本发明涉及土木工程技术领域，具体而言，涉及一种改善天然地基承载力的方法及结构。
背景技术：
目前，在现有的建筑工程行业中，基础施工工艺可谓是一座建筑的开头，是承载荷载的主要结构。而再施工过程中，存在很大的弊端。
以f4转运站为例，转运站主体结构基础采用柱下独立基础，地基承载力为150kpa的荷载，处理方法为将原有的基础标高开挖-1.5m的深度，并且进行换填处理，加入砂夹石分层换填，利用强夯机进行反复的夯实，并且夯实系数要达到0.97的要求。原有的施工工艺流程有一下弊端1、施工工艺较为复杂，并且周期较长2、开挖的深度较深且难度较大3、对于人力包括资源有很大的消耗4、对于土质方面有很大的要求需要进行分层换填5、施工效率比较低，需要利用强夯机反复打击压实。
技术实现要素：
鉴于此，本发明提出了一种改善天然地基承载力的方法及结构，旨在解决减少在进行天然地基施工时反复回填土的问题。
一个方面，本发明提出了一种改善天然地基承载力的方法，包括：
在天然地基上开挖地基槽；
在地基槽内铺设第一持力层；
在第一持力层上设置第二持力层；
当第一持力层和第二持力层经混凝土浇筑固结后，对地基槽进行填埋。
进一步地，在开挖地基槽前，建立地基槽开挖深度矩阵h，h(h1，h2，h3，...hn)，其中，h1为第一预设深度，h2为第二预设深度，h3为第三预设深度，hn为第n预设深度，h1，h2，h3，...hn依次递减；
建立与h1，h2，h3，...hn相对应的承载力矩阵d，d(d1，d2，d3，...dn)，d1为当地基槽开挖深度为h1时的承载力，d2为当地基槽开挖深度为h2时的承载力，d3为当地基槽开挖深度为h3时的承载力，dn为当地基槽开挖深度为hn时的承载力；
将地基槽开挖深度为hi时的承载力di依次与预设的标准承载力d0进行比对，i＝1，2，3，...n；
当di≥do时,将此时的di所对应的hi作为地基槽的开挖深度；
当di＜do时,建立开挖深度修正矩阵q，q(q1,q2,q3),其中，q1为第一开挖深度修正系数,q2为第二开挖深度修正系数,q3为第三开挖深度修正系数；通过q1、q2和q3依次对hi进行修正，确定修正后的开挖深度q1*hi、q2*hi和q3*hi，并确定q1*hi、q2*hi和q3*hi所对应的第一修正承载力d01、第二修正承载力d02和第三修正承载力d03，其中，
当d01＞d02＞d03或者d01＞d03＞d02时，选取q1*hi作为地基槽的最终开挖深度；
当d02＞d01＞d02或者d01＞d02＞d01时，选取q2*hi作为地基槽的最终开挖深度；
当d03＞d01＞d02或者d01＞d02＞d01时，选取q3*hi作为地基槽的最终开挖深度。
进一步地，在确定q1、q2和q3时，其中，
所述第一开挖深度修正系数q1＝(h1/h2 h2/h3 ... hn/hn 1)*(d1/d2 d2/d3 ... dn/dn 1)；
所述第二开挖深度修正系数q2＝(h2/h1 h3/h2 ... hn 1/hn)*(d2/d1 d3/d2 ... dnn 1/dn)；
所述第三开挖深度修正系数q3＝[(h1/h2 h2/h3 ... hn/hn 1)/(h2/h1 h3/h2 ... hn 1/hn)]*[(d1/d2 d2/d3 ... dn/dn 1)/(d2/d1 d3/d2 ... dnn 1/dn)]。
进一步地，在浇筑第一持力层和第二持力层前，将第一持力层和第二持力层的钢筋网绑扎在一起。
进一步地，在所述第一持力层与所述软弱下卧层之间铺设垫层。
进一步地，在所述第二持力层的上部设置斜面。
