專利名稱：軟土地基lcsg樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟土地基處理領(lǐng)域，涉及一種軟土地基長芯混凝土復(fù)合碎石樁 (Long-Concrete Short-Gravel樁，以下簡稱“LCSG樁”)與真空預(yù)壓聯(lián)合處理方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前，沿海地區(qū)越來越多的高層建筑、高速公路、機(jī)場、碼頭、廠房、倉庫、油管等構(gòu)筑物修建在深厚的軟土地基上。這類構(gòu)筑物承受的上部荷載很大，并且對沉降非常敏感。沿海軟土地基通常具有含水率大、孔隙比大、強(qiáng)度底、固結(jié)速度慢等特點；有的則在動力荷載作用下容易產(chǎn)生液化，喪失承載能力。上部構(gòu)筑物施工完畢后，軟土地基通常會有一個歷時3至 5年甚至更長時間的豎向沉降和側(cè)向變形過程，這將嚴(yán)重影響上部構(gòu)筑物的使用，有必要對天然軟土地基進(jìn)行加固處理。大面積加固軟土地基通常采用堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法，這兩種方法均能使地基強(qiáng)度提高、并提前完成一定的沉降量。堆載預(yù)壓法是在構(gòu)筑物建造使用之前，通過臨時堆填堆載材料增加土體總應(yīng)力，進(jìn)而對地基施加預(yù)壓；但其需要大量的土體、塊石等堆載材料， 且容易在靠近地表處產(chǎn)生較大的側(cè)向變形導(dǎo)致地基失穩(wěn)，在實際工程的推廣應(yīng)用中受到了一定的限制。真空預(yù)壓法是通過抽真空，在土體總應(yīng)力不變的情況下降低孔隙水壓力、增加土體有效應(yīng)力，靠內(nèi)外壓力差產(chǎn)生預(yù)壓效果，將土中的孔隙水排出；但其預(yù)壓力一般在 SOltfa左右，預(yù)壓效果偏小，工期較長，也不能滿足上部構(gòu)筑物的使用要求。無論是堆載預(yù)壓還是真空預(yù)壓，它們對軟土地基承載力的提高均是有限的，很多情況下無法滿足上部較大荷載或特殊使用功能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)傳統(tǒng)真空預(yù)壓地基處理方法的不足，本發(fā)明的第一方面目的是提供一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于包括由若干LCSG樁組成的樁基層，所述的LCSG樁包括混凝土樁芯，以及設(shè)置于混凝土樁芯外圍的碎石樁套，水平墊層設(shè)置于樁基層的上方，真空預(yù)壓系統(tǒng)設(shè)置于水平墊層的上方。進(jìn)一步地
所述的LCSG樁，混凝土樁芯的長度大于碎石樁套的長度?；炷翗缎镜闹睆綖?.細(xì)、長度為20. Om,碎石樁套的直徑為0. 5m、長度為12m， LCSG樁之間的間距為2. 5m?；炷翗缎镜闹睆綖?. 6m、長度為30. Om,碎石樁套的直徑為0. 8m、長度為20m， LCSG樁的間距為3. 0m。所述的水平墊層采用中砂或者粗砂，水平墊層厚度為0. 3 0. 5m,在整個地基范圍內(nèi)鋪設(shè)。真空預(yù)壓系統(tǒng)包括真空預(yù)壓管路及密閉裝置、真空泵，真空預(yù)壓管路及密閉裝置鋪設(shè)于水平墊層的上方，真空泵與真空預(yù)壓管路相連。所述的真空預(yù)壓管路采用外包90g/m2無紡?fù)凉げ嫉臑V管，所述的密閉裝置采用工
3廠熱合一次成型密封橡膠膜或者PVC密封膜。所述的真空泵采用射流真空泵，每臺射流真空泵控制面積為800m2，在密封膜下真空度持續(xù)10天達(dá)到80 kPa以上。本發(fā)明另一方面提供一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理方法，包括以下步驟
1、在軟土地基表面鋪設(shè)水平褥墊層；
2、在鋪設(shè)好水平褥墊層的軟土地基上，采用沉管法在同一位置先后施打不同深度的碎石和混凝土，形成碎石樁套和混凝土樁芯，碎石樁套圍繞在混凝土樁芯的上部外側(cè)，形成 LCSG樁；LCSG樁依次打設(shè)完成后，逐樁補(bǔ)足地表的水平墊層；
3、在水平墊層上鋪設(shè)真空預(yù)壓管路及密閉裝置，并通過真空泵進(jìn)行真空預(yù)壓加載，預(yù)壓加載完成后，完成地基處理工作。進(jìn)一步地
