淤泥地基加固方法及地桩

技术领域

本申请属于建筑技术领域，尤其是涉及一种淤泥地基加固方法；此外，还涉及一种地桩。

背景技术

地基是指建筑物下面起到支撑作用的土体或岩体等，作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基(复合地基）两类，天然地基是不需要人加固的天然土层，人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。

一般的，在靠近河道或是地下水系丰富的区域进行工程建设，往往需要建设人工地基，以能够减少沉降，或者即使是发生了沉降也要使得地基各处的沉降更加均匀。

现有技术中一般由如下的对淤泥地基进行加固的方式：挖掉淤泥并回填干土，该方式需要转运大量的土石方工期长成本大，且若是地下水系发达，回填的干土依然存在会被浸湿形成软土或是淤泥的风险；对淤泥进行压载强制排水，使得淤泥失水固结，该方法依然有可能会涉及到大量的土石方的转运，且在淤泥中需要埋设大量的排水设施，成本较高；向淤泥中掺入固化剂，使得土壤之间的粘性更大以提高土壤的承载能力，该方法虽然无需搬运土石方，但是对于粘性较大的土壤，在向其中掺入固化剂时搅拌难度较高；此外，上述的方法在完成对淤泥的固化后，依然需要建设混凝土的地基，随后才能够在混凝土地基上进行进一步的建设，会使得整体的施工时间依然较长。

有鉴于此，需要提供一种淤泥地基加固方法及地桩。

发明内容

为了改善淤泥地基强度，减缓地基沉降以及保证沉降的均匀性的问题，本申请提供一种淤泥地基加固方法及地桩。

本申请第一方面提供一种淤泥地基加固方法，包括如下步骤：

A）、向淤泥中插入中空透水地桩，并在所述中空透水地桩中插入抽水装置；

B）、回填并压实回填层；

C）、浇筑与所述中空透水地桩相连接的受力地基块；

D）、在等待所述受力地基块拆模的时间内抽取所述中空透水地桩内的渗水，并在所述受力地基块拆模后向所述中空透水地桩中浇筑混凝土；

E）、设置地梁，将地梁与所述受力地基块相连接，并在相邻的各所述受力地基块之间浇筑混凝土，以形成受力地基板。

通过采用上述技术方案，通过打入中空透水地桩并在中空透水地桩中插入抽水装置，以在进行回填以及浇筑与中空透水地桩相连接的受力地基块时，淤泥能够受到以上回填材料以及受力地基块的重力压载作用，使得淤泥中的水会从中空透水地桩处渗出并被抽水装置抽走，从而使得淤泥含水量降低强度提高；随后在受力地基块以及中空透水地桩的基础上浇筑地梁，通过地梁将各个受力地基块以及中空透水地桩相连接，且各受力地基块之间通过混凝土浇筑相互连接形成整体的受力地基板，从而能够形成整体的混凝土地基，使得地基不易沉降，即使在沉降时，整体的沉降程度也更加均匀，且能够缩短整体的建设工期。

具体地，所述中空透水地桩插进淤泥的过程中，对所述中空透水地桩施加朝向地面以下的压力并施加振动；且在所述中空透水地桩插置到位后，所述中空透水地桩露出在淤泥外的部分的长度大于40cm。

通过采用上述技术方案，能够使得中空透水地桩的插入深度更深，且在中空透水地桩插入到淤泥中后仍有露出的余量，能够保障在填入回填层时中空透水地桩上部的抽水口不被封堵。

进一步的，所述回填层包括石灰和碎石。

通过采用上述技术方案，能够通过石灰吸收淤泥中的水分，并通过碎石降低淤泥地基的沉降量。

进一步的，所述受力地基块中包括伸出于该受力地基块本体的连接钢筋。

通过采用上述技术方案，能够方便后续在相邻的两个受力地基块之间连接钢筋，并浇筑混凝土，从而将多个受力地基块连接形成为一整个受力地基板，提升地基的整体性。

本申请第二方面提供一种地桩，该地桩为上述淤泥地基加固方法的技术的方案中所述的中空透水地桩，该中空透水地桩包括：纵向钢筋骨架、横向钢筋骨架和包覆网，所述横向钢筋骨架、所述纵向钢筋骨架以及所述包覆网能够合围形成径向截面为环形的第一柱状容纳腔，且所述第一柱状容纳腔内适于容置滤水石料；并在所述第一柱状容纳腔中形成适于容纳所述抽水装置的第二柱状容纳腔。

