挤密碎石桩在处理软土地基中的应用

第1期
杨
勃等 : 挤密 碎石桩在处理软土地基中的应用
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2. 2
挤密碎石桩的设计 ( 1) 桩长设计
小于 1. 5% ; 校正桩管长度及投料口位置, 符合设计 桩长; 设置二次投料口 , 并在桩位处铺设少量碎石。 ( 2) 用振动成桩机将桩管边振动边沉入土层直 至设计深度。桩管每下沉 0. 5 m , 留振 30 s 直至穿 透液化层并达到设计深度。 ( 3) 稍提升桩管使桩尖打开 , 停止振动 , 用标定 的小推车人工推料向桩管内灌入石子, 直至灌满为 止。 ( 4) 启动拔管, 拔 管前留振 1 m in, 以后边振动 边拔管 , 拔管速度应保持均 匀, 每拔 1 m 留振 1 分 钟。 ( 5) 根 据单 桩 设计 碎 石用 量 ( 设 计 桩长 度 0. 224 m ) 确定第一次投料的长度 , 进行数次反插 直至管内碎石全部投出。 ( 6) 提升桩管 , 采用空中二次投料口加料 , 直至 灌满桩管 , 通过数次反插, 至管内碎石全部投出, 反 插深度小于桩管长度一半。 ( 7) 提升桩管高于地面 , 停止振动进行孔口投料 1 m , 也不得大 直至地表。启动反插并及时进行孔口补料至设计碎 石用量投完为止, 孔口加压至前机架抬起 , 移架至另 一桩位。 3. 3 施工技术操作要点 ( 1) 桩管提升和反插速度必须均匀 , 反插深度 由浅到深, 每根桩在保证桩长和碎石灌入量的前提 下 , 总反插次数一般 桩管不少于 9 次。 ( 2) 施工过程中应及时挖除桩管带出的泥土 , 防 止孔口泥土掉入孔中形成断桩。 ( 3) 施工过程应专门安排记录人员详细记录沉 桩深度、 成桩时间、 每次碎石灌入量、 反插次数等。 ( 4) 施工过程中如发现土层有较大变化, 投料量 或沉管速度异常应立即停工, 并报告驻地监理。若 遇到孤石或局 部硬土层致使沉管困难 或无法沉管 时 , 要量出沉管深度至旁边再打, 也量出沉管深度, 如此反复确定土中局部硬 土层的范围。如范围较 小 , 则在原桩位灌注碎石, 碎石量仍按 0. 224 m 3 / m 计 , 必要时在周边补桩以加固土基 ; 范围较大时, 应 报设计单位进行设计变更。 ( 5) 施工中应及时进行沉降观测和稳定性观测, 并及时整理。施工结束后, 应及时整平场地测量标 高 , 整理好施工记录并及时归档 , 检测前最好用振动 压路机振压数遍, 以增强处理效果。 3. 4 质量控制 要保证施工质量, 达到预期的加固效果就必须 及时掌握并控制好填料量、 密实电流、 留振时间这三 377 桩管不少于 12 次 , 426
表2
土层 天然土 素填土 粉质粘土 粉土 粘土 粉土 粉质粘土 90 120 100 80 120 120 承载力标准值 ( kPa) 桩间距离 1. 50 m 163. 2 163. 2 163. 2 163. 2 163. 2 163. 2
硬 , 无风化, 其最大粒径不大于 50 mm 。 ( 3) 桩位允许偏差。成孔中心与设计孔位中心 偏差不大 100 m m, 桩体直径偏差小于 50 mm, 孔深 偏差为 200 m m 。 ( 4) 不得有短桩或漏桩。
式中 : S 为桩间距 ; A e 为单桩加固面积 ; m 为面积置 换率。 桩距不宜小于桩径的 2 倍, 且 于桩径的 4 倍; 桩中心至基础边缘的距离宜等于桩 径, 不得小于 0. 5 倍桩径。为了进行试验对比 , 本次 桩间距按 1. 10 m 、 1. 50 m 分别进行设计。 ( 3) 材料 填料宜用粒径 20 mm ~ 50 mm 的未风化的干 净砾石或轧制碎石, 含泥量不大于 10% 。该工程采 用砂石场的碎石作为填料 , 含泥量为 3. 5% 。 ( 4) 每米桩长投石量 q 的计算 q= d k 4
天然土 3. 2 4. 4 7. 8 3. 4 9. 8 5. 4
桩间距离 1. 50 m 5. 6 7. 4 12. 8 8. 3 13. 2 10. 8
桩间距离 1. 10 m 5. 9 8 13. 9 10. 3 14. 3 13. 2
