一种防治湿陷性黄土沉陷的方法与排水结构与流程

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种防治湿陷性黄土沉陷的方法与排水结构。

背景技术：

湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，在天然湿度下，具有一定的结构强度，遇水浸湿时，强度显著降低，发生湿陷变形。湿陷性黄土可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，非自重湿陷性黄土浸水后需在一定附加压力作用下才发生湿陷；自重湿陷性黄土是指土体在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，遇水发生结构破坏而出现的显著附加变形，且湿陷变形是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，具有突发性、不连续性和不可逆性，对建筑物有很大的危害，常常造成室外地面沉陷，综合管网断裂等现象，严重影响到工程质量和人们的生产生活，是湿陷性黄土地区工程建设必须解决的主要技术问题。

目前，常用的自重湿陷性黄土地基处理办法主要有：

1、换填法，又可称为开挖置换法或换土垫层法。这种方法是将基底下的湿陷性黄土全部或部分挖除，然后用素土或灰土分层夯实做成垫层，以便消除地基的部分或全部湿陷量，并可减小地基的压缩变形和渗透性，提高地基承载力。换填材料可选地有素土、灰土、水泥土、级配砂石(碎石、卵石、粗砂或石屑等)。然而换填法的处理深度太浅，一般为1～3m，往往不能满足工程需要。

2、挤密桩法，适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，可以用于地基的局部处理，也可以用于整片处理。这种方法是用机械、人力成孔后，填以最优含水量的素土或灰土(水泥土)并分层夯实，孔内填料的平均压实系数均不得小于0.97，桩间土平均挤密系数均不应小于0.93，形成土或灰土(水泥土)桩，以达到消除湿陷性的目的。然而以该法加固的地基承载性能改善有限，加载后容易产生变形，而且受地下土体成分影响较大，若遇到孤石则难以处理。挤密桩法的处理深度一般在5～15m范围内。若对土桩进行强夯，则有较大的噪音和振动，当周围有建筑时不能采用。

3、强夯法，存在与挤密桩法类似的缺点，夯击时仅是动力纵向表层压密；由于存在有效区和影响区的差别，深层难于达到压密的效果，加固效果受到限制。

综上所述，传统的湿陷性黄土处理方式主要在于如何改善土体结构。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是在改善土体结构的同时，加强土体的隔水防渗性能，防止雨水或景观水下渗引起的土体沉陷，从源头减少因土体遇水沉陷造成的建筑外地面沉陷以及综合管网断裂的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种防止湿陷性黄土沉陷的方法，包括以下步骤：

根据地面标高向下确定工作场地；

在所述工作场地的下承层铺设换填土并压实所述换填土；

在所述换填土上铺设防水材料；

在所述防水材料上横向铺设透水盲管；

所述透水盲管铺设完毕后，回填所述工作场地至所述地面标高。

进一步地，所述换填土包括灰土，所述灰土包括生石灰和素土，所述生石灰与素土的体积比为3：7。

进一步地，所述透水盲管为pvc材质并且直径为50～75mm，所述透水盲管上开有多个直径为15～20mm的小孔。

进一步地，所述透水盲管外部缠绕透水无纺布。

进一步地，所述防水材料为土工布。

进一步地，所述透水盲管包括透水主管和多个与所述透水主管相连的透水支管，所述透水主管与雨水井相连，所述透水支管与所述透水主管垂直或斜向铺设。

进一步地，所述透水主管的间距为3000mm至4000mm。

进一步地，所述透水支管的间距为1000mm至1500mm。

本发明还提供了一种防止湿陷性黄土沉陷的结构，包括换填土层、防水材料层和透水盲管层；

所述换填土层包括灰土；

所述防水材料层铺设在所述换填土层上方，由防水材料拼接而成，将工作场地与外界封闭；

所述透水盲管层横向铺设在所述防水材料层上方，与所述防水材料层接触。

进一步地，所述透水盲管层包括透水主管和多个与所述透水主管相连的透水支管，所述透水主管被设置在所述防水材料的两个搭接面之间并与雨水井相连，所述透水支管与所述透水主管垂直或斜向铺设并延伸至所述搭接面边缘。

本发明在施工时可分为区块或整片流水穿插作业，与传统的换填法、素土灰土挤密桩法等施工方法相比减少了施工过程交叉作业，简化了工序，缩短了施工工期，尤其适用于厚湿陷性黄土地区。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的剖面示意图；

