[发明专利]利用工业废渣综合处理软土地基的方法及机具

说明书

本发明属于地基处理方法，具体涉及采用填渣强夯挤淤法及夯扩渣桩加填渣强夯法处理软土地基的方法及其机具。

随着四化建设的蓬勃发展、高大重型建筑越来越多，建筑用地日趋紧张，好多建筑项目由于环境条件所限，不得不在地质条件较差的软土地基上兴建，而这些松软的地基，必须经过加固处理，才能满足使用要求，对于一般建筑，由于荷载不大，对地基要求不高，通过一般处理，就能满足要求，如遇高大重型建筑，对地基强度的变形要求很高，大面积深厚软土地基的处理，就是非常困难和不易解决的难题，对这种软基的处理，国内外尚无良策。

排水固结法是国内外普遍应用且行之有效的一种软土处理方法，但工期长、速度慢，且处理效果很难满足大型建筑的设计要求，如采用桩基，则因其费用高、施工难度大、噪音、空气污染等公害，也很难使人接受，故此大面积深厚软基的处理，确系一种难题。

此外，许多钢厂生产排出的废渣（冶金渣），由于没有找到使用途径，堆积如山，成为社会的一种污染源。

本发明的目的在于提供一种利用工业废渣综合处理软土地基的方法及机具，即渣料回填强夯挤淤法及夯扩渣桩加填渣强夯法。

采用本方法既可使软土地基得到处理、满足了重型建筑物的使用要求，又处理了工业废渣（冶金渣），变废为宝、消除污染源。

本处理方法根据淤泥及淤泥质软土深浅程度分两种方法处理：

对于淤泥及淤泥质软土厚度≤5M的地基处理采用直接填渣强夯挤淤法，即先在地基表面满铺一层1-1.5M的渣料并强夯三遍，再以正方形或梅花形布点，按隔行或隔行、隔点跳打，随打随填渣入夯坑，将坑内渣料夯击密实，形成一个个渣柱，贯彻于淤泥及淤泥质软土层，将淤泥挤向各渣柱四周固结，最后形成高强度的渣柱及柱间土组成的复合地基。

对于淤泥及淤泥质软土厚度＞5M的地基处理采用夯扩渣桩加填渣强夯法，即先在地基表面满铺一层1-1.5M的渣料，接着按梅花形布桩点，隔行、隔点利用专用机具在点上打直径大于或等于500MM，深大于5M的夯扩渣桩，桩体材料选用经加工破碎了的渣料充填，经扩底，分段填装渣料夯实扩粗，形成一根根有扩大端头的高度密实，竖向透水性好的圆柱体渣桩，各点渣桩全部打完后，进行一次低能级满夯，然后再堆填渣料，强力夯实，形成下卧层软土地基内有渣桩与桩间土组成的复合地基。这样，桩身既是软土固结的竖向排水体，又是复合地基负担上部荷载的主要支承体，上部持力层则是夯击密实、强度极高的渣料硬壳垫层，它能承受很大的（300kpa以上的）基底压力，此外，通过硬壳层的应力扩散，使下卧层复合地基受力更小，减少结构沉降。

上述方法所用渣料可以是工业废渣、矿渣、碎石、毛石等。

用于夯扩渣桩加填渣强夯法的专用机具由等长的桩管和芯管组成，该芯管被套入芯管内，且相互之间留有25MM以内的间隙，长度为5-15M，桩管的管壁上每隔1.5-2M远开一加料口，以便就地面填充渣料，避免了高空加料。

下面结合附图详细说明本发明的实施例：

附图1为直接填渣强夯挤淤法工艺流程图。

附图2为夯扩渣桩加填渣强夯法工艺流程图。

附图3为用于夯扩渣桩的机具结构图。

本实施例在某钢厂烧结厂配套工程拟建场地，所用渣料为钢厂冶金钢渣，勘察面积27万平方米，淤泥及淤泥质土层厚度为3.5-12.5M的软土地基上，平均地面标高在+23M左右，设计地面标高为+28M，地下水位在21.5-22M之间，天然地表下3.5-12.5M为运河相及湖塘相淤泥、淤泥质沉积和淤积层，含水量一般超过液限、隙比e＞1、[R]值在40-60kpa左右，其设计要求地基的各项技术指标是：

一、重型（一类）厂房：

1、基底允许承载力[R]≥300kpa;

2、钢渣夯实层的压缩模量E_s≥15mpa;

3、下卧层（指钢渣夯实层以下）E_s≥7mpa;

4、基底下5米处的附加应力P_z≥100kpa;

5、基底下10米处的附加应力P_z≥50kpa;

二、中型（二类）厂房：

1、基底允许承载力[R]≥200kpa;

2、钢渣夯实层的压缩模量E_s≥12mpa;

3、下卧层（指钢渣夯实层以下）E_s≥6mpa;

4、基底下5米处的附加应力P_z≥70kpa;

5、基底下10米处的附加应力P_z≥35kpa;