一种地基防沉降结构及施工方法与流程

本申请涉及地基施工的技术领域，尤其是涉及一种地基防沉降结构及施工方法。

背景技术：

目前，随着城市化建设进程的加快，软土地基现象也越来越普遍。软土地基的承载力和抗剪能力较弱，尤其是当地基上的载荷较大使，地基会发生沉降。在日常施工过程中，往往会用到排水固结法、砂桩法、石灰桩法或换填法等。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在地基加固效果差和防沉降性能低的缺陷。

技术实现要素：

为了使地基的加固效果更好，防沉降性能更高，本申请提供一种地基防沉降结构。

第一方面，本申请提供的一种地基防沉降结构，采用如下的技术方案：

一种地基防沉降结构，包括铺设在地基表面上的垫层、垂直穿过垫层插入地基中的沉桩、设在垫层上的排水层、多个铺设在排水层上的加固层和设在加固层上的夯实层；

所述沉桩的上端从垫层中伸出并向上延伸；

所述加固层包括多个平铺在排水层上的加固筒和装填在加固筒内的填料层。

通过采用上述技术方案，垫层作为整个加固结构的基底，使得软土地基上表面的软土被垫层进行初步加固，然后沉桩作为支撑柱起到稳固基底的作用，沉桩顶部能起到给排水层及上部结构提供支撑力，加固筒和填料层构成加固层，利用填料层材料之间产生的摩擦力，使加固层强度增大，使加固效果更好，加固层上再铺设夯实层。使整个地基的防沉降结构更牢固稳定，防沉降效果更好。

可选的，所述沉桩的顶端设有承重板。

通过采用上述技术方案，承重板的设置能增大沉桩顶端与垫层上表面的接触面积，进而将沉桩上承受的载荷通过承重板分散在垫层上，减少地基因表面上的载荷产生变形，使本整个地基的防沉降结构的防沉降效果更好。

可选的，所述承重板上设有尖端向上的锥体，所述锥体埋设在排水层中。

通过采用上述技术方案，椎体尖端向上，埋设在排水层中，使沉桩与排水层之间的接触面积增大，进而使整个沉桩和地基防沉降结构更稳定，防沉降效果更好。

可选的，所述加固筒包括柔性筒体设在柔性筒体内的支撑架和设在柔性筒体顶端的盖体。

通过采用上述技术方案，支撑架作为框架能使柔性筒体具有形状保持的功能，使得加固筒的整体结构更牢固，防沉降效果更好。盖体将填料层密封在加固筒中，起到密封作用。

可选的，所述柔性筒体与支撑架的在柔性筒体底部形成一个向上凹陷的锥形凹槽。

通过采用上述技术方案，加固层下方的排水层或夯实用的砂土能进入锥形凹槽中，固结成锥形体，进一步提高增强地基的承载力，使得整个地基的加固效果更好。

可选的，所述柔性筒体的横截面为直角三角形。

通过采用上述技术方案，三角形的稳定性最好，因此柔性筒体的横截面为直角三角形，不仅能提高装有填料层的柔性筒体的稳定性，还能使两个横截面为直角三角形的柔性筒体装填了填料层后能拼成一个矩形的柔性筒体，减小加固层中各柔性筒体之间的缝隙，使得加固层的结构更稳固。

可选的，所述加固层的顶面设有土工格栅。

通过采用上述技术方案，土工格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，能在加固层顶面和夯实层底面形成一个整体的网状结构，限制夯实层的位移，使加固层和夯实层在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态，使得本申请具有更高的承重能力，更好的荷载传递性能及更小的变形，进而使本申请的防沉降效果更好。

可选的，所述加固层设有多层，相邻两层所述加固层之间填充有缓冲层。

通过采用上述技术方案，加固层设有多层，且相邻两层之间的设置了缓冲层，缓冲层能使多层加固层之间的连接更紧密，进而使整个地基防沉降结构更牢固。

可选的，位于上一层的加固层中的加固筒之间的缝隙与位于下一层的加固层中的加固筒之间的缝隙相互交错。

通过采用上述技术方案，上一层的加固层中的加固筒之间的缝隙与位于下一层的加固层中的加固筒之间的缝隙相互交错，能使得多层加固层之间相互堆叠时，下一层的加固层中的两个相邻的加固筒能通过上一层的加固层产生力相互受力关系，从而使本申请的防沉降效果更好。