试验结果表明 , 对桩间距为 1. 1 m 的 复合地 基, 其承载力标准值比加固前天然地基土承载力标 准值平均提高了 134. 7% , 压缩模量提高了 140% ; 对桩间距为 1. 5 m 的复合地基, 其承载力标准值比 加固前天然 地基土承 载力标准 值平均提高 了 130% , 压缩模量提高 了 135% 。由 此可见, 挤 密碎 石桩对地基的加固效果是十分明显的 , 且 1. 1 m 桩 间距的复合地基加固的效果优于 1. 5 m 桩 间距复 合地基的加固效果。 试验按照国家标准 建筑地基基础设 计规范 ( GB5007- 2002) 中有关试验要点进行 , 各试 验点 的极限承载力均大于 300 kP a, 确定该工程 复合地 基承载力特征值大于 150 kPa 。均满足设计要求。
挤密碎石桩在处理软土地基中的应用21桩长设计桩长主要取决于需要加固土层的厚度一般按照地基的设计要求和地质条件确定以满足地基的强度和变形控制要求在可液化土层中碎石桩长应按抗震要求处理的深度来确定一般应穿透可液化层按稳定性控制的工程碎石桩长不应短于最危险滑动面以下按变形控制的工程碎石桩长度应满足使复合地基的沉降量不超过构筑物的地基容许沉降量或在该深度以内遇有较硬土层时将桩端臵于较硬土层中桩间距设计桩间距校正桩管长度及投料口位臵符合设计设臵二次投料口并在桩位处铺设少量碎石计深度
Abstract T he com pactio n g rav el pile is one treatment of soft so il foundatio n. Based on the engineering , its design, co nstr uc t ion and reinfo rced scheme is analyzed, then it s r einfor ced effect is evaluated. Key words compaction g ravel pile, soft soil foundation, distance betw een piles
压缩系数 ( M Pa- 1 )
压缩模量 ( M Pa)
承载力标准 值 ( kPa)
0. 5 0. 42 0. 22 0. 58 0. 26 0. 37
3. 5 4. 5 7. 9 7. 4 9. 2 6. 4
95 118 95 79 129 128
Q2 4 Q2 4 Q2 4 Q2 4 Q2 4
收稿日期 : 2010 -06 -26 作者简介 : 杨勃 , 1983 年生 , 男 , 陕西周至人 , 大学本科 , 助教 , 陕西铁路工程职业技术学院教师 , 兰州交通大学在读工程硕士。
Application of Compaction Gravel Pile in Soft Soil Foundation
YANG Bo, CH EN Yan ru
( Shanxi Railw ay En gineering In st it ut e, Weinan S han xi 714000, Chi na)
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表 1 场地地质勘 察成果表
地层 编号 1 2 3 4 5 6 7 成因 时代 Q2 Q
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土名称 杂填土 素填土 粉质粘土 粉土 粘土 粉土 粉质粘土
厚度 ( m) 0. 7~ 1. 5 0. 0~ 4 0. 0~ 4. 5 1. 5~ 4. 5 2. 0~ 3. 5 1~ 4. 0 未揭穿
土层描述 灰褐色 , 以煤矸石为主 , 松散 灰色 , 粉质粘土为主 , 含有机质 , 软塑 ~ 流塑 褐黄色 , 可塑 褐黄色 , 稍密~ 中密 , 很湿 褐红色, 软塑 ~ 流塑 褐黄色 , 中密 ~ 密实 , 湿 灰色 , 可塑
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土
工
基
础
2011
个要素。 ( 1) 控制加料振密过程中的密实电流及留振时 间。在制桩时不能把振动器刚接触填料的瞬间电流 值作为密实电流 , 只有振动器在固定深度上振动一 定时间( 留振时间) 而电流稳定在某一数值时, 这一 稳定电流才能代表填料达到密实程度所需的电流 , 即密实电流, 要求稳定电流值超过密实电流值 , 该段 桩体制作才算完成。为了保证桩体质量, 施工时要 求上下连续, 在单位深度范围内, 碎石填充总量应符 合设计规范要求 , 密实电流控制在 50A 上, 留振时 间为 10 s~ 20 s 。 ( 2) 所 用碎石填 料含泥 量不大 于 5% , 强度 坚
挤密碎石桩在处理软土地基中的应用
杨 勃, 陈艳茹
( 陕西铁路工程职业技术学院 , 陕西渭南 714000)
摘
要 : 挤密碎石桩是一种处理软土地基的方法 , 以实际工程为例对挤密碎石桩的设计、 施工工 序及地基加固效果