步驟2中所述的打設(shè)LCSG樁，先通過沉管法打設(shè)碎石樁至其設(shè)計標(biāo)高；再通過沉管法在原位打設(shè)混凝土樁芯至其設(shè)計標(biāo)高，同時把先打設(shè)的碎石樁體擠成環(huán)繞在混凝土樁芯上部周圍成圓環(huán)形樁套，組成LCSG樁。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的LCSG樁體具有承載、限制側(cè)向變形、豎向加筋、防止液化的作用，同時對地基土有擠密作用，其碎石樁套兼作真空預(yù)壓的豎向加壓通道，減少了傳統(tǒng)真空預(yù)壓的豎向排水體施工程序；水平墊層主要具有傳遞表層真空壓力和調(diào)整樁與樁間土應(yīng)力分布的作用；真空預(yù)壓主要具有預(yù)壓固結(jié)、加速排水、減少工后沉降的作用。本發(fā)明具有控制總沉降、減小側(cè)向變形、防止液化、消除快速加載引起的地基剪切破壞等作用；設(shè)備簡單、降低成本并能合理的縮短建設(shè)工期。


圖1是本發(fā)明軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置的示意圖。圖中1是混凝土樁芯；2是碎石樁套；1和2共同形成LCSG樁；3是水平墊層；4是真空預(yù)壓管路及密閉裝置；5是真空泵。
具體實施例方式
實施例1
如圖1所示，圖1為本實施例的一種軟土地基LCSG樁與堆載預(yù)壓聯(lián)合處理方裝置，所述的聯(lián)合處理裝置包括
樁基層，樁基層包括若干LCSG樁，每根LCSG樁包括由圓柱形混凝土灌注而成的混凝土樁芯1，與混凝土樁芯1澆筑在一起的碎石樁套2，混凝土樁芯1和碎石樁套2組成LCSG樁， 混凝土樁芯1的長度大于碎石樁套2的長度；本實施例中LCSG樁的混凝土樁芯1的直徑為 0.細(xì)、長度為20. 0m，碎石樁套2的直徑為0. 5m、長度為12m，LCSG樁之間的間距為2. 5m。水平墊層3 ；水平墊層3采用粗砂，厚度為0. 3m，在整個地基范圍內(nèi)鋪設(shè)；
真空預(yù)壓系統(tǒng)，包括預(yù)壓管路及密閉裝置4、真空泵5 ；真空預(yù)壓管路及密閉裝置4分別采用外包90g/m2無紡?fù)凉げ嫉臑V管和在工廠熱合一次成型密封橡膠膜；真空泵5采用射流真空泵，每臺控制面積為800m2，在密封膜下真空度持續(xù)10天達(dá)到80 kPa以上。本實施例的軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理方法，包括如下步驟 1、在軟土地基表面鋪設(shè)水平墊層3 ；2、通過沉管法打設(shè)碎石樁至其設(shè)計標(biāo)高；
3、通過沉管法在原位(步驟二打樁處)打設(shè)混凝土樁芯1至其設(shè)計標(biāo)高，同時把步驟二打設(shè)的碎石樁體擠成環(huán)繞在混凝土樁芯1上部周圍的圓環(huán)形樁套2，形成LCSG樁(1+2)；
4、在場地不同處按照設(shè)計位置依次打設(shè)LCSG樁；
5、在打好LCSG樁的地基上鋪設(shè)真空預(yù)壓管路及密閉裝置4；
6、通過真空泵5進(jìn)行真空預(yù)壓加載，預(yù)壓排水至設(shè)計要求后，完成地基處理工作。本處理方法具有控制總沉降、減小側(cè)向變形、防止液化、消除快速加載引起的地基剪切破壞等作用；設(shè)備簡單、降低成本，并能將工期縮短1/3左右。實施例2:
本實施例的一種軟土地基LCSG樁與堆載預(yù)壓聯(lián)合處理裝置和方法同實施例1，區(qū)別在于本實施例中LCSG樁的混凝土樁芯1的直徑為0. 6m、長度為30. 0m，碎石樁套2的直徑為 0. 8m、長度為20m，LCSG樁的間距為3. Om ；水平墊層3采用中砂，水平墊層厚度0. 5m，在整個地基范圍內(nèi)鋪設(shè)；真空預(yù)壓管路及其密閉設(shè)施預(yù)壓系統(tǒng)4采用外包90g/m2無紡?fù)凉げ嫉臑V管和PVC密封膜；真空泵5采用射流真空泵，每臺控制面積設(shè)為800m2。同時要求密封膜下真空度持續(xù)10天達(dá)到80 kPa以上。本處理方法具有控制總沉降、減小側(cè)向變形、防止液化、消除快速加載引起的地基剪切破壞等作用；設(shè)備簡單、降低成本，并能將工期縮短1/3左右。
權(quán)利要求
