一种湿陷性黄土的预浸水地基处理结构的制作方法

本发明专利属于湿陷性黄土地区地基处理领域，涉及一种用于出处理湿陷性黄土的新型预浸水地基处理结构。

背景技术：

我国的黄土和黄土状土的分布面积为64万平方千米，是国土面积的 6.3％。在黄河中游地区，西起贺兰山，东到太行山，北起长城，南到秦岭几乎全部都被黄土覆盖。针对大面积湿陷性黄土，消除其湿陷性是保证建筑物安全的必要措施。目前成熟且应用较多的处理方法主要为垫层法、强夯法、挤密法及预浸水法等，而对于深厚湿陷性黄土地基，垫层法、强夯法、挤密法的处理深度有限，常规预浸水法浸水效率偏低，且对于地面以下6m范围内的土体需进行二次处理，现有方法均有很大的局限性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有地基处理方法的缺陷，提供一种湿陷性黄土的预浸水地基处理结构，该施工结构可以实现对湿陷性地基进行分层、分次压力注水预浸处理，并可以确保一次性处理设计深度范围内的土体湿陷性，提高注水效率，节省施工工期。

本实用新型提供的技术方案：所述一种湿陷性黄土的预浸水地基处理结构，其特征在于：所述预浸水地基处理结构包括压力注水泵、铺设在待处理地基表面的保护层、覆盖在保护层上方的负载层和开设在待处理地基区域内的多个不同深度的注水孔，所述保护层的四周均埋设在土层中，在每个注水孔内埋设有长度与该注水孔深度相同、且管壁开设有多个花孔的注水管，每根注水管的底面为密封面，顶端伸出保护层和负载层后通过主水管与压力注水泵连通。

本实用新型较优的技术方案：所述预浸水地基处理结构还包括水分监测装置，所述水分监测装置是由水分监测控制器、水分显示器和埋设在待处理地基区域内的多组水分传感器组成，每组水分传感器埋设的深度不同，所述多组水分传感器的信号输出端均与水分监测控制器的信号输入端连接，水分监测控制器的信号输出端与水分显示器的信号输入端连接。

本实用新型较优的技术方案：所述保护层是由下层无纺土工布、中层密封膜和上层无纺土工布组成，在待处理地基区域的四周挖设有密封沟，所述下层无纺土工布、中层密封膜和上层无纺土工布的四周均密封埋设在密封沟内。

本实用新型较优的技术方案：所述多个注水孔横向和纵向排列成方块状，每横排和每竖排中相邻的两个注水孔深度均不相同，且深度差为4～6m；所述压力注水泵设置有多个，每相邻的两竖排注水孔内埋设的注水管(4) 通过一根主水管与一个压力注水泵连接。

本实用新型较优的技术方案：所述负载层是由三七灰土堆载而成，其厚度为50cm～100cm。

本实用新型较优的技术方案：所述多组水分传感器等距分布在待处理地基区域内，且相邻两组水分传感器之间的间距为15～30m；每组水分传感器竖向分布在同一直线上，且相邻两个水分传感器的竖向间距为1～3m，每组中的多个水分传感器的信号输出端均与水分监测控制器的信号输入端连接。

本实用新型的有益效果：(1)本实用新型可以一次性处理设计深度范围内的土体湿陷性，解决了现有传统预浸水法对于地面以下6m范围内的土体需要进行二次处理问题；

(2)由于黄土具有一定的结构性，孔隙较大，压力注水具有加速浸水渗透作用，可更快速的破坏原有黄土结构，缩短湿陷变形时间，显著的提高注水效率，节省施工工期；

(3)本实用新型还通过水分监测仪器实时监控土体含水量变化，较好的控制注水过程中土体的含水量，判断土体含水状态，对已饱和的土体，可关闭其相应深度注水管，实现分层注水功能。

