一种纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构及施工方法

摘要

本发明公开了一种纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构及施工方法，包括褥垫层、纤维加筋泡沫固化土和硬壳层，硬壳层的上表面依次铺设有土工格栅和褥垫层，硬壳层埋设于软土地基内，纤维加筋泡沫固化土设置于硬壳层内。本发明提高了软土地基承载力，减小下卧层附加应力和沉降变形；能够减小地基中附加应力，使地基承载能力得以提高；施工简便、环保、经济性好。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构及施工方法。

背景技术

在道路、港口、码头及公民建工程中，经常会遇到泥塘、以及超软土地基，传统的地基处理往往是通过换填、强夯、复合地基等地基处理措施，以上措施对于沉降控制的效果较差，特别是对于回填问题，回填荷载及上部荷载作用增加了下卧层地基附加应力，使得后期沉降较大。对沉降控制较好的刚性桩复合地基其经济性较差，不能发挥刚性桩的优势，因此急需提出一种相对质轻、应力传递效果好的地基处理技术。

本发明提供了一种纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基处理技术，该技术所用的地基处理材料为纤维加筋泡沫固化土，该技术具有以下特点：轻质泡沫固化土密度较小，能够大大减小土体中的附加应力，使得地基承载能力提高，有效的控制了地基的沉降变形；轻质硬壳层本身强度较大，同时起到了很好的应力扩散作用；应力传递效果好，使得地基承载力较高，具有较好的性价比。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构及施工方法，提高了软土地基承载力，减小下卧层附加应力和沉降变形；能够减小地基中附加应力，使地基承载能力得以提高；施工简便、环保、经济性好。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构，包括褥垫层、纤维加筋泡沫固化土和硬壳层，硬壳层的上表面依次铺设有土工格栅和褥垫层，硬壳层埋设于软土地基内，纤维加筋泡沫固化土设置于硬壳层内。

按照上述技术方案，土工格栅上方设置有路堤。

按照上述技术方案，硬壳层为整体式硬壳层或多个纤维固化土墩；整体式硬壳层的覆盖面大于褥垫层及其上的泡沫土路堤1的面积，而多个纤维固化土墩均匀间隔分布于褥垫层的底部。

按照上述技术方案，整体式硬壳层的厚度为3～5m，纤维固化土墩的长度为5～8m，直径为0.8～1.2m。

按照上述技术方案，纤维加筋泡沫固化土由纤维、发泡剂和固化剂混合而成。

按照上述技术方案，纤维为聚酯纤维。

按照上述技术方案，纤维长度为30mm～100mm。

采用以上所述的纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构的施工方法，包括以下步骤：

1)当硬壳层为整体式硬壳层时，根据整体式硬壳层的厚度进行基坑开挖，当硬壳层为多个纤维固化土墩时，根据各纤维固化土墩的位置在软土地基上进行钢套筒钻孔；

2)当硬壳层为整体式硬壳层时，在基坑底部及四周铺设防水土工合成材料，

当硬壳层为多个纤维固化土墩时，向各钢套筒内钻孔中放入防水加筋土工合成材料套筒；

3)向基坑或土工合成材料套筒中浇筑纤维加筋泡沫固化土，养护至设计强度；

4)在硬壳层上表面依次铺设土工格栅和碎石褥垫层；土工格栅铺设与碎石褥垫层的下表面或铺设于碎石褥垫层的上下表面；

5)在褥垫层上进行路堤结构施工。

按照上述技术方案，在所述的步骤5)中，路堤采用泡沫轻质土。

在所述的步骤3)中，纤维加筋泡沫固化土由纤维、发泡剂和固化剂混合而成，根据地基承载力要求确定纤维、发泡剂、固化剂的含量和配比。

本发明具有以下有益效果：

本发明中纤维加筋泡沫固化土轻质高强，提高了软土地基承载力；硬壳层有应力扩散的作用，减小下卧层附加应力和沉降变形；泡沫轻质固化土密度小于水的密度，能够减小地基中附加应力，使地基承载能力得以提高；施工简便、环保、经济性好。

