塊石進行沖擊破碎，同時結合沉管振動錘的振動與沖擊再次對塊石進行破碎和擠擴；必要時在沉管中填入砼、碎石、砂、爐渣等，對填土地基的淺層和深層進行沖擊、擠擴和擠密處理。也可根據需要在沉管過程中進行灌漿等加固處理；對要進行填土下臥層處理的地基，可直接施工工程樁，以滿足各種工程對地基的要求。

附圖說明

附圖1：沉管振動錘與沖擊錘及擠擴頭的構造簡圖；

附圖2：沉管破碎土擠擴擠密地基處理原理示意；

附圖3：亂堆石填土層淺層和深層的柔性樁處理示意圖；

附圖4：亂堆石填土層淺層和深層的剛性樁處理示意圖；

附圖5：亂堆石填土層淺層和深層的高壓注漿處理示意圖；

附圖6：穿過亂堆石填土層的剛性樁基礎；

附圖7：穿過亂堆石填土層對軟下臥層進行高壓注漿或旋噴樁加固形成的復合地基。

圖中：1——樁沉管；2——沉管擠擴頭；3——管內沖擊錘；4——沉管振動錘；5——擠擴頭側向破碎合金凸出刀頭；6——沖擊錘頭合金破碎刀頭；7——沉管頭破碎合金刀頭。

具體實施方式

根據亂堆石填土層的厚度，填土下臥層的土性，以及建造在這類地基上土木工程項目對地基的要求，對此類亂堆石填土地基的處理可分為對填土層本身的處理和填土層下軟下臥層的處理兩個部分。根據建造的工程對這類亂堆石填土地基的要求，本發明方法對此類填土層的處理可有如下實施方式：

1、按樁位網格狀平面布置，采用管內錘沖擊振動沉管的擠擴擠密作用，使亂堆塊石堆疊結構進行錯位擠密。其中管內錘的沖擊起到破碎大塊石使管下沉和對地基的夯擊擠密作用，振動錘帶動沉管的振動與沖擊起到對塊石二次破碎擠擴和擠密作用，如此相結合可對此類填土層進行淺層和深層的擠密處理；

2、在上述“1”沉管擠密作用的同時，在沉管中投入碎石、砂或爐渣等，利用管內錘的夯擊對填土層進行擠填作用，振動拔管后形成碎石樁、砂樁或爐渣樁等柔性樁復合地基；

3、在上述“1”沉管擠密作用的同時，在沉管內先投入干硬性砼，同樣利用管內錘的夯擊對填土層進行擠填。沉管到設計標高后灌入砼(必要時可放入鋼筋籠)振動上拔形成剛性樁復合地基；

4、在上述“1”沉管擠密作用的同時，在管內灌砂沖水，對亂堆石空隙進行擠填，并可根據需要進行灌水泥漿作業，對亂填石地基進行注漿加固處理。