附图说明

图1是本实用新型的平面图；

图2是图1中AA剖视图；

图3是本实用新型的水分监测控制原理图；

图4是本实用新型中注水管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1和图2所示的一种湿陷性黄土的预浸水地基处理结构，包括压力注水泵5、铺设在待处理地基表面的保护层1、覆盖在保护层上方的负载层2和开设在待处理地基区域内的多个不同深度的注水孔3，所述保护层1是由下层无纺土工布、中层密封膜和上层无纺土工布组成，在待处理地基区域的四周挖设有密封沟10，所述下层无纺土工布、中层密封膜和上层无纺土工布的四周均密封埋设在密封沟10内，土工布及土工膜均应采用规范中相应的规格，满足一定的抗拉要求。所述负载层2是在上层无纺土工布上采用三七灰土堆载而成，其厚度为50～100cm，作为负载压力，防止压力注水过程中密封膜被顶起破坏。所述多个注水孔3横向和纵向排列成方块状，每横排和每竖排中相邻的两个注水孔3深度均不相同，且深度差为4～6m。在每个注水孔3内埋设有长度与该注水孔深度相同注水管4，如图4所示，每根注水管4的底面为密封面，且管壁开均匀开设有多个花孔4-1，注水管4外应采用无纺土工布绑扎，起到反滤作用。如图1和图2所示，每根注水管顶端伸出保护层1和负载层2后通过主水管6与压力注水泵5连通。所述压力注水泵5设置有多个，每相邻的两竖排注水孔内埋设的注水管4通过一根主水管6与一个压力注水泵5连接，多个压力注水泵5可以分别连接一个水源11，也可以连接同一个水源11。每个注水孔的顶端1m范围采用三七灰土密封。

如图1至图3所示，所述预浸水地基处理结构还包括水分监测装置，所述水分监测装置是由水分监测控制器7、水分显示器8和埋设在待处理地基区域内的多组水分传感器9组成，所述多组水分传感器9等距分布在待处理地基区域内，且相邻两组水分传感器9之间的间距为15～30m；每组水分传感器9竖向分布在同一直线上，且相邻两个水分传感器9的竖向间距为1～3m，每组中的多个水分传感器9的信号输出端均与水分监测控制器7的信号输入端连接，水分监测控制器7的信号输出端与水分显示器8的信号输入端连接。水分传感器9在预浸水法施工前埋设，每个水分传感器9将监测的数据传递给水分监测控制器7，由水分监测控制器7分析后并通过水分显示器8显示出来，用于连续监测水分，计算含水量的变化量，依据水分监测仪器读数，判断土体含水量变化，调整注水次数，直至消除黄土的湿陷性。所述水分监测装置也可以采用现有的水分监测仪。

本实用新型的具体施工步骤如下：

(1)依据岩土工程勘察报告、规范和设计要求，分析确定需部分或全部消除湿陷性的最小处理深度；

(2)在待处理地基范围表层从下至上依次铺设下层无纺土工布、中层密封膜和上层无纺土工布形成保护层1，三层保护层四周均埋入周边密封沟 10中，然后通过覆盖土层将其密封；

(3)在顶层土工布上覆盖50～100cm三七灰土形成负载层2，作为负载压力，防止压力注水过程中密封膜被顶起破坏；

(4)在场地内均匀布设注水孔3，注水孔3横向一排、纵向一排排列成方形，且横向相邻和纵向相邻的两个注水孔的深度均不同，在每个注水孔3 中埋设相同长度的注水管4，如图2所示，可以采用两种不同长度的注水管 4交叉排列，较短的长度为6m，较长的长度为10m，注水管4的管身均设置花孔，注水管4末端应封闭；每根注水管4上端穿出保护层1和负载层2 与主水管6连接；

(5)预浸水法施工前埋设水分传感器9，竖向自地面向下每一定距离安装一个，连续监测水分，计算含水量的变化量；

(6)主水管6与压力注水泵5连接，通过压力注水泵5将水源11中的水注入注水管4中，再通过注水管4上开设的花孔4-1渗入土层中，进行压力注水作业，依据水分监测装置的读数，判断土体含水量变化，可调整注水次数，直至消除黄土的湿陷性。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。