附图说明

图1是本发明实施例一中纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构的结构示意图；

图2是本发明实施例二中纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构的结构示意图；

图中，1-泡沫土路堤，2-褥垫层，3-土工格栅，4-纤维加筋泡沫固化土，5-防水土工合成材料，6-软土地基，7-防水加筋土工合成材料套筒，8-纤维固化土墩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1所示，本发明提供的一个实施例一中的纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构，包括褥垫层2、纤维加筋泡沫固化土4和硬壳层，硬壳层的上表面依次铺设有土工格栅3和褥垫层2，硬壳层埋设于软土地基6内，纤维加筋泡沫固化土4填充于硬壳层内，土工格栅3和褥垫层2铺设于软土地基6地面上。

进一步地，土工格栅3上方设置有路堤，路堤为泡沫土路堤1。

进一步地，硬壳层为整体式硬壳层；整体式硬壳层的覆盖面大于褥垫层2及其上的泡沫土路堤1的面积，整体式硬壳层的厚度为3～5m。

进一步地，纤维加筋泡沫固化土4由纤维、发泡剂和固化剂混合而成，纤维起到加筋作用。

进一步地，纤维为聚酯纤维；所述的纤维可采用人造、生物、合成、麦秸等强度满足要求的纤维。

进一步地，纤维长度为30mm～100mm。

如图2所示，本发明提供的实施例二中，与实施例一的不同之处在于：硬壳层为多个纤维固化土墩8，形成墩土复合硬壳层，多个纤维固化土墩8均匀间隔分布于褥垫层2的底部，纤维固化土墩8的长度为5～8m，直径为0.8～1.2m，实施例二的其余结构与实施例一相同。

采用以上所述的纤维加筋泡沫固化土硬壳层地基结构的施工方法，包括以下步骤：

1)根据设计确定硬壳层厚度，确定土体固化深度或固化土墩的墩长，当硬壳层为整体式硬壳层时，根据整体式硬壳层的厚度进行基坑开挖，当硬壳层为多个纤维固化土墩8时，根据各纤维固化土墩8的位置在软土地基6上进行钢套筒钻孔；

2)当硬壳层为整体式硬壳层时，在基坑底部及四周铺设防水土工合成材料5，

当硬壳层为多个纤维固化土墩8时，向各钢套筒内钻孔中放入防水加筋土工合成材料套筒7；

3)向基坑或土工合成材料套筒中浇筑纤维加筋泡沫固化土4，养护至设计强度；

4)在硬壳层上表面铺设一层土工格栅3，并铺设碎石褥垫层2；土工格栅3铺设与碎石褥垫层2的下表面或铺设于碎石褥垫层2的上下表面；

5)在褥垫层2上进行路堤结构施工。

进一步地，在所述的步骤5)中，路堤采用泡沫轻质土。

在所述的步骤3)中，纤维加筋泡沫固化土4由纤维、发泡剂和固化剂混合而成，根据地基承载力要求确定纤维、发泡剂、固化剂的含量和配比。

地基处理材料为纤维加筋泡沫固化土4，该技术具有以下特点：轻质泡沫固化土密度较小，能够大大减小土体中的附加应力，使得地基承载能力提高，有效的控制了地基的沉降变形；轻质硬壳层本身强度较大，同时起到了很好的应力扩散作用；应力传递效果好，使得地基承载力较高，具有较好的性价比。

综上所述，本发明采用纤维轻质泡沫固化剂对土体固化处理形成的硬壳层具有较高的强度；硬壳层质量较小，能够减小地基中的附加应力，同时硬壳层具有一定的埋深，这都使地基承载力能力提高；可有效的控制沉降；固化土就地取材，同时可消耗工程建设渣土等固废材料，实现固废资源化利用，具有较高的社会经济效益。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。