通过采用上述技术方案，淤泥中的水能够透过中空透水地桩的侧壁（及滤水石料）渗透到中空透水地桩的中部所形成的第二柱状容纳腔中以便于抽水装置将水抽走，以在能够起到增强后续形成的混凝土地基与淤泥之间的连接性的同时，还能够实现降低淤泥的含水量。

进一步的，所述纵向钢筋骨架包括多个主U型骨架，所述横向钢筋骨架包括多个第一环形骨架和多个第二环形骨架，各所述主U型骨架的一侧与所述第一环形骨架连接，且另一侧与所述第二环形骨架连接；各所述主U型骨架之间的角间距一致，各所述第一环形骨架之间的间距一致，各所述第二环形骨架之间的间距一致。

通过采用上述技术方案，主U型骨架的结构设计能够便于对第一环形骨架和第二环形骨架进行布置，以方便第一环形骨架和第二环形骨架与主U型骨架之间的连接，且主U型骨架之间等角间距的布置，各第一环形骨架之间和个第二环形骨架之间也等间距的布置，从而能够使得地桩的骨架结构的承载能力更加均匀。

进一步的，所述纵向钢筋骨架还包括多个副U型骨架，所述横向钢筋骨架还包括多个第三环形骨架，各所述副U型骨架的一侧与所述第二环形骨架连接，且另一侧与所述第三环形骨架连接；各所述副U型骨架之间的角间距一致，各所述第三环形骨架之间的间距一致，且所述第一环形骨架的直径小于所述第三环形骨架的直径，所述第三环形骨架的直径小于所述第二环形骨架的直径。

通过采用上述技术方案，在地桩的直径过大时设置副U型骨架以及第三环形骨架能够提高地桩外侧的钢筋密度，以保证地桩的强度，且上述的结构设置能够使得地桩的骨架结构整体性更高。

进一步的，所述包覆网包括与所述第一环形骨架连接的内包覆网以及与所述第二环形骨架相连接的外包覆网。

通过采用上述技术方案，能够形成对填充在第一柱状容纳腔中的滤水石料的包覆，防止滤水石料进入到淤泥中。

进一步的，所述主U型骨架和所述副U型骨架均设置为开口端向上闭口端向下，且在所述主U型骨架的开口端处设有挂接钢筋。

通过采用上述技术方案，主U型骨架和副U型骨架均设置为开口端向上能够方便包覆网的安装固定；挂接钢筋的设计能够方便将地桩吊起。

进一步的，还包括锥底单元，所述锥底单元包括多个折弯骨架和蒙皮，所述折弯骨架包括与所述主U型骨架和/或所述副U型骨架连接的骨架底座，以及与所述蒙皮连接的连接段，且各所述折弯骨架的所述连接段上远离所述骨架底座的一端相连接，以形成为锥形框架结构。

通过采用上述技术方案，能够便于将地桩插入到淤泥中。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、通过打入中空透水地桩并在中空透水地桩中插入抽水装置，以在对淤泥进行回填以及浇筑与中空透水地桩相连接的受力地基块时，淤泥能够受到以上两者的重力压载作用，使得淤泥中的水会从中空透水地桩处渗出并被抽水装置抽走，使得淤泥含水量降低强度提高；随后在受力地基块以及中空透水地桩的基础上浇筑地梁，通过地梁将各个受力地基块以及中空透水地桩相连接，且各受力地基块之间通过混凝土浇筑相互连接形成整体的受力地基板，从而能够形成整体的混凝土地基，使得地基不易沉降，即使在沉降时，整体的沉降程度也更加均匀，且能够缩短整体的建设工期。