1.一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于包括由若干LCSG樁組成的樁基層，所述的LCSG樁包括混凝土樁芯，以及設(shè)置于混凝土樁芯外圍的碎石樁套， 水平墊層設(shè)置于樁基層的上方，真空預(yù)壓系統(tǒng)設(shè)置于水平墊層的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于所述的LCSG樁，混凝土樁芯的長度大于碎石樁套的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于所述的LCSG樁，混凝土樁芯的直徑為0.細(xì)、長度為20. Om,碎石樁套的直徑為0. 5m、長度為12m, LCSG樁之間的間距為2. 5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于所述的LCSG樁，混凝土樁芯的直徑為0. 6m、長度為30. Om,碎石樁套的直徑為0. Sm、長度為20m, LCSG樁的間距為3. Om0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于所述的水平墊層采用中砂或者粗砂，水平墊層厚度為0. 3 0. 5m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于所述的真空預(yù)壓系統(tǒng)包括真空預(yù)壓管路及密閉裝置、真空泵，真空預(yù)壓管路及密閉裝置鋪設(shè)于水平墊層的上方，真空泵與真空預(yù)壓管路相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于所述的真空預(yù)壓管路采用外包90g/m2無紡?fù)凉げ嫉臑V管，所述的密閉裝置采用橡膠密封膜或者PVC密封膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理裝置，其特征在于所述的真空泵采用射流真空泵，每臺射流真空泵控制面積為800m2，在密封膜下真空度持續(xù)10天達(dá)到80 kPa以上。
9.一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理方法，包括以下步驟(1)、在軟土地基表面鋪設(shè)水平褥墊層；(2)、在鋪設(shè)好水平褥墊層的軟土地基上，采用沉管法在同一位置先后施打不同深度的碎石和混凝土，形成碎石樁套和混凝土樁芯，碎石樁套圍繞在混凝土樁芯的上部外側(cè)，形成 LCSG樁；LCSG樁依次打設(shè)完成后，逐樁補(bǔ)足地表的水平墊層；(3)、在水平墊層上鋪設(shè)真空預(yù)壓管路及密閉裝置，并通過真空泵進(jìn)行真空預(yù)壓加載， 預(yù)壓加載完成后，完成地基處理工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理方法，其特征在于步驟2中，打設(shè)LCSG樁，先通過沉管法打設(shè)碎石樁至其設(shè)計標(biāo)高；再通過沉管法在原位打設(shè)混凝土樁芯至其設(shè)計標(biāo)高，同時把先打設(shè)的碎石樁體擠成環(huán)繞在混凝土樁芯上部周圍成圓環(huán)形樁套，組成LCSG樁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟土地基LCSG樁與真空預(yù)壓聯(lián)合處理方法及其裝置，包括LCSG樁、水平墊層和真空預(yù)壓系統(tǒng)。所述的LCSG樁由較長的混凝土樁芯和較短的碎石樁套組成，且樁芯與碎石樁套澆注在一起；碎石樁套的長度為混凝土樁芯長度的1/2~2/3。所述的水平墊層由中、粗砂組成；所述的真空加壓系統(tǒng)包括真空泵、預(yù)壓管路及密閉裝置等，該系統(tǒng)中不再單獨設(shè)置其它豎向排水通道和真空加壓管路，該部分功能由LCSG樁的碎石樁套實現(xiàn)。本發(fā)明具有控制總沉降、減小側(cè)向變形、防止地基土液化、消除快速加載引起的地基剪切破壞等作用；設(shè)備簡單、降低成本并能合理的縮短建設(shè)工期。
文檔編號E02D3/10GK102304913SQ20111018449
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者王偉 申請人:紹興文理學(xué)院