另一方面，本发明提出了一种基于上述改善天然地基承载力的方法的改善天然地基承载力的结构，包括：地基槽、第一持力层和第二持力层，在天然地基上开挖所述地基槽，第一持力层铺设在所述地基槽的内底面上，且所述第一持力层与软弱下卧层接触；第二持力层设置在所述地基槽内，且所述第一持力层与所述第二持力层连接为一体，所述第一持力层的截面积大于所述第二持力层的截面积，所述第一持力层和第二持力层通过混凝土浇筑制成。
进一步地，所述第二持力层的上部设置有斜面。
进一步地，所述第二持力层与所述第一持力层的中部连接。
进一步地，所述地基槽为一方形凹槽。
进一步地，所述第一持力层内设置有钢筋网。
进一步地，所述第二持力层内设置有钢筋网。
进一步地，所述第一持力层内的钢筋网与所述第二持力层内的钢筋网通过钢筋绑扎连接为一体。
进一步地，所述地基槽的深度为500mm。
进一步地，所述第一持力层与所述软弱下卧层之间铺设有垫层。
进一步地，所述垫层为砂石层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，上述改善天然地基承载力的方法及结构通过设置混凝土浇筑的第一持力层和第二持力层，极大地改善了天然地基承载力，具有以下优点：1、解决反复回填土的问题。2、大量减少了强夯机的使用，减少了施工费用3、降低了工期，提高了工艺要求。5、施工效率得到提高。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的改善天然地基承载力的结构的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的改善天然地基承载力的结构的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参阅图1所示，本实施例提供了一种改善天然地基承载力的方法，包括：
步骤一s101：在天然地基上开挖地基槽；
步骤二s102：在地基槽内铺设第一持力层；
步骤三s103：在第一持力层上设置第二持力层；
步骤四s104：当第一持力层和第二持力层经混凝土浇筑固结后，对地基槽进行填埋。
具体而言，在开挖地基槽前，建立地基槽开挖深度矩阵h，h(h1，h2，h3，...hn)，其中，h1为第一预设深度，h2为第二预设深度，h3为第三预设深度，hn为第n预设深度，h1，h2，h3，...hn依次递减；
建立与h1，h2，h3，...hn相对应的承载力矩阵d，d(d1，d2，d3，...dn)，d1为当地基槽开挖深度为h1时的承载力，d2为当地基槽开挖深度为h2时的承载力，d3为当地基槽开挖深度为h3时的承载力，dn为当地基槽开挖深度为hn时的承载力；
将地基槽开挖深度为hi时的承载力di依次与预设的标准承载力d0进行比对，i＝1，2，3，...n；
当di≥do时,将此时的di所对应的hi作为地基槽的开挖深度；
当di＜do时,建立开挖深度修正矩阵q，q(q1,q2,q3),其中，q1为第一开挖深度修正系数,q2为第二开挖深度修正系数,q3为第三开挖深度修正系数；通过q1、q2和q3依次对hi进行修正，确定修正后的开挖深度q1*hi、q2*hi和q3*hi，并确定q1*hi、q2*hi和q3*hi所对应的第一修正承载力d01、第二修正承载力d02和第三修正承载力d03，其中，
当d01＞d02＞d03或者d01＞d03＞d02时，选取q1*hi作为地基槽的最终开挖深度；
当d02＞d01＞d02或者d01＞d02＞d01时，选取q2*hi作为地基槽的最终开挖深度；
当d03＞d01＞d02或者d01＞d02＞d01时，选取q3*hi作为地基槽的最终开挖深度。
可以看出，通过对地基槽的开挖深度及其承载力进行验证，能够有效地减小开挖深度，并且保证地基的承载力满足需求。
具体而言，在确定q1、q2和q3时，其中，
所述第一开挖深度修正系数q1＝(h1/h2 h2/h3 ... hn/hn 1)*(d1/d2 d2/d3 ... dn/dn 1)；