2、在地桩中形成能够容纳抽水装置的第二柱状容纳腔，且在第二柱状容纳腔的外侧形成径向截面为环形的能够容纳滤水石料的第一柱状容纳腔，使得淤泥中的水能够透过中空透水地桩的侧壁（及滤水石料）渗透到中空透水地桩的中部所形成的第二柱状容纳腔中，以便于抽水装置将水抽走，从而能够在起到降低淤泥的含水量的基础上，还能够将地桩作为后续形成的混凝土地基一部分，以提高混凝土地基与淤泥之间的连接性，并能够缩短工期。

附图说明

图1是本申请的地桩（以及整个混凝土地基）的立体结构示意图。

图2是图1中A区域的局部放大示意图。

图3是本申请的地桩（以及整个混凝土地基）的俯视图。

图4是图3中B-B方向的剖视图。

图5是图4中E区域的局部放大示意图。

图6是图4中D-D方向的剖视图（对称结构取四分之一剖视）。

图7是图4中C-C方向的剖视图。

图8是图7中锥底单元的放大图。

附图标记：1、中空透水地桩；11、纵向钢筋骨架；111、主U型骨架；1111、挂接钢筋；112、副U型骨架；12、横向钢筋骨架；121、第一环形骨架；122、第二环形骨架；123、第三环形骨架；13、包覆网；131、内包覆网；132、外包覆网；14、第一柱状容纳腔； 15、第二柱状容纳腔；16、锥底单元；161、折弯骨架；1611、骨架底座；1612、连接段；162、蒙皮；2、回填层；3、受力地基块；31、连接钢筋；4、地梁。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种淤泥地基加固方法。

一种淤泥地基加固方法，其包括如下步骤：

参照图1，向淤泥（图中未示出）中插入中空透水地桩1，并在中空透水地桩1中插入抽水装置（图中未示出），具体地，中空透水地桩1可沿相垂直的两个方向进行布置，且同一布置方向上相邻两个中空透水地桩1的间距可根据实际情况设置，一般的，淤泥承载力越弱，相邻两个中空透水地桩1的间距越小；可利用振动打桩机向中空透水地桩1施加插入到淤泥内的压力，且在施加压力的同时能够向中空透水地桩1施加振动，以便于中空透水地桩1插入到淤泥中，相比于锤击形式的打桩机而言，振动打桩机在淤泥中的打桩速度快，且对中空透水地桩1的损伤相对较小，需要注意的是，在中空透水地桩1插入到淤泥后，中空透水地桩1露出在淤泥外的部分的长度应当大于40cm，例如可设置为60cm，以至少能够保证在后续填入回填层2时，中空透水地桩1上部的抽水口不被封堵。

回填并压实回填层2，回填层2中的回填材料可包括石灰以及碎石，在具体的施工过程中，可先回填石灰，在石灰倾倒在淤泥上之后，可利用诸如旋耕机一类的设备对淤泥以及石灰进行旋耕，以将两者进行翻动搅拌，使得两者充分混合，由于石灰具有一定的吸水作用，能够吸收淤泥中的水，从而能够使得掺入石灰的淤泥表层含水量降低，流动性减弱，支承能力提高，回填的石灰的厚度可以是5cm；碎石可以是经过适当粉碎建筑废料，如红砖碎料或是混凝土碎料等，以减少成本，且碎石倾倒在淤泥上并经过夯实后将会有一部分融入到淤泥中，使得两者混合后形成的土层含水量减小，且抗剪能力显著提高，不易沉降，碎石的回填厚度可以是15cm。

