岩土地基工程中干振碎石桩技术的应用

岩土地基工程中干振碎石桩技术的应用

摘要：干振砰石桩施工法是在挤密砂桩基础上发展起来的一项地基处理技术，采用干振碎石桩技术进行地基处理，具有工艺简单、成本低、工期短效果可靠的特点，应用前景广泛。

关键词：地基处理；干振碎石桩；施工技术

中图分类号： tu472.35 文献标识码： a 文章编号： 1009-8631（2013）02-0045-01

1 干振碎石桩技术原理

干振碎石桩在成桩过程中桩管会对周围土颗粒产生振、挤、压等作用，加之碎石桩体将天然地基中等于桩体积的砂、土挤向桩周围的土层，使桩周围的土颗粒密实度增加，孔隙比减小；同时地基中的孔隙水通过碎石桩体排出，使加固后的地基减少了固结沉降，防止砂性土在地震或其他原因受振动时的液化，加上密实度较高的碎石桩体，使加固后的复合地基增大了承载力并提高了抗剪强度。1.1在粘性土中的作用原理

（1）干振碎石桩在粘性土中建立了一定直径而又较为密实的碎石桩体，桩体与桩周粘性土共同作用形成了复合地基，提高了地基承载力和整体稳定性，并能够防止地基产生滑动破坏。

（2）复合地基在受到外部载荷的作用力时，载荷产生向桩的应力集中，桩周围的土层所承受的压力就相对减小，相应地就减少了粘性土的固结沉降。

（3）由于密实的碎石桩体在粘性土中构成了良好的排水通道，

起着排水砂井的作用，故可以加快饱和软土的固结沉降速率。

1.2在松散土层中的作用机理

对塌陷坑进行回填并在其上建筑房屋目前已很普遍，塌陷坑回填采用的材料多为碎石土和建筑垃圾等。因此回填层大多呈现不均匀和疏松状态。采用其他处理手段加固这种地基时常会遇到施工困难，甚至无法施工，而采用干振碎石桩加固处理，既降低了施工难度，又可取得良好的加同效果。

用碎石土或建筑垃圾回填的地基，回填层不仅疏松，而且可能形成较多的孔隙甚至孔洞。采用干振碎石桩处理这种地基，其作用原理类似于在松散砂层中的作用。在成桩过程中，桩管对周围填层产生振、挤、压等作用力，迫使填层重新排列组合，孔洞、孔隙进一步充填密实，孔隙比大大减小，颗粒排列趋近稳定，使乏在外部载荷作用下不再产生较大的沉降，并使加固后的复合地基承载力和抗剪强度都得到很大的提高。凡是回填的坑塘，其回填层下部都可能存在层淤泥软层，采用干振碎石桩处理后，淤泥层中的水通过碎石桩体的排水作用很快消散，可以加快淤泥层的固结速率，改善其力学性质，增强承载能力。

2 干振碎石桩施工技术及流程

2.1桩的设计

干振碎石桩的桩位布置形式、桩距、桩径及桩长等参数般根据场地的地形、地质条件和建筑物对地基承载力的要求等确定，在无相关应用对比资料和工程经验的情况下，必须先打试桩，根据验桩资

料确定桩位布置形式、桩距、桩径及桩长。通常情况下桩位采用正方形或正三角形布置；桩距一般为桩径的2.5-3倍：若采用0377mm 桩管，单打桩桩径按中400mm，复打桩桩径按西533mrn设计；桩长通常依据软弱层厚度或持力层深度而定，一般不小于4.5m。

2.2施工流程

干振碎石桩的制桩工艺是利用打桩机