图2为本发明一实施例的无种植土覆盖的平面示意图；

图3为本发明一实施例的防水材料搭接结构示意图；

图4为本发明一实施例的透水盲管结构示意图。

附图标记说明：1-换填土；2-防水材料；3-透水盲管；301-透水主管；302-透水支管；4-回填土；5-雨水井；6-钢筋混凝土墙；7-防水材料搭接面。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例主要着眼于建筑室外场地的抗渗防水。首先在室外场地施工范围内，完成地面标高约1.5～2米以下确定工作场地，在工作场地的下承层上换填300～500mm厚，密实度93％的换填土1，用以加强地基，提高承载力。工作场地的侧边设置钢筋混凝土墙6，钢筋混凝土墙6的底部可以延伸至换填土层下方，也可直接建造在换填土层上。在本实施例中换填土1为三七灰土，其中生石灰与素土的体积比为3：7。换填土1本身具有一定防水和加固地基的功能，其中未熟化的生石灰遇水后吸收水分，使土层中的含水量降低，增大土层土粒间的凝结效果，同时生石灰在吸水过程中放出热量，使土层含水量进一步蒸发，能使基础周围形成一种硬壳，达到加固地基的目的。

进一步地，铺设换填土时，可以向雨水井的位置预留地基放坡系数为5％的坡度，目的是使渗水通过坡度导入雨水井5。

之后在换填土1基础上满铺设防水材料2，本实施例中采用抗渗防水土工布，使施工区域形成完整闭合的隔水措施。抗渗防水土工布具有成本低、耐腐蚀、反滤、排水、耐穿刺等优良性能，施工时与地库顶板、周边围墙等结构交接时时采用专用胶或热熔胶粘贴。土工布搭接结构如图3所示，将土工布的一部分重叠至另一部分土工布上方，折叠面宽度为200～250mm，由此将土工布搭接。抗渗防水土工布使用聚乙烯pe土工膜，其密度不低于900kg/m³，破坏拉应力不低于12mpa，断裂伸长率不低于300％，5℃下弹性模量不低于70mpa，撕裂强度不小于40n/mm，垂直渗透系数小于10^-11cm/s，脆性温度不低于-60℃，抗渗强度为在1.05mpa水压下48小时不渗水。

最后在抗渗防水土工布的面层横向铺设透水盲管3，铺设方向和位置如图2所示，铺设时应避开抗渗防水土工布的搭接位置，透水盲管3包括透水主管301和透水支管302。在每片抗渗防水土工布的中部设置一根透水主管301作为主排水管，与雨水井相连。每根透水主管301的间距为3000～4000mm。之后在透水主管301两边连接设置多根透水支管302，透水支管302与透水主管301相垂直或具有一定角度。每根透水支管302相距1000mm～1500mm，布满整层抗渗防水土工布。透水主管301根据5％的地基放坡系数接入雨水井，促进进入透水主管301的渗水随坡度导入雨水井。盲管铺设完成后，用回填土4将工作场地回填至地面标高，构成回填土层，回填土4一般为种植土，也可为素土或者湿陷性黄土，在此不作限定。

透水盲管3的设置进一步加强了土体的隔水防渗性能，确保地表水渗入土体后不再往换填土层下方渗透，减轻抗渗防水土工布和换填土1的防水压力，减少土体发生湿陷的风险。假使透水盲管3堵塞失效，抗渗防水土工布和换填土1本身也具有一定功能，分别作为第二和第三道防线。

透水盲管3为pvc材质，其结构设置如图4所示，直径为50～75mm。透水盲管3上开有多个小孔，直径为15～20mm。透水盲管3的外部缠绕包裹一层透水无纺布，防止种植土4在水的作用下被带入透水盲管3，引起堵塞问题。

实施例二

本发明还提供了一种防止湿陷性黄土沉陷的方法，包括以下步骤：

步骤s101：根据地面标高向自重湿陷性黄土层内向下确定工作场地；

步骤s102：在所述工作场地的下承层铺设换填土；

步骤s103：在所述换填土上铺设防水材料，优选为抗渗防水土工布；

步骤s104：在防水材料上横向铺设透水盲管，透水盲管包括透水主管和多个与透水主管相连的透水支管，透水主管与雨水井相连，透水支管与透水主管垂直或斜向铺设；

步骤s105：透水盲管铺设完毕后，回填所述工作场地至所述地面标高。

本发明实施例二的工作原理与实施例一相同，此处不再赘述。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。