所述第二开挖深度修正系数q2＝(h2/h1 h3/h2 ... hn 1/hn)*(d2/d1 d3/d2 ... dnn 1/dn)；
所述第三开挖深度修正系数q3＝[(h1/h2 h2/h3 ... hn/hn 1)/(h2/h1 h3/h2 ... hn 1/hn)]*[(d1/d2 d2/d3 ... dn/dn 1)/(d2/d1 d3/d2 ... dnn 1/dn)]。
具体而言，在浇筑第一持力层和第二持力层前，将第一持力层和第二持力层的钢筋网绑扎在一起。
具体而言，在所述第一持力层与所述软弱下卧层之间铺设垫层。
具体而言，在所述第二持力层的上部设置斜面。
具体而言，本实施例在具体实施时，将基础两端扩长至少200mm，保证承载力面的延续。根据施工场地条件将天然基础原有的标高，进行500mm厚度的开挖，在原有的方案上缩短了1m的开挖深度。加入c20素混凝土完成浇筑，不用强夯机来回打实减少人力和财力的消耗，地基承载力为150kpa的荷载依旧可以满足，加快施工进度，正常养护即可。采用新型施工工艺来满足地基承载力要求，告别传统的分层换填，主要通过浇筑素混凝土达到强度等级和使用规范。
参阅图2所示，基于上述实施例，本实施例还提供了一种改善天然地基承载力的结构，本实施例的结构采用上述方法进行实施，包括：地基槽1、第一持力层3和第二持力层2，在天然地基上开挖所述地基槽1，第一持力层3铺设在所述地基槽1的内底面上，且所述第一持力层3与软弱下卧层6接触；第二持力层2设置在所述地基槽1内，且所述第一持力层3与所述第二持力层2连接为一体，所述第一持力层3的截面积大于所述第二持力层2的截面积，所述第一持力层3和第二持力层2通过混凝土浇筑制成。
具体而言，地基槽1为一方形凹槽，通过挖掘的方式在天然地基上开挖。地基槽1的深度优选为500mm。具体根据施工场地条件在天然地基上进行500mm厚度的开挖，在原有的方案上缩短了1m的开挖深度，从而极大地节约了施工工时，提高了施工速度。
具体而言，所述第二持力层2的上部设置有斜面4，通过设置斜面4，能够降低第二持力层2的混凝土浇筑量，节约施工材料降低成本。
具体而言，所述第二持力层2与所述第一持力层3的中部连接。具体的，第二持力层2的厚度大于第一持力层3的厚度，并且，两者在连接时将第二持力层2设置在第一持力层3的中部。
具体而言，第一持力层3和第二持力层2均为方形结构。
具体而言，所述第一持力层3内设置有钢筋网。所述第二持力层2内设置有钢筋网。所述第一持力层3内的钢筋网与所述第二持力层2内的钢筋网通过钢筋绑扎连接为一体。当第一持力层3和第二持力层2内的钢筋网设置完毕，且将两者的钢筋网连接在一起后，根据第一持力层3和第二持力层2的尺寸搭设模板，在模板搭设完成后进行混凝土浇筑，从而将第一持力层3和第二持力层2浇筑为一体，使两者形成一倒t型结构。通过设置浇筑结构的第一持力层3和第二持力层2，从而无需反复回填土，节约工时，提高了施工效率。
具体而言，所述第一持力层3与所述软弱下卧层6之间铺设有垫层5。所述垫层5为砂石层。通过设置垫层5，能够有效地防止持力层的下沉。
可以看出，采用上述结构进行施工，能够有效的满足地基承载力要求，告别传统的分层换填，通过浇筑素混凝土达到强度等级和使用规范。具体的，通过设置混凝土浇筑的第一持力层3和第二持力层2，极大地改善了天然地基承载力，具有以下优点：1、解决反复回填土的问题。2、大量减少了强夯机的使用，减少了施工费用3、降低了工期，提高了工艺要求。5、施工效率得到提高。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种改善天然地基承载力的方法，其特征在于，包括：
在天然地基上开挖地基槽；
