一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法技术

本发明专利技术是一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，包括以下操作步骤：通过机械设备在预设打设基础结构物的位置进行扰动，使机械设备穿透原天然地基的硬土土层；然后采用泵送装置将粘土泥浆注入原天然地基的硬土土层，拌合后形成改良后地基；打设基础结构物：本发明专利技术可改变原天然地基的土体性质，打破硬土层，减少钢圆筒或类似基础结构的打设阻力，减少打设过程的不均匀受力，提高可打入性；并且可以处理较复杂地基，不受地质条件限制，可以扩大钢圆筒或类似基础结构的使用范围；采用注入粘土泥浆的方法，材料来源广泛，价格低廉，经济性较好。

A foundation treatment method that penetrates the foundation of the hard soil layer

The present invention is a method of foundation treatment through the hard soil is basic structure, comprises the following steps: the mechanical equipment in the default setting foundation structures position disturbance, hard soil mechanical equipment through the original natural foundation; and then the pump will be hard soil clay mud into the original natural the foundation of the mixing after the formation of improved foundation; setting up foundation structures of soil properties of the invention can change the original natural foundation, breaking the hard soil, reduce the driving resistance of steel drums or similar infrastructure, reduce the installation process of uneven force, improve the drivability; and can handle more complex foundation that is not affected by the geological conditions, can expand the scope of use of steel drums or similar infrastructure; using the method of injecting clay mud, wide material source, low price, by the It is better.

