[发明专利]一种灰土防渗膜-搅拌墙联合地基结构及设计方法

说明书

本发明公开了一种灰土防渗膜‑搅拌墙联合地基结构及设计方法，包括沿基础向地下依次设置的场坪封闭层、素土层、第一灰土层、第一防渗膜、第二灰土层以及第二防渗膜，第二防渗膜沿地下方向设置有搅拌墙；设计方法具体包括如下步骤：步骤1：根据湿陷性黄土场坪封闭要求设计场坪封闭层，根据工程所在地区的最大冻土深度确定基础的埋深；步骤2：通过基础埋深减去场坪封闭层厚度确定素土厚度，第一灰土层，第二灰土层，第一防渗膜和第二防渗膜的各项指标；步骤3：搅拌墙由搅拌桩搭接完成，根据湿陷性黄土的剩余湿陷量确定搅拌桩的长度。本发明的结构具有较好的防排水效果，且设计方法的可靠性和安全系数较高。

技术领域

本发明属于地基处理结构及方法技术领域，具体涉及一种灰土防渗膜-搅拌墙联合地基结构及设计方法。

背景技术

现阶段，在Ⅲ级及以上自重湿陷性黄土地区建设变电站工程时，需对地基进行处理。由于变电站建、构筑物自重较轻，因此基础通常为采用浅基础。但同时Ⅲ级及以上自重湿陷性黄土的湿陷不是由于地基承载力不够而进行地基处理，主要原因是由于自重湿陷性黄土遇到水后的急剧沉降和承载力快速降低造成的。现阶段，常用的处理方法有灰土挤密桩发和强夯法，浸水处理在极个别工程中也有应用。但在实际工程中，采用灰土挤密桩和强夯时不仅施工工艺复杂，对场地的要求较高，成本较高；且在采用浸水处理时，对水的需求较多，工期较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种灰土防渗膜-搅拌墙联合地基结构及设计方法，该方法可替代挤密桩法、强夯法和浸水法处理大厚度湿陷性黄土地基，解决了目前灰土挤密桩和强夯时不仅施工工艺复杂，对场地的要求较高，成本较高；且在采用浸水处理时，对水的需求较多，工期较长的问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种灰土防渗膜-搅拌墙联合地基结构及设计方法，包括沿基础向地下依次设置的场坪封闭层、素土层、第一灰土层、第一防渗膜、第二灰土层以及第二防渗膜，第二防渗膜沿地下方向设置有搅拌墙；

设计方法具体包括如下步骤：

步骤1：根据湿陷性黄土场坪封闭要求设计场坪封闭层，根据工程所在地区的最大冻土深度确定基础的埋深，埋深大于工程所在地区的最大冻土深度，埋深满足基础结构设计要求；

步骤2：通过基础埋深减去场坪封闭层厚度确定素土厚度，根据变电站的电压等级确定第一灰土层厚度为1m，第二灰土层的厚度为0.3m，第一灰土层和第二灰土层的其他指标按照灰土垫层法确定，确定第一防渗膜和第二防渗膜的指标；

步骤3：搅拌墙由搅拌桩搭接完成，搅拌桩的孔径根据变电站的电压取值，搅拌桩的长度根据湿陷性黄土的剩余湿陷量取值。

本发明的特点还在于，

步骤2中，第一防渗膜和第二防渗膜指标包括第一防渗膜和第二防渗膜的厚度、断裂强度、密度、屈服强度、屈服伸长率、断裂伸长率、直角撕裂负荷、穿刺强度、耐环境应力开裂时间、炭黑含量以及尺寸稳定性。

步骤2中，第一防渗膜和第二防渗膜的厚度为1.5-2mm，密度应在0.939g/cm³及以上，屈服强度大于22N/mm，断裂强度大于40N/mm，屈服伸长率大于等于12％，断裂伸长率为700％，直角撕裂负荷应大于等于187N，穿刺强度大于等于480N，耐环境应力开裂时间大于等于300h，炭黑含量为2％-3％，尺寸稳定性±2％。

步骤3中，搅拌桩的孔径根据变电站的电压取值具体为：搅拌桩的孔径在110kV及以下电压等级的变电站时为0.5m，搅拌桩的孔径在110kV以上电压等级的变电站时为0.6m。

步骤3中，搅拌桩的长度根据湿陷性黄土的剩余湿陷量取值具体为：剩余湿陷量不大于150mm，在剩余湿陷量控制下，对于110kV及以下电压等级的变电站，搅拌桩最大桩长为20m，对于110kV以上电压等级的变电站，最大桩长为25m，搅拌桩搭接长度大于200mm。