浇筑与中空透水地桩1相连接的受力地基块3，具体地，是先捆扎钢筋形成受力框架结构，随后在受力框架结构周围围上模板进行浇筑，形成受力地基块3，参照图1和图2，以中空透水地桩1为圆柱形为例，则受力地基块3可以是方形的地基块（如边长为1米高20cm），且在受力地基块3的中部设有圆孔，使得此时的受力地基块3不与中空透水地桩1连接，以保证混凝土不会将中空透水地桩1堵塞，避免造成无法抽水的情况，且需要注意的是，在捆扎钢筋形成受力框架结构时，要做出预留的连接钢筋31，使得受力地基块3浇筑成型后，其外侧壁上具有伸出的钢筋结构（连接钢筋31），以方便后续将受力地基块3相连接浇筑成整体结构，且在受力地基块3的圆孔处也设有伸出的钢筋结构，以便于后续将受力地基块3与中空透水地桩1浇筑连接在一起，形成完整的一体式的混凝土地基。

在等待受力地基块3拆模的时间内，由于淤泥受到回填层2以及受力地基块3的压力作用，会使得淤泥中的积水受压，从中空透水地桩1处渗出，以由抽水装置抽出，从而使得淤泥失水沉降，承载能力提高，并趋于稳定；随后在受力地基块3拆模后，向中空透水地桩1中浇筑混凝土，使得中空透水地桩1形成混凝土地桩；与此同时，还要浇筑地梁4，具体地，地梁4要与中空透水地桩1以及受力地基块3相连接，并如图3所示，呈网格状排布（“井”字形排布），且各个相邻的各受力地基块3之间以及受力地基块3与中空透水地桩1之间也均要浇筑混凝土，以使得各个相邻的受力地基块3相连接形成受力地基板，增大混凝土地基与淤泥之间的接触面积，减小压强，以减少后续施工时的沉降量；地梁4则能够起到加强筋的作用，使得受力地基板不易产生弯曲形变，一体性更强，从而即使是混凝土地基发生了沉降，也能够使得沉降更加均匀。

需要注意的是，在上述的浇筑地梁4以及浇筑受力地基板的步骤之前，由于各处淤泥的质地不尽相同，因此，各处的受力地基块3的沉降量不尽相同，因此，在浇筑地梁4以及浇筑受力地基板时，可以进行找平。

本申请实施例还公开一种地桩。

参照图1和图2，一种地桩，该地桩是上述淤泥地基加固方法中所提及的中空透水地桩1，该中空透水地桩1至少包括纵向钢筋骨架11、横向钢筋骨架12和包覆网13，以通过横向钢筋骨架12、纵向钢筋骨架11以及包覆网13合围形成径向截面为环形的第一柱状容纳腔14，而被该第一柱状容纳腔14所包围形成的柱状腔体则为第二柱状容纳腔15，在第一柱状容纳腔14内适于容置滤水石料（图中未示出，具体可以是碎石块等），以能够通过滤水石料尽可能的避免淤泥进入到第二柱状容纳腔15中，以使得第二柱状容纳腔15不易被堵塞，便于抽出淤泥中的渗水，用于抽取第二柱状容纳腔15内的渗水的抽水装置可以是水泵，具体地，可在第二柱状容纳腔15中插入水管，并将水管与水泵连接实现抽水。

具体地，参照图4和图5，本申请实施例所公开的地桩中的纵向钢筋骨架11至少包括多个主U型骨架111，横向钢筋骨架12则至少包括多个第一环形骨架121和多个第二环形骨架122，各主U型骨架111的一侧与第一环形骨架121连接，且另一侧与第二环形骨架122连接，连接时应当优选以焊接的方式将第一环形骨架121以及第二环形骨架122焊接在主U型骨架111上，以保证钢筋骨架的结构强度，使得其能够承载滤水石料的重量，且应当保证在捆扎地桩的钢筋骨架时各主U型骨架111之间的角间距一致，各第一环形骨架121之间的间距一致，且各第二环形骨架122之间的间距一致，使得地桩的钢筋骨架的各区域的强度更加均匀。