和加固方案进行分析 , 最后从地基加固效果角度 对工程采用挤密碎石桩处理方案给出评价。 关键词 : 挤密碎石桩 , 软土地基 , 桩间距 中图分类号 : T U 473 文献标识码 : B 文章编号 : 1004 - 3152( 2011) 01 - 0020 - 03
3 2
( 2)
式中 : q 为 每米 桩 长 投石 量 ( m / m ) ; d 为 桩 直 径 ( m) ; k 为挤密系数 , 一般取值为 1. 2~ 1. 3。
3
3. 1
挤密碎石法施工
试桩 为了确保碎石桩大面积施工质量 , 调整各种机
械参数, 每台桩机开工之前都要进行试桩。通过试 桩可以对不同土质形成复合地基的地基承载力、 施 工工艺、 施工队伍素质进行验证, 并对成桩时间、 压 入碎石量、 振动锤电机 的电流、 成桩深度等进 行验 证, 每台桩机试桩数一般为 9~ 16 根。 3. 2 施工方法 碎石桩施工顺序从四周开始向中心进行, 相邻 两根桩必须跳跃间打。其施工步骤为: ( 1) 清理平整场地 , 桩机就位 , 校正桩管垂直度
1
引言
挤密碎石桩加固软弱地基主要是利用夯锤夯击
孔中的碎石 , 夯击 能量通过 碎石向孔 底及四周 传 递, 将孔底及桩周土挤密 , 并有一些碎石挤入桩周 的软土中 ; 在形成碎石桩的同时 , 也在桩周形成一 个与碎石胶结的挤密带, 碎石桩体与桩间地基土形 成复合地基, 共同承担上部荷载, 提高了原地基的 承载力。挤密碎石桩 ( 也叫干振碎石桩 ) , 其施工方 法是在上世纪 20 年代末 , 在挤密砂桩施工法原理的 基础上发展起来的一项地基处理技术。此后在我国 有了很快的发展, 国内已有很多应用实例。此法多 用于加固路堤、 原料堆场、 堤防、 码头、 油罐、 厂房基 础及中低层楼房基础等, 处理后的复合地基承载力 比原天然地基承 载力提高 50% ~ 100% 以上 , 故成 为软弱地基加固处理的有效方法之一。其施工工艺 流程图如图 1 所示。
4
地基处理效果检验
为了检验加固效果 , 分别对两种桩间距的挤密 碎石桩复合地基进行了静载荷试验。为了进行对比 分析, 把试验结果与处理前天然地基土的指标均列 于表 2 中。
压缩模量 ( M Pa)
对两种桩间距的挤密碎石桩复合地基试验结果
桩间距离 1. 10 m 180 180 180 180 180 180
3
桩长主要取决于需要加固土层的厚度, 一般按 照地基的设计要求和地质条件确定 , 以满足地基的 强度和变形控制要求。 液化层; 在可液化土层中, 碎石桩 长应按抗震要求处理的深度来确定 , 一般应穿透可 按稳定性控制的工程, 碎石桩长不应短于 最危险滑动面以下 2 m; 按变形控制的工程 , 碎石 桩长度应满足使复合地基的沉降量不超过构筑物的 地基容许沉降量 ; ( 2) 桩间距设计 桩间距 S 可按下式计算 ( 桩位按等边三角形布 置) S = 1. 08 A e = 1. 08 d2 4m ( 1) 软弱土层厚度 < 15 m 或在该深 度以内遇有较硬土层时, 将桩端置于较硬土层中。
图1
挤密碎石桩施工工艺流程图
挤密碎石桩技术以其经济、 工艺简单、 工期短、 加固效果好等特点在地基处理时被广泛应用。本文 将结合实际工程对挤密碎石桩的设计、 施工及地基 加固效果进行评价。
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工程概况
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2. 1 工程概况 某火车站站房工程 , 占地面积共计 180 万 m , 位于河岸二级阶地上 , 建筑场地表面高低不平 , 地 势较低处有沼泽湖泊和垃圾填埋坑。主要建筑为两 层框架结构 , 总建筑面积 78 万 m 。抗震等级为八 度设防 , 工程重要性等级为三类, 场地等级为二类, 地基等级为二级, 场地地质勘察结果见表 1。
[ 1] [ 2] [ 3]
5
Байду номын сангаас
结论
通过工程实例, 证明挤密碎石桩作为软土地基
处理手段是有效、 可行的, 特别是处理大面积疏松的 回填土、 砂层、 粉土层以及淤泥质土层等地基时具有 施工简便、 工期短等优点。 参 考 文 献
李继明 . 地基与基础 [ M ] . 武汉 : 中国地质大学出版社 , 2006. 8 建筑地基基础设计规范( G B 50007- 2002) [ S ] . 建筑地基处理技术规范( JG J79- 2002) [ S] .