【技术实现步骤摘要】
一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法
本专利技术涉及一种地基处理工程施工方法
，尤其涉及一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法。
技术介绍
大直径钢圆筒为海上建造人工岛的重要围堰结构。工程中需要将钢圆筒插入至海床地基以下数十米。在目前大直径钢圆筒打设过程中，由于地基土质不均匀，存在夹砂的硬土土层，钢圆筒下沉过程易出现受力不均、应力集中、结构变形等现象，造成钢圆筒打设进度慢、定位不准确、作业效率低，进而影响施工进度，对个别位置存在较厚砂层的地基，还会发生因打设击振力不足而停工的现象。为此，研发了一种能够不受地质情况限制、穿透硬土地层、提高作业能力、打设基础结构物的地基处理方法——DSM(Deepsoilmixing)深层粘土拌合法。
技术实现思路
本专利技术针对目前打设大直径钢圆筒等类似结构物存在的上述问题，提供一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，包括以下操作步骤：步骤(1)、扰动：通过机械设备在预设打设基础结构物的位置进行扰动，使机械设备穿透原天然地基的硬土土层；步骤(2)、注浆：采用泵送装置将粘土泥浆注入所述步骤(1)扰动的位置；步骤(3)、拌合：采用搅拌装置将所述步骤(2)粘土泥浆与原天然地基的硬土土层拌合，形成改良后地基；步骤(4)、打设基础结构物：采用振沉设备将基础结构物埋入所述步骤(3)改良后地基中。优选的，所述步骤(1)中机械设备为CDM船处理机、陆上钻孔设备、挖掘设备中的一种。优选的，所述步骤(1)中扰动为钻孔、挖掘、凿穿中的一种。优选的，所述步骤(2)中粘土泥浆采用膨润土制备。优选的，所述步骤(3)中搅拌装置为步骤(1)中所述机械设备下端搅拌翼。优选的，所述步骤(4)中基础结构物为大直径钢圆筒、钢圆筒、组合钢圆筒、及其副格中的一种。优选的，所述步骤(1)(2)(3)的具体操作步骤包括以下：①、选定施工船舶，并安设机械设备；②、根据设计的基础打设位置，定出穿透硬土层的位置，采用GPS、光学测量仪、激光测距仪等进行船舶定位，机械设备就位；③、检查发电机工作状态，保证水箱水源充足，全自动化设备工作正常，泥浆泵开启，机械设备垂直性确认，检查仪表，确定工作状态良好，准备扰动；④、启动发电机，全自动化设备运行正常，机械设备旋转下沉，下端锥尖入水，入水至海底面前，控制下沉速度为1.0m～2.0m/min；⑤、继续旋转下沉，锥尖从海底面到处理顶面的控制下沉速度为0.5～1.0m/min；⑥、继续旋转下沉，锥尖从处理顶面到处理底面的控制速度为0.3～1.0m/min，通过滑管注入粘土泥浆，边下沉边通过机械设备下端搅拌翼旋转，拌合土体；⑦、锥尖下沉到处理底面后停止下沉，机械设备下端搅拌翼继续旋转，拌合土体，将原土质与粘土泥浆充分拌合，该过程持续3～5min；⑧、开启反转开关，机械设备下端搅拌翼反转提升，提升锥尖至处理顶面，该过程控制提升速度为0.3～1.0m/min；⑨、重复步骤⑥至⑧3～5次，保证粘土泥浆与原土质充分拌合，形成改良后地基；⑩、提升机械设备下端搅拌翼脱离处理顶面至海面，控制上升速度为0.3～1.0m/min，移动机械设备至下一处穿透硬土层的位置。本专利技术利用机械设备在预设打设钢圆筒或类似基础结构物的位置进行扰动，穿透原天然地基的硬土土层，利用泵送装置将粘土泥浆注入孔洞，利用搅拌装置将粘土泥浆与硬土土层进行充分拌合，打破硬土土层原有土性，粘土与原地基土混合形成材质均匀新的拌合土桩。在预打设基础结构物的位置按一定间隔进行扰动、注浆、搅拌、成桩处理，处理后的地基在施工期承载力下降，且质地均匀。钢圆筒或类似基础结构物的进一步打设过程中，原硬土层地基已与粘土泥浆混合，土体孔隙水未消散，土颗粒间的咬合作用降低，基础结构物受到的侧摩阻力和端阻力降低，增加可打入性，同时因改良后的土质均匀，打入过程土体对基础结构物的摩擦力均匀，减少不均匀受力情况。在打设完毕后，拌合土桩在排水作用下进行固结，承载力逐渐提高，满足使用期承载力要求。本专利技术的有益效果是：本专利技术可改变原天然地基的土体性质，打破硬土层，减少钢圆筒或类似基础结构物的打设阻力，减少打设过程的不均匀受力，提高可打入性；本专利技术可以处理较复杂地基，不受地质条件限制，可以扩大钢圆筒或类似基础结构物的使用范围；本专利技术采用注入粘土泥浆的方法，材料来源广泛，价格低廉，经济性较好。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，具体包括以下施工步骤：1、现场调查：对待打设钢圆筒或基础结构物的天然地基进行现场调查，具体包括水深测量、探查、土质调查、环境调查。①、为取得施工前后的地基高程而进行的水深测量，根据水深环境确定施工船舶的选择。②、潜水员对施工范围进行探查，确定有无阻碍施工的障碍物。③、通过钻孔等方式对深层拌合土桩施工区进行土质调查，确定不同位置的土性差异。④、考虑渔场、养殖场、海水浴场、工厂取水口的位置，进行水质、噪音和振动调查，需要做到防止粘土材料的流失对生态环境造成不利影响。2、打设前准备：根据现场调查结果，根据打设钢圆筒或基础结构物的预定位置，布设深层拌合土桩的桩位，并根据土质情况、钢圆筒直径和击振能力，控制拌合土桩间距为1～10m且不小于1倍桩径。3、具体施工：①、选定施工船舶，并安设CDM船处理机；②、根据设计的基础打设位置，定出穿透硬土层的位置，采用GPS、光学测量仪、激光测距仪等进行船舶定位，CDM船处理机处理机就位；③、检查发电机工作状态，保证水箱水源充足，全自动化设备工作正常，泥浆泵开启，钻孔设备垂直性确认，检查仪表，确定工作状态良好，准备钻孔；④、启动电机，全自动化设备运行正常，CDM船处理机旋转下沉，下端搅拌翼锥尖入水，入水至海底面前，控制下沉速度为1.0m/min；⑤、继续旋转下沉，锥尖从海底面到处理顶面的控制下沉速度为0.5m/min；⑥、继续旋转下沉，锥尖从处理顶面到处理底面的控制速度为0.3m/min，通过滑管注入粘土泥浆，边下沉边通过下端搅拌翼旋转，拌合土体；⑦、锥尖下沉到处理底面后停止下沉，搅拌翼继续旋转，拌合土体，将原土质与粘土泥浆充分拌合，该过程持续5min；⑧、开启反转开关，CDM船处理机下端搅拌翼反转提升，提升锥尖至处理顶面，该过程控制提升速度为0.3m/min；⑨、重复步骤⑥至⑧3～5次，保证粘土泥浆与原土质充分拌合，形成改良后地基；⑩、提升CDM船处理机下端搅拌翼脱离处理顶面至海面，控制上升速度为0.3m/min，移动CDM船处理机至下一处穿透硬土层的位置。4、移动打设机或施工船至下一个桩位，重复3步骤，进行深层拌合土桩打设，深层拌合土桩施工后，原地基面会有隆起，根据工程需求可将隆起部分铲除，并铺设一定厚度的砂垫层，为钢圆筒打设做准备。5、开始钢圆筒或基础结构物的打设，将钢圆筒吊装移位预打设位置，筒壁沿拌合土桩桩心连线位置放置，开启击振锤打设。实施例2一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，具体包括以下施工步骤：1、现场调查：对待打设钢圆筒或基础结构物的天然地基进行现场调查，具体包括水深测量、探查、土质调查、环境调查。①、为取得施工前后的地基高程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，包括以下操作步骤：步骤(1)、扰动：通过机械设备在预设打设基础结构物的位置进行扰动，使机械设备穿透原天然地基的硬土土层；步骤(2)、注浆：采用泵送装置将粘土泥浆注入所述步骤(1)扰动的位置；步骤(3)、拌合：采用搅拌装置将所述步骤(2)粘土泥浆与原天然地基的硬土土层拌合，形成改良后地基；步骤(4)、打设基础结构物：采用振沉设备将基础结构物埋入所述步骤(3)改良后地基中。

【技术特征摘要】
1.一种穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，包括以下操作步骤：步骤(1)、扰动：通过机械设备在预设打设基础结构物的位置进行扰动，使机械设备穿透原天然地基的硬土土层；步骤(2)、注浆：采用泵送装置将粘土泥浆注入所述步骤(1)扰动的位置；步骤(3)、拌合：采用搅拌装置将所述步骤(2)粘土泥浆与原天然地基的硬土土层拌合，形成改良后地基；步骤(4)、打设基础结构物：采用振沉设备将基础结构物埋入所述步骤(3)改良后地基中。2.根据权利要求1所述的穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中机械设备为CDM船处理机、陆上钻孔设备、挖掘设备中的一种。3.根据权利要求1所述的穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中扰动为钻孔、挖掘、凿穿中的一种。4.根据权利要求1所述的穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中粘土泥浆采用膨润土制备。5.根据权利要求1所述的穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中搅拌装置为步骤(1)中所述机械设备下端搅拌翼。6.根据权利要求1所述的穿透硬土层打设基础结构物的地基处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中基础结构物为大直径钢圆筒、钢圆筒、组合钢圆筒、及其副格中的一种。7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的穿透硬土...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一勇，张乃受，高潮，李增军，郭炳川，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12