[发明专利]一种湿陷性黄土区长短桩地基处理结构及施工方法

摘要

一种湿陷性黄土区新型长短桩地基处理及施工方法，结构包括两排隔水帷幕和其间的多排加固排桩，两排隔水帷幕内分别与路基的一个坡脚处于同一垂直平面内，隔水帷幕由四排挤密长桩组成，相邻三根挤密长桩分别位于等边三角形的三个顶点，加固排桩由多根挤密短桩组成，挤密短桩呈梅花形设置，隔水帷幕和加固排桩上覆盖隔水垫层。土样进行室内土工试验，确定路基高度；平整测量放线；按现有施工工艺，在路基坡脚外侧建造隔水帷幕和加固排桩，在隔水帷幕和加固排桩上建隔水垫层，完成地基处理结构的施工。该地基处理结构用于湿陷性黄土区公路和铁路工程中，满足路基工程对地基承载力和变形的要求，缩短施工工期，节约工程造价，保证线路运营安全。 1

主权项

1.一种湿陷性黄土区长短桩地基处理结构，其特征在于，包括并排依次设置的第一隔水帷幕（1）、第三隔水帷幕（8）、第四隔水帷幕（9）和第二隔水帷幕（5），第一隔水帷幕（1）朝向第二隔水帷幕（5）的侧面与路基（4）的一个坡脚处于同一垂直平面内，第二隔水帷幕（5）朝向第一隔水帷幕（ 1） 的侧面与路基（4）的另一个坡脚处于同一垂直平面内，第三隔水帷幕（8）朝向第四隔水帷幕（9）的侧面与路基（4）的一个路肩处于同一垂直平面内，第四隔水帷幕（9）朝向第三隔水帷幕（8）的侧面与路基（4）的另一个路肩处于同一垂直平面内，第一隔水帷幕（1）和第三隔水帷幕（8）之间、第三隔水帷幕（8）和第四隔水帷幕（9）之间以及第四隔水帷幕（9）和第一隔水帷幕（1）之间均设有多排加固排桩（2）；每排加固排桩（2）均由多根挤密短桩（6）组成，偶数排加固排桩（2）中的一根挤密短桩（6）和与该偶数排加固排桩（2）相邻的奇数排加固排桩（2）中与偶数排加固排桩（2）中该挤密短桩（6）相邻的两根挤密短桩（6）分别位于一个等边三角形的三个顶点，加固排桩（2）的顶面与隔水帷幕的顶面相平齐，加固排桩（2）上设有隔水垫层（3），隔水垫层（1）覆盖所有的隔水帷幕和所有的加固排桩（2）。

2.一种权利要求1所述湿陷性黄土区长短桩地基处理结构的施工方法，其特征在于，该施工方法具体按以下步骤进行：

步骤1：根据《岩土工程勘察规范》GB50021‑2001的要求查明拟处理的湿陷性黄土地地基土层的地质情况和湿陷性黄土层的厚度；取原状样，按《土工试验规程》JTG E40‑2007的要求对各土层的含水率、密度、土粒比重、孔隙比、湿陷系数和压缩系数进行室内土工试验；同时根据路基原地面高程和线路设计高程确定路基高度；

步骤2：按照公路行业相关规范，对拟处理的湿陷性黄土地地基土层进行平整、测量放线；

步骤3：按现有施工工艺，沿路基的两个坡脚外侧分别建造构成第一隔水帷幕和第二隔水帷幕的挤密长桩，同时在第一隔水帷幕和第二隔水帷幕之间建造构成第三隔水帷幕和第四隔水帷幕的挤密长桩，相邻的三根挤密长桩分别位于一个等边三角形的三个顶点，挤密长桩穿透湿陷性黄土下限；第三隔水帷幕朝向第四隔水帷幕的侧面与路基的一个路肩处于同一垂直平面内，第四隔水帷幕朝向第三隔水帷幕的侧面与路基的另一个路肩处于同一垂直平面内，然后，在相邻两个隔水帷幕之间采用建造若干挤密短桩，所有的挤密短桩组成多排加固排桩，偶数排加固排桩中的一根挤密短桩和与该偶数排加固排桩相邻的奇数排加固排桩中与偶数排加固排桩中该挤密短桩相邻的两根挤密短桩分别位于一个等边三角形的三个顶点，挤密短桩桩间土湿陷系数小于0.015；

步骤4：在第一隔水帷幕和第二隔水帷幕围成的区域内建造隔水垫层，隔水垫层覆盖第一隔水帷幕顶面、第二隔水帷幕顶面以及第一隔水帷幕和第二隔水帷幕之间的所有区域，完成地基处理结构的施工。

3.根据权利要求2所述的湿陷性黄土区长短桩地基处理结构的施工方法，其特征在于，挤密长桩桩体压实系数不小于97%、渗透系数不大于10^‑7cm/s；挤密短桩桩体压实系数不小于97%；隔水垫层的压实度不小于97%、渗透系数不小于10^‑7cm/s。

4.根据权利要求3所述的湿陷性黄土区长短桩地基处理结构的施工方法，其特征在于，所述的挤密长桩、挤密短桩和隔水垫层均采用灰土或水泥土建造。

5.根据权利要求4所述的湿陷性黄土区长短桩地基处理结构的施工方法，其特征在于，所述的灰土这样制得：采用有机质质量百分含量小于5%的土，过筛，得粒径不大于15mm的原料土；选用II级以上、钙镁含量大于80%的新鲜石灰块，使用前2～3天浇水充分消解并过筛，得粒径小于5mm的石灰颗粒；按质量百分比，取8～10%的石灰颗粒和90～92%的原料土，拌合均匀，得灰土。

6.根据权利要求4所述的湿陷性黄土区长短桩地基处理结构的施工方法，其特征在于，所述的水泥土这样制得：采用有机质质量百分含量小于5%的土，过筛，得粒径不大于15mm的原料土；选用II级以上、钙镁含量大于80%的新鲜石灰块，使用前2～3天浇水充分消解并过筛，得粒径小于5mm的石灰颗粒；按质量百分比，取10～12%的普通硅酸盐水泥和88～90%的原料土，拌合均匀，得水泥土。