且需要注意的是，在捆扎时应当保证各主U型骨架111设置为开口端向上闭口端向下，以能够方便第一环形骨架121和第二环形骨架122的布置与捆扎，也能够方便包覆网13的放置捆扎，并能够保证形成的第一柱状容纳腔14的开口处无钢筋的遮挡，从而便于将滤水石料灌入到第一柱状容纳腔14中；其中，包覆网13包括与第一环形骨架121连接的内包覆网131以及与第二环形骨架122相连接的外包覆网132，当然，在地桩的底部也应当设置底部包覆网或是底部挡板，以形成对滤水石料的包覆，防止滤水石料从第一柱状容纳腔14中漏出，内包覆网131以及外包覆网132可设置为金属丝网。

具体地，参照图2，本申请实施例所公开的地桩的尺寸应当根据淤泥层的厚度来确定，一般的，若淤泥层的厚度越小，则地桩越短且直径越小，而淤泥层的厚度越大，则地桩越长且直径越大，因此，若是淤泥层较厚，则为了保障钢筋骨架的强度，可在纵向钢筋骨架11上在添加多个副U型骨架112，副U型骨架112添加在相邻的两个主U型骨架111之间，在横向钢筋骨架12上添加多个第三环形骨架123，使得各副U型骨架112的一侧与第二环形骨架122连接，且另一侧与第三环形骨架123连接；且在捆扎时，各副U型骨架112之间的角间距一致，各第三环形骨架123之间的间距一致，且相邻的副U型骨架112与主U型骨架111之间的角间距相等，以使得钢筋骨架的各区域的强度更加均匀；三个环形骨架的尺寸可优选设置为：第一环形骨架121的直径小于第三环形骨架123的直径，且第三环形骨架123的直径小于第二环形骨架122的直径，也即是要使得主U型骨架111以及副U型骨架112上均有一部分处于地桩的外侧，使得后续在捆扎地梁4的钢筋时，能够便于实现主U型骨架111以及副U型骨架112均与地梁4的钢筋连接，从而能够使得地桩与地梁4之间的连接更加牢固；且为了保证捆扎的便利性，应当使得副U型骨架112的开口端向上，闭口端向下。

具体地，参照图4和图6，本申请实施例所公开的地桩上露出于淤泥的一端需要设置有多个挂接钢筋1111，以能够通过挂接钢筋1111实现对地桩的吊装和转运，各挂接钢筋1111可设置为折弯件，其折弯形成的夹角应当为锐角，且可优选为75°至85°，部分的挂接钢筋1111可以焊接在主U型骨架111与第二环形骨架122相连接的一段上，另一部分的挂接钢筋1111可以焊接在副U型骨架112与第二环形骨架122相连接的一段上，从而在吊装时使得各个挂接钢筋1111上所要承受的力较小不易断裂，并能够对地桩的整体进行良好的连接，使得在地桩进行吊装转运的过程中不易解体。

具体地，参照图7和图8，本申请实施例所公开的地桩的底部还包括锥底单元16，锥底单元16可具体包括多个折弯骨架161和蒙皮162，其中，折弯骨架161包括与主U型骨架111和/或副U型骨架112连接的骨架底座1611，以及与蒙皮162连接的连接段1612，且各折弯骨架161的连接段1612上远离骨架底座1611的一端相连接，以形成为锥形框架结构，并在锥形框架结构上覆上蒙皮162，该设计使得地桩在插入到淤泥的过程中，能够由锥底单元16实现对淤泥的排开，以防止淤泥进入到第二柱状容纳腔15内中。

本申请实施例一种地桩的实施原理为：在地桩中形成能够容纳抽水装置的第二柱状容纳腔15，且在第二柱状容纳腔15的外侧形成径向截面为环形的能够容纳滤水石料的第一柱状容纳腔14，使得淤泥中的水能够透过中空透水地桩1的侧壁（及滤水石料）渗透到中空透水地桩1的中部所形成的第二柱状容纳腔15中，以便于抽水装置将水抽走，从而在起到降低淤泥的含水量提高淤泥地基强度的基础上，还能够将地桩作为后续形成的混凝土地基一部分，以提高混凝土地基与淤泥之间的连接性，并能够缩短混凝土地基的建设工期。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。