一種排水松木樁加固軟黏土地基的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種軟黏土地基，屬于軟土工程技術領域。
【背景技術】
[0002]軟黏土地基是指由軟黏土(淤泥、淤泥質土)構成的地基，它是在靜水或非常緩慢的流水環境中沉積，經生物化學作用形成的。軟黏土的具有“黏粒含量高、含水率高、滲透性低、不排水強度低、流變性高”的特征。軟黏土的工程特性決定了軟黏土地基承載力低、地基變形大、不均勻變形也大，且變形穩定歷時較長，常導致軟弱地基上的構筑物發生沉降、傾斜、開裂等病害，嚴重者導致構筑物倒塌或是喪失了正常使用功能。
[0003]針對軟黏土地基的工程特性，在多年工程實踐和理論研究的基礎上，形成了多種軟黏土地基加固處理方法，其加固機理、施工工藝、適用范圍及優缺點互有異同，簡述如下:
[0004]方法1:化學加固法。即采用深層攪拌、高壓旋噴等方法，形成水泥土粧柱體，粧柱體比軟弱土具有更高的強度剛度，粧柱體和軟土形成復合地基共同承擔上部荷載、協調變形，從而達到提高軟軟地基承載力、減小地基變形的目的。該方法需要專門的施工機械設備，適合場地平整的較大面積軟弱地基的加固處理；且當軟土中有機質含量較高時(如泥炭土 )，化學加固效果則很不穩定，需要專門研究改性使用。
[0005]方法2:排水預壓法。排水預壓法包括排水系統和加壓系統。排水系統通常采用砂井、袋裝砂井、塑料排水帶構成豎向排水系統，水平向排水系統常有砂墊層構成。加壓系統常采用堆載預壓和真空預壓。加壓系統的作用是使得軟弱地基中產生水頭差，排水系統的作用是縮短排水路徑，加速固結完成的時間。預壓法需要專門的施工設備、施工工藝要求較高，適合大面積平整場地的加固處理。
[0006]方法3:碎石粧法:采用振沖法、沉管法、強夯置換等方法，在軟弱中形成散體材料粧，碎石粧在復合地基中起到置換、排水、粧體作用。該法需要專門施工設備，對施工場地平整度、施工條件有一定要求。在軟黏土地基中，碎石粧的承載力主要取決于軟黏土本身對碎石粧的側向極限約束力，因此當軟黏土較軟弱時，碎石粧法在軟弱地基中很難形成有效的粧柱體。
[0007]方法4:剛性粧法:常采用打入預制粧、或者采用CFG粧法就地形成剛性粧處理軟弱地基。該法需要專業的施工設備，且一般在軟弱地基工程特性較好的場地才能充分發揮剛性粧的效果。在超軟弱黏性土地基中，剛性粧難以發揮其承載力高的特點。
[0008]方法5:松木粧法:對于一些修建在軟弱地基上的中小型水工構筑物，常采用小松木粧進行軟黏土地基的加固處理。這是由于中小型水工構筑物高度一般不大(如3.0m~6.0m)，作用于軟黏土地基的應力也不高(一般小于200 kPa)，而中小型水工構筑物常呈細長型，需要根據地形地貌條件設置；在這種條件下，采用大型常規軟黏土地基處理方法存在施工場地條件差、大型設備轉場困難、施工材料難以就地取材、地基過度處理、施工成本高等問題。從技術經濟方面考慮，工程中常采用壓入(打入)小松木粧(就地取材，簡單加工)進行中小型水工構筑物的軟黏土地基處理，經濟效果明顯。但小松木粧加固處理軟黏土地基，常存在如下問題:
[0009]i)當軟黏土地基工程特性較好、水工構筑物不高時，松木粧處理軟黏土地基效果較好，使用多年水工構筑物變形很小，能夠滿足正常使用的要求；
[0010]ii)當軟黏土地基工程特性較差時(如軟土液性指數較高，處于軟塑或流塑狀態)，松木粧復合地基使用多年后，常出現水工構筑物沉降變形較大且多年難以穩定，造成水工構筑物(擋土擋水結構)開裂甚至失穩破壞的問題。該問題一直未引起業界足夠重視的原因主要有如下幾點:a)中小型水工構筑物變形是一個長期的過程，短期內變形積累沒有明顯影響構筑的正常使用山)多年后變形過大時，常采用拆除重修的方法解決；正因為變形的緩慢性和長期性，松木粧復合地基常用于中小型水工構筑物軟黏土地基的加固處理，但對其長期變形破壞機理及解決方案長期以來一直沒有引起工程界的重視，使得小松木粧處理軟黏土地基的缺陷長期存在而未得到應有的改進和解決。
[0011]可見，傳統松木粧加固軟黏土地基存在變形大的問題，該問題長期以來未引起工程界的重視和解決，限制了松木粧在軟黏土地基加固處理中的應用。針對松木粧加固軟黏土地基的變形問題的土力學原理，改進松木粧結構，將排水固結功能引入松木粧，使傳統松木粧兼具排水固結和加固補強作用，是解決松木粧處理軟黏土地基變形問題的一種有效方法。這是本發明的技術背景和出發點。
【發明內容】
[0012]本實用新型的目的在于提供一種排水松木粧加固軟黏土地基，以解決傳統松木粧加固軟黏土地基時存在的如下幾個問題:(i)沉降變形過大問題；(ii)沉降變形時間過長問題；(iii)地基承載力難以通過固結排水途徑提高的問題；(iv)軟土粘地基在荷載作用下蠕變變形較大問題。
[0013]本實用新型采用了下述技術方案，一種排水松木粧加固軟黏土地基，其特征在于，軟黏土地基中壓入若干排水松木粧，所述排水松木粧以松木粧為芯材，并包裹土工織物或土工布作為排水結構層，軟黏土地基表面布置水平排水砂墊層。
[0014]所述芯材的直徑為100 mm~200 mm，長度為2.0m~4.0m。
[0015]所述排水結構層厚度為10 mm~15 mm，具有良好的縱向和橫向排水能力，可起到排水減壓、縮短排水路徑長度的作用。
[0016]排水松木粧將塑料排水帶的排水功能與木粧的加固功能復合于一體，特別適合于中小型水工構筑物軟黏土地基的加固處理；也適合超軟弱吹填土、泥炭土地基的初級加固處理，根據處理的時效性，排水松木粧可以拔出后重復使用。
[0017]與現有技術比較，本發明具有如下優點:
[0018]i)與傳統松木粧相比較:由于增加了排水結構層，工程荷載引起的超孔隙水壓力可通過排水結構層快速排出，壓縮沉降可短期完成；由于排水固結作用可有效提高軟黏土的不排水抗剪強度，從而起到提高復合地基承載力、減小工后沉降的作用和效果。
[0019]ii)與傳統剛性狀(CFG粧，混凝土粧)相比:排水松木粧采用天然材料，可就地取材；施工工藝簡單，對場地條件的適宜性強；從技術經濟方面來看，在中小型水工結構軟土地基處理、泥炭質有機土軟弱地基、超軟弱吹填土軟弱地基的初級處理中，排水松木粧技術具有較明顯的技術經濟優勢。
[0020]iii)與單純的砂井、袋裝砂井、塑料排水帶處理軟黏土地基相比:排水松木粧復合結構中的松木粧可作為豎向增強體起到粧柱體的作用，通過置換作用可提高復合地基的承載力；而傳統的砂井、袋裝砂井、塑料排