在地基槽内铺设第一持力层；
在第一持力层上设置第二持力层；
当第一持力层和第二持力层经混凝土浇筑固结后，对地基槽进行填埋。
2.根据权利要求1所述的改善天然地基承载力的方法，其特征在于，在开挖地基槽前，建立地基槽开挖深度矩阵h，h(h1，h2，h3，...hn)，其中，h1为第一预设深度，h2为第二预设深度，h3为第三预设深度，hn为第n预设深度，h1，h2，h3，...hn依次递减；
建立与h1，h2，h3，...hn相对应的承载力矩阵d，d(d1，d2，d3，...dn)，d1为当地基槽开挖深度为h1时的承载力，d2为当地基槽开挖深度为h2时的承载力，d3为当地基槽开挖深度为h3时的承载力，dn为当地基槽开挖深度为hn时的承载力；
将地基槽开挖深度为hi时的承载力di依次与预设的标准承载力d0进行比对，i＝1，2，3，...n；
当di≥do时,将此时的di所对应的hi作为地基槽的开挖深度；
当di＜do时,建立开挖深度修正矩阵q，q(q1,q2,q3),其中，q1为第一开挖深度修正系数,q2为第二开挖深度修正系数,q3为第三开挖深度修正系数；通过q1、q2和q3依次对hi进行修正，确定修正后的开挖深度q1*hi、q2*hi和q3*hi，并确定q1*hi、q2*hi和q3*hi所对应的第一修正承载力d01、第二修正承载力d02和第三修正承载力d03，其中，
当d01＞d02＞d03或者d01＞d03＞d02时，选取q1*hi作为地基槽的最终开挖深度；
当d02＞d01＞d02或者d01＞d02＞d01时，选取q2*hi作为地基槽的最终开挖深度；
当d03＞d01＞d02或者d01＞d02＞d01时，选取q3*hi作为地基槽的最终开挖深度。
3.根据权利要求2所述的改善天然地基承载力的方法，其特征在于，在确定q1、q2和q3时，其中，
所述第一开挖深度修正系数q1＝(h1/h2 h2/h3 ... hn/hn 1)*(d1/d2 d2/d3 ... dn/dn 1)；
所述第二开挖深度修正系数q2＝(h2/h1 h3/h2 ... hn 1/hn)*(d2/d1 d3/d2 ... dnn 1/dn)；
所述第三开挖深度修正系数q3＝[(h1/h2 h2/h3 ... hn/hn 1)/(h2/h1 h3/h2 ... hn 1/hn)]*[(d1/d2 d2/d3 ... dn/dn 1)/(d2/d1 d3/d2 ... dnn 1/dn)]。
4.根据权利要求1所述的改善天然地基承载力的方法，其特征在于，在浇筑第一持力层和第二持力层前，将第一持力层和第二持力层的钢筋网绑扎在一起。
5.根据权利要求1所述的改善天然地基承载力的方法，其特征在于，在所述第一持力层与所述软弱下卧层之间铺设垫层。
6.根据权利要求1所述的改善天然地基承载力的方法，其特征在于，在所述第二持力层的上部设置斜面。
7.一种基于上述权利要求1-6任一项所述的改善天然地基承载力的方法的改善天然地基承载力的结构，其特征在于，包括：地基槽、第一持力层和第二持力层，在天然地基上开挖所述地基槽，第一持力层铺设在所述地基槽的内底面上，且所述第一持力层与软弱下卧层接触；第二持力层设置在所述地基槽内，且所述第一持力层与所述第二持力层连接为一体，所述第一持力层的截面积大于所述第二持力层的截面积，所述第一持力层和第二持力层通过混凝土浇筑制成。
8.根据权利要求7所述的改善天然地基承载力的结构，其特征在于，所述第二持力层的上部设置有斜面。
9.根据权利要求8所述的改善天然地基承载力的结构，其特征在于，所述第一持力层内设置有钢筋网；所述第二持力层内设置有钢筋网。
10.根据权利要求9所述的改善天然地基承载力的结构，其特征在于，所述第一持力层与所述软弱下卧层之间铺设有垫层。
技术总结