一种地基防沉降结构的施工方法，制作如权利要求至任一项所述的地基防沉降结构，包括如下步骤：

在挖设好的地基上铺设垫层；

埋设沉桩；

铺设排水层，使排水层将沉桩的顶端覆盖，并夯实排水层；

将填料层装填在加固筒中，将并最终堆叠成加固层置于排水层上，最后将加固层中的缝隙用砂土填满并夯实；

在夯实的加固层上铺设夯实层并压实。

通过采用上述技术方案，垫层作为主要支撑基底，沉桩的设置使底部地基防沉降结构的底部抗剪切性能和荷载性能提高，加固层和夯实层作为起到加固作用，使加固效果更好。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中的垫层作为整个加固结构的基底，使得软土地基上表面的软土被垫层进行初步加固，然后沉桩作为支撑柱起到稳固基底的作用，沉桩顶部能起到给排水层及上部结构提供支撑力，加固筒和填料层构成加固层，利用填料层材料之间产生的摩擦力，使加固层强度增大，使加固效果更好，加固层上再铺设夯实层。使整个地基的防沉降结构更牢固稳定，防沉降效果更好；

2.本申请的柔性筒体的横截面为直角三角形，三角形的稳定性最好，因此柔性筒体的横截面为直角三角形，不仅能提高装有填料层的柔性筒体的稳定性，还能使两个横截面为直角三角形的柔性筒体装填了填料层后能拼成一个矩形的柔性筒体，减小加固层中各柔性筒体之间的缝隙，使得加固层的结构更稳固；

3.本申请的加固层设有多层，且相邻两层之间的设置了缓冲层，缓冲层能使多层加固层之间的连接更紧密，进而使整个地基防沉降结构更牢固；

4.本申请中上一层的加固层中的加固筒之间的缝隙与位于下一层的加固层中的加固筒之间的缝隙相互交错，能使得多层加固层之间相互堆叠时，下一层的加固层中的两个相邻的加固筒能通过上一层的加固层产生力相互受力关系，需要移动所抵抗的摩擦力也更大，减少形变量，从而使本申请的防沉降效果更好。

附图说明

图1是为了展示本申请实施例施工完成后的整体结构的剖视图。

图2是本申请实施例中沉桩的结构示意图。

图3是本申请实施例中两个加固筒拼接在一起的结构示意图。

图4是本申请实施例中加固筒上的盖体打开后的结构示意图。

图5是为了展示图4中的加固筒内的结构示意图。

图6是沿图5中a方向从加固筒的斜下方向上看时的加固筒的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的一种施工流程示意图。

附图标记说明：1、垫层；2、沉桩；21、承重板；22、锥体；3、排水层；4、加固层；5、夯实层；41、加固筒；411、柔性筒体；412、支撑架；413、盖体；414、锥形凹槽；42、填料层；6、土工格栅；7、缓冲层。

具体实施方式

以下结合附图1至7对本申请作进一步详细说明。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例公开一种地基防沉降结构。参照图1，一种地基防沉降结构包括垫层1、沉桩2、排水层3、加固层4、夯实层5、土工格栅6和缓冲层7。其中，以地基的土层表面为最底面，从下往上依次为垫层1、沉桩2、排水层3、加固层4、土工格栅6、缓冲层7和夯实层5，这些形成一个完整的地基防沉降结构。

参照图1，垫层1铺设在地基表面上，即软土层的表面上，垫层1可采用砂石用搅拌机械拌和均匀后方可分层夯实填充，使砂石均匀铺设在软土层的表面上形成垫层1，作为整个地基防沉降结构的基底。

参照图1和图2，沉桩2可采用预制混凝土桩柱，用重锤夯实法将桩体撞击且敲入软土层中。沉桩2的顶端设有承重板21，承重板21可以是圆形混凝土板，承重板21与沉桩2一体浇筑成型。承重板21的上表面上还设置了尖端向上的锥体22，锥体22与承重板21一体浇筑成型并埋设在排水层3中，锥体22的侧面与排水层3发生摩擦，排水层3被夯实后能与沉桩2之间通过锥体增大接触面积，进而使沉桩2更牢固。

参照图1，排水层3可采用砂和碎石混合搅拌均匀铺设在垫层1上形成的，排水层3主要是为了提高浅基础下的地基承载力，并且砂与碎石之间形成的排水层3的透水层大，在地基受压后具有良好的排水性能，可使基础下面的空隙水压力迅速消散，避免造成地基的塑性破坏，且可加速垫层1下的软弱土层的固结及强度的提高。

