[发明专利]稳定基础地面成型方法

说明书

本发明提供了一种将给定场地的现有地面转化成更稳定基础地面的方法。该方法包括以下步骤：在现有地面的表面周围界定一个轮廓区域；在整个轮廓区域内开挖土壤，开挖深度穿过不同土壤类型的土层；通过将不同土壤类型的土层均匀地混合在一起，改良开挖土壤，在某些情况下包括外部来源的土壤；将改良土壤回填到轮廓区域，填充开挖深度；将回填到轮廓区域的改良土壤压实，从而形成高结构能力和低压缩性的稳定基础地面。

相关申请

本申请请求于2015年11月16日申请的美国临时专利申请62/255，658的优先权，美国临时专利申请62/255，658的内容通过引用纳入本文中。

技术领域

本发明涉及土壤转化。更具体地，它涉及将给定场地的现有地面转化为更稳定基础地面的方法，还涉及在其上形成的基础结构。

背景技术

为了获得高承载能力进行抗液化稳定化，并降低深层基土的可压缩性，这些是保证其上建造工程结构稳定性的基本要求。这对于确保现有渗流梯度下和通过土体内渗透渠道的内部侵蚀不会导致沉降，甚至形成天坑，也同样重要。对于桥梁、大坝、高层建筑物和挡土结构等大型和/或易受影响结构，这些要求尤其重要。一般情况下，这也是斜坡和堆场的主要关注事项，特别是在斜坡和堆场附近修建和使用道路和铁路时。这也是污染土壤和尾矿挡土结构的进一步关注事项。

基土的性质对基础的承载能力和抗液化能力有重要影响。地球表面的广阔区域都被松散的沉积土层所覆盖，包括级配不良土壤厚地层，而这些级配不良土壤在地震中易液化，即使在深度压密后仍不稳定。一般情况下，压密后这些土壤的容许承载能力不会大于150kPa，并且在地震期间仍然易受液化影响。因此，根据给定位置的不同，天然土壤可能不适合支承某些类型的大型和/或易受影响结构。

有几种技术可以改善土壤条件，使土壤更适合于支承上方结构。这些技术涉及通过使用专门工具压密土壤和/或通过在土壤中嵌入专门结构来加固土壤。虽然事实证明这些技术在一些应用场合很有用，但仍有很大的改进空间。

强夯法通过反复的高能冲击来增加土壤密度。这项技术涉及以固定间隔将重物反复抛落在地面上。重物的冲击力使地面变得紧密，从而增加其承载能力。这种技术对于级配良好的土壤最有效，深度大于10m时不需要压密。缺点为由于振动，高能量冲击会对铁路轨道或建筑物等附近结构产生不良影响。此外，在深度上存在不良土壤或物质对直接强夯法的效率影响很大。如果在土壤中形成或存在易受影响的粘土，这种影响会更加明显。

振冲法又称振冲密实法，是通过振动提高土壤密度的另一种土壤压密技术。这种技术涉及在地面中振动圆柱形振浮压实机或柱塞，促进土粒以更密实的方式重新排列。振浮压实机的振动引起土粒的加速和振动，使振浮压实机下降进入地面中。一旦土壤被充分压实，即可从地面中抬出振浮压实机。与强夯法一样，这种技术最适合用于级配良好的土壤。这种技术缺点为造价较高，并且对粒径分布均一的土壤无效。此外，该技术在地下处理过的土壤之间会留下大量不稳定土壤，无法在相邻结构接近的地方进行。