[发明专利]一种软土地基排水固结结构和方法

说明书

本发明公开了一种软土地基排水固结结构和方法，多个桩体间隔分布于复合层中，并沿竖向伸入持力层中，多个竖向排水体间隔分布于排水固结层中，并沿竖向伸入复合层，以插入桩体中或相邻两个桩体之间，砂垫层安装于排水固结层的顶部，堆载位于砂垫层的顶部。该技术方案的软土地基排水固结结构和方法所发生的地基沉降主要发生于软土地基的排水固结层，相对于深厚软土地基而言，固结更为充分，可有效解决常规排水固结工艺、长板短桩工艺处理深厚软土带来的工后沉降偏大的问题，且操作简单，利于推广应用，降低成本。

技术领域

本发明用于软土地基处理领域，特别是涉及一种软土地基排水固结结构和方法。

背景技术

常见的软土地基处理方法有排水固结法和水泥土搅拌桩复合地基工艺。其中，排水固结法为了加快排水固结过程，需要在地基中设置竖向(垂直)和水平向排水体。其原理是，通过设置塑料排水板、袋装砂井等竖向排水体，缩短排水距离，在路基堆载、真空预压等荷载作用下，软土地基中的孔隙水从竖向排水体中排出地表，再沿着中粗砂垫层等水平向排水体向两侧排出，土体发生固结沉降，强度和承载力都有所提高。但其工期长，工后沉降不易控制在规范允许范围。

水泥土搅拌桩复合地基的原理是利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥固化土桩体，从而增大地基土强度和变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，可分浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。工程中应用得较多的是浆液搅拌工艺。普通单轴水泥搅拌桩处理深度一般不超18m；单轴双向水泥搅拌桩在成桩质量稳定可靠的前提下，一般处理深度为20m左右。

近些年来，出现了将水泥土搅拌桩和排水固结法联合应用的工艺，这种工艺兼具排水固结和复合地基的一些优点。但根据现有的水泥土搅拌桩和排水固结法联合应用处理软土地基工艺的原理，以及工程实践效果，可以发现存在以下不足：深厚软基(软土处理厚度大于20米的地基)的工后沉降仍然偏大，不能有效控制在规范允许范围。虽然通过在地基上部设置水泥搅拌桩，减少地基总沉降，但桩端以下软土层的排水距离是不变的；对于软土厚度超过20米的情况，由于孔隙水排水距离长，不易排出地表，孔压难以消散，地基深部的软土固结效果还是较差的。即便增加堆载预压时间，也无法有效解决工后沉降偏大的问题。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种软土地基排水固结结构和方法，其能够减少地基总沉降，有效解决深厚软基工后沉降偏大的问题，操作简单，利于推广应用，降低成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种软土地基排水固结结构，所述软土地基包括排水固结层和复合层，所述排水固结层位于所述复合层的顶部，所述软土地基的底部设有持力层，其特征在于，所述软土地基排水固结结构包括：砂垫层、堆载、多个竖向排水体和桩体，多个所述桩体间隔分布于所述复合层中，并沿竖向伸入所述持力层中，多个所述竖向排水体间隔分布于所述排水固结层中，并沿竖向伸入所述复合层，以插入所述桩体中或相邻两个所述桩体之间，所述砂垫层安装于所述排水固结层的顶部，所述堆载位于所述砂垫层的顶部。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述软土地基的厚度为H，所述竖向排水体的长度为L1，所述桩体的长度为L2，所述桩体的直径为D，所述竖向排水体伸入所述复合层的深度为L3，

(1)当18m＜H≤20m时,L1＝16m,L2＝H-L1+L3+2D；

(2)当20m＜H≤25m时,L1＝18m,L2＝H-L1+L3+2D；

(3)当25m＜H时,L1＝20m,L2＝H-L1+L3+2D。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，当18m＜H≤20m时,所述桩体采用单轴双向水泥搅拌桩；当20m＜H≤25m时,所述桩体采用单轴双向水泥搅拌桩或素砼桩；当25m＜H时，所述桩体采用素砼桩。