参照图3和图4，加固层4的数量为多层，每层加固层4之间通过缓冲层衔接，加固层4的具体数量可根据施工现场的具体情况来确定，最下面一层的加固层4铺设在排水层3上，加固层4包括多个平铺在排水层3上的加固筒41和装填在加固筒41内的填料层42。

参照图4和图5，加固筒41主要由柔性筒体411、支撑架412和盖体413组成。柔性筒体411可采用土工布制成，柔性筒体411的横截面可以是直角三角形，支撑架412可以是用钢筋焊接好的框架，可采用铁丝固定在柔性筒体411的内表面上。其中，加固筒41的三个侧面上为三个钢筋矩形框，三个钢筋矩形框之间通过三根倾斜向上的钢筋连接在一起，并在三根倾斜向上的钢筋的汇合端焊接一根向上的钢筋，并在向上焊接的钢筋上端固接了吊绳。此外，柔性筒体411与支撑架412在柔性筒体411的底部形成一个向上凹陷的锥形凹槽414。

参照3和图5，盖体413由三个翻折的三角形土工布制成，盖体413之间可采用魔术贴粘接在一起，也可以采用缝合的方式将三个土工布缝合成盖体413，进而使盖体413与柔性筒体411组成密封的加固筒41。

参照图4，填料层42所采用的填充料可以是中砂和粒径为35毫米左右的碎石搅拌混合而成，然后将混合的砂石料填充在加固筒41中并压紧使填充料密实。

参照图1，夯实层5可采用碎石和细砂铺设在加固层4的上表面形成，夯实层5用于整个地基加固结构的上表面的找平和加强，使整个地基加强结构更稳固，防沉降效果更也更好。

参照图1，土工格栅6设置在加固层4的顶面，在铺设夯实层5之前进行铺设土工格栅6的施工作业。土工格栅6能将加固层4中的各加固筒41的上表面形成连接成一个整体，从而提高加固层4的稳定性和结构强度。

缓冲层7可采用砂浆或细砂碎石混料铺设而成，缓冲层7铺设在每相邻的两层的加固层4之间。进一步的，铺设多层加固层4时，位于上一层的加固层4中的加固筒41之间的缝隙与位于下一层的加固层4中的加固筒41之间的缝隙相互交错。这样堆叠的方式，能使各加固层4之间的发生变形位移所需抵抗的摩擦力和阻力会增大，从而使整个地基防沉降结构的防沉降效果更好。

本申请实施例还公开了一种制作上述地基防沉降结构的施工方法，参照图7，一种地基防沉降结构的施工方法包括如下步骤：

s101，在挖设好的地基上铺设垫层1。

在外设好的地基上铺设搅拌好的砂石，其中一部分的砂石会进入软土层中，并最终形成垫层1，垫层1为整个地基防沉降结构的基底。

s102，埋设沉桩2。

将圆形预制混凝土沉桩2竖直向下压，利用垫层1和土层的变形，使得沉桩2在顶端不断受机械锤击的作用下逐渐向下移动，直至沉桩2埋设完成，最终将垫层1夯实使沉桩2更稳固。

s103，铺设排水层3。

在s102步骤完成后，沉桩2上的承重板21的下表面与垫层1的上表面贴合，再用砂和碎石铺设在在垫层1上，当排水层3完全将承重板21上的锥体22埋设在排水层3时，再铺设10厘米厚度的排水层3即可，最后再将排水层3夯实。

s104，铺设加固层4。

首先，将填料层42填充在加固筒41中并压实，再将装有填料层42的加固筒堆砌在排水层3的上表面上形成加固层4，当加固层4的数量为多层时，可相互交错摆放加固筒41，并在每两层相邻的加固层4中间铺设缓冲层7。

s105，在夯实的加固层4上铺设夯实层5并压实。

在步骤s104中，最上层的加固层4铺设好之后，在加固层4的上表面上铺设土工格栅6，然后在加固层4上铺设夯实层5，可采用碎石和细砂铺设在加固层4的上表面上并夯实即可。

本申请实施例一种地基防沉降结构的实施原理为：

当地基防沉降结构施工完成后，可在夯实层5上进行建筑施工，使整个地基防沉降结构受到力的作用，夯实层5将受到的外力分级向下传递，首先受到作用力的是加固层4，加固层4柔性足够，能起到应力扩散的作用，提高地基防沉降结构的防沉降效果。

而下方的排水层3能起到排水提高地基防沉降结构的排水性能，可使基础下面的空隙水压力迅速消散，避免造成地基的塑性破坏，相应的，沉桩2使垫层1和排水层3以及土层之间形成连接关系，为整个地基防沉降结构提供稳定的支撑。

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。

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