[发明专利]土工布轻质活性材料桩处理软土地基的方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程建设领域，具体涉及一种对软土进行加固处理的方法。

背景技术

软土一般是指在静水和缓慢流水环境中沉积，以黏粒为主并伴有微生物作用的近代沉积物。其呈软塑到流塑状态，外观是以灰色为主的细土粒，如淤泥和淤泥质土、泥炭土和沼泽土，以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。其中淤泥和淤泥质土是软土的主要类型。

软土地基处理就是对建筑物或设备的基础下的受力层进行提高其强度和稳定性的强化处理，以改善或加固地基的天然状态，使之符合工程要求的技术措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土工布轻质活性材料桩处理软土地基的方法，该方法适用于深厚软基的浅层处理，其加固效果好。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是土工布轻质活性材料桩处理软土地基的方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)轻质活性材料的准备：轻质活性材料由下述三种原料组成：①生石灰，②废石膏，③粉煤灰、炉渣或矿渣；按各原料所占重量份数为：①生石灰1份，②废石膏0.05～0.5份，③粉煤灰、炉渣或矿渣1～2份，选取各原料；

将上述组成轻质活性材料的三种原料装入混合料拌和系统的集料斗中，并通过螺旋上料机输入搅拌机内均匀拌和2～3min，得到轻质活性材料，然后卸入气压储料仓内；

混合料拌和系统包括螺旋上料机、集料斗、搅拌机、气压储料仓、气压阀、装料管、鼓风机、阀门，集料斗的输出口位于螺旋上料机的输入口的上方，螺旋上料机输出口位于搅拌机的输入口的上方，搅拌机的输出口与气压储料仓的输入口相连，气压储料仓的下端由气管与鼓风机的输出口相连，气管上设有气压阀，装料管的一端与气压储料仓的下端输出口相连，装料管的另一端为出料端，气管上设有阀门，阀门位于气压阀与鼓风机之间；

2)土工布桩筒袋和引孔桩管的准备：①土工布桩筒的准备：用土工织物加工成筒状，得到土工布桩筒袋，土工布桩筒袋直径大于钢套管的内径2～4cm；

②引孔桩管的准备：引孔桩管由钢套管和管底门组成，钢套管的底部铰接管底门，管底门至少有3扇；钢套管的内径等于设计桩的外径，钢套管的上端与空心振动锤上的钢管法兰连接，钢套管上部侧壁预留塞放土工布桩筒袋的圆孔，圆孔下边部至管底门的长度为设计桩长；

3)打桩机就位，由打桩锤将引孔桩管打桩至设计深度；

4)从钢套管上部侧壁预留的圆孔内塞放进长度等于设计桩的土工布桩筒袋，土工布桩筒袋的进料口伸出钢套管上部预留的圆孔外；

5)将混合料拌和系统的装料管与土工布桩筒袋的进料口相联接；

6)开启混合料拌和系统的气压储料仓下的气压阀，并打开鼓风机前的阀门，开启鼓风机将气压储料仓内的轻质活性材料通过气压吹填入土工布桩筒袋内，并直至装填满土工布桩筒袋，关闭气压储料仓下的气压阀、关闭气管上的阀门，从土工布桩筒袋内移出装料管口，扎紧土工布桩筒袋的进料口；

7)从穿过空心振动锤的空心孔的钢管上口吊放入直径小于钢管内径的重锤，用重锤夯压装满轻质活性材料的土工布桩筒袋，并开启空心振动锤振动上拔钢套管，钢套管被吊着上升离开软土地基；装满轻质活性材料的土工布桩筒袋在重量作用下留在原位，轻质活性材料汲取软土地基中的孔隙水，并经过水化反应形成土工布轻质活性材料桩；

8)从复步骤3)～7)，至软土地基加固处理完毕。

土工布轻质活性材料桩处理软土地基的方法是：将生石灰、废石膏与粉煤灰(或炉渣、矿渣)等轻质材料按一定比例混合搅拌使之成为可遇水反映并能固化的轻质活性材料，并通过本发明的工艺措施，将该轻质活性材料装填进已沉入软土地基上的土工布桩筒袋(桩筒型)内，使之在软土中形成桩基，并具有多种机理的地基处理效果。土工布是指由专门生产的具有抗酸碱能力的土工织物布缝制。

土工布轻质活性材料桩处理软土地基的作用机理是对软土的脱排水固结、挤密、轻质材料置换和基桩承力，其地基处理的具体原理可包括：

1、生石灰极易吸水，可降低桩周软弱土体的含水量，减少土体间的孔隙率。

2、生石灰吸水膨胀使桩间土体产生强大的挤压力，进而可使土体挤密，孔隙比减少，土体在密实中提高承载能力。

3、生石灰与粉煤灰(或炉渣、矿渣)遇水发生火山灰反应，而废石膏与粉煤灰(或炉渣、矿渣)生成三硫型钙矾石，反应生成物在土工布袋内形成具有较高强度、水硬性及水稳性的承力基桩。