[发明专利]一种减少软土地基沉降的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术，尤其涉及一种减少软土地基沉降的处理方法，特别适用于处理软土地基中不同基础类型间的沉降差。

背景技术

软土地基具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强、渗透性低、抗剪强度低、承载能力差等特点。在软土地基上修筑路基等填方工程时，工程荷载极易导致地基产生过量沉降，并因软土的低渗透性使地基固结沉降的持续时间很长，从而影响工程的正常运营。如软土地区的桥头填方路段，其地基的沉降变形持续时间可达数年甚至数十年，而桥头处的桥梁桩基础则限制了桥面的沉降变形，使得桥面沉降量远低于桥头填方路段的沉降量，从而造成路面出现明显的差异沉降变形，车辆从软土填方路段开上桥面或从桥面下来开往软土填方路段时都会出现明显的震动或跳跃现象，也即由于不同基础类型间的沉降差导致了出现“桥头跳车”现象，影响了行车安全，使道路的养护费用大幅提高。

为了减少软土地基产生过量的工后沉降，目前采取的工程措施主要包括三大类：（1）将工程荷载下传到深部土层的桩基法，即通过桩体把工程荷载传递到地基深部，以减少压缩性高软土层的附加荷载，但使用桩基加固软土地基的方法存在工程造价较高的问题；（2）通过排水固结、注浆、加筋、部分置换等措施加固软土层，提高软土层的强度和工后抵抗变形能力，采用这种方法加固软土层，一是造价较高、施工周期较长，二是解决沉降变形的效果常常不够理想；（3）采用轻质材料作为填筑材料，减少作用于地基上的工程荷载，如采用EPS板块（expanded polystyrene board，可发性聚苯乙烯板）、EPS颗粒混合轻质土 、泡沫混凝土等，但由于采用轻质材料作为填筑材料的填筑体，其强度会较其他材料填筑体低，有可能不能满足工程要求的强度而影响使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，利用浮力原理，提供一种减少软土地基沉降变形的处理方法。

本发明采用如下的技术方案：

一种减少软土地基沉降的处理方法，所述的处理方法包括将浮力单元竖向置于软土地基地下水位以下的步骤，所述的浮力单元为全封闭的轻质、中空结构。

本发明中浮力单元的作用是产生浮力来减小工程荷载在地基软土层中产生附加应力，浮力单元采用全封闭的轻质、中空结构，其目的是为了产生足够大的浮力。

作为优选，所述的浮力单元在剖面上的排列方式为一层或多层。

若需要处理的软土地基较厚或上覆工程荷载较大时，可以采用剖面上多层排列的浮力单元。若需要处理的软土地基较薄或上覆工程荷载较小时，可以采用剖面上一层排列的浮力单元。

作为优选，所述的浮力单元的形状为全封闭的中空几何体。

更优选的，所述的浮力单元的形状为两端封闭的圆柱形中空管状体。

作为优选，所述的浮力单元的内径为5～20cm、壁厚2～5mm、长度1～5m。

作为优选，所述的浮力单元的材料为塑料。浮力单元由于长期置于饱和软土地基中，需要耐分解、耐腐蚀并且具有一定强度的材料。

更优选的，所述的浮力单元的材料为聚氯乙烯(PVC)。

本发明的技术原理是：把一系列浮力单元，如两端封闭的塑料中空圆柱形管状体，竖向置入软土地基中，使它们处于地下水位以下，由于浮力单元会在软土层中产生如在水中一样的效果，即排开浮力单元本身体积大小的软土，从而产生相应的浮力，可以利用浮力单元产生的浮力来减小工程荷载在地基软土层中产生附加应力，达到降低地基软土层压缩变形的目的。作用原理如图1所示，图中路基填方等工程荷载q作用在软土地基上，在地基土中置入浮力单元后，部分工程荷载将由浮力单元的浮力所平衡，从而减小了工程荷载在浮力单元所在深度范围及下部地基土层中的附加应力，减小地基土层的压缩变形量。

本发明所述的减少软土地基沉降的处理方法中，所述的将浮力单元竖向置于软土地基地下水位以下的方法包括如下步骤：

(1)    确定需要进行处理的地基面积，将浮力单元竖向置入软土地基中地下水位以下，利用浮力单元与土层间的摩擦力及顶端的工程荷载，使浮力单元稳定在软土地基土层中；

(2)    确定置入的浮力单元的规格和数量，平面上采用0.3～1.0m间隔方式置入浮力单元，所述的浮力单元的面积占需要进行处理的地基面积的10%～30%。

所述的步骤(1)中将浮力单元竖向置入软土地基的方法为钻孔植入或竖向压入。