专利名称：利用工业废渣综合处理软土地基的方法及机具的制作方法
技术领域：
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
具体实施例方式附
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Es≥15mpa;
3、下卧层(指钢渣夯实层以下)Es≥7mpa;
4、基底下5米处的附加应力Pz≥100kpa;
5、基底下10米处的附加应力Pz≥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Es≥12mpa;
3、下卧层(指钢渣夯实层以下)Es≥6mpa;
4、基底下5米处的附加应力Pz≥70kpa;
5、基底下10米处的附加应力Pz≥35kpa;
三、加固后地基均匀性基本一致。
上述场地淤泥及淤泥质土厚度≤5M的地基处理，按照附图1所示工艺流程进行，先满铺1.2M厚的钢渣(1)，以正方形或梅花形夯距布点，以隔行跳点顺序逐个强夯，随夯随向夯坑(2)内填钢渣直至地表，钢渣夯击密实后形成直径≥夯锤底直径的、深度大于5M的高强度渣柱(3)贯穿于淤泥质软土层(4)，该渣柱与柱间土组成了复合地基(5)。
对于淤泥及淤泥质软土厚度＞5M的地基处理按附图2所示工艺流程进行，即除同样先满铺1.2M钢渣，以3.5d(桩管直径)的桩距梅花形布桩点，按隔行或隔行隔点顺序，先用长10M的夯管机具对准桩点沉入机具，而后上提芯管(8)至地面加料口(11)上端，从加料口(11)向桩管(9)内充填破碎过的铁渣或钢渣，夯击芯管，将桩管内的渣击出管外扩桩底，形成渣桩的扩大端头(6)，二次上提芯管加料至h高，再上提桩管(9)1/2h高，夯击芯管扩桩身，如此逐段重复提芯管加料扩桩身，形成了一根根扩粗了桩身的大端头夯扩渣桩。打好每个桩点上的渣桩后进行低能级满夯，最后在其上面堆填钢渣强力夯实，形成一层高强度的钢渣硬壳垫层(7)，与其下面的渣桩、桩间土组成复合地基。
用于本发明方法的机具如附图3所示，由芯管(8)和桩管(9)组成，芯管装入桩管，且相互之间保持25MM以内间隙，可随夯锤(10)上下运动，桩管管壁上设有几个加料口(11)，其间隔距离1.5-2M。
本实施例所处理过的地基，在加固后一个月经多种测试手段检验，各项指标都达到了或超过了设计要求。
本发明方法的主要优点在于1、强夯挤淤法施工机具简单，操作方便，较其它地基处理方法可节约投资，免用三材(钢材、木材、水泥)、施工进度快、处理效果显著。
2、夯扩桩机具较其各种打桩机具有成本低、效率高的优点，变高空加料作业为地面作业，保证了施工的安全性。
3、夯扩渣桩利用冶金废渣作桩体填充料，对地基起到了置换、挤密和竖向排水体的多重作用，加速了软土地基的排水固结。
4、用冶金渣作地基填料、堆载予压场地，再用强夯挤淤法或夯扩渣桩加填渣强夯法处理大面积深厚软基是排水固结、挤密、置换、强力夯实等多种地基处理技术的综合，它对地基起到加速固结、提前完成沉降，改善均匀性等作用，并能很快提高地基强度。
5、解决了钢厂废钢渣多年堆积污染问题，为废钢渣的利用开辟了一条新途径。
权利要求
1.一种利用工业废渣综合处理软土地基的方法，其特征在于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，随打随填渣入坑，将坑内渣料夯击密实，形成一个个渣柱，贯穿于淤泥及淤泥质软土层，挤淤泥于各渣柱四周固结。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，即先在地基表面满一层1-1.5M的渣料，接着按梅花形布桩点，按隔行、隔点顺序利用专用机具施打夯扩桩，桩体材料选用经加工破碎了的工业废渣从机具加料口处向桩管内填充，然后夯击芯管夯扩桩底，再次上提芯管填充料至h高，上提桩管1/2h高，夯击芯管扩桩身，这样逐段扩桩身，打好每个桩点上的渣后进行低能级满夯，最后在其上面堆填渣料强力夯实。
2.按照上述综合处理软土地基的方法，其特征在于上述所用渣料可以是工业废渣、矿渣、碎石、毛石等。
3.用于上述综合处理软土地基方法的机具包括桩管(9)其特征是它还包括有芯管(8)，该桩管与芯管等长，且芯管被套入桩管内，相互之间保持25MM以内间隙;在桩管的管壁上设有几个加料口(11)，其间隔距离为1.5-2M。
全文摘要
一种利用工业废渣综合处理软土地基的方法是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，对于＞5M的地基处理则采用夯扩渣桩加填渣强夯法，其所用机具由等长且相互套装在一起的芯管和桩管组成，桩管的管壁上每隔1.5-2M远设一加料口。本方法处理的软土地基可供重型建筑使用，并为工业废渣处理开辟了新途径。
文档编号E02D3/08GK1047716SQ8910370
公开日1990年12月12日 申请日期1989年5月29日 优先权日1989年5月29日
发明者饶志华, 刘惠珊, 张春华, 李国祯, 田德生, 杨逢铭, 周国富 申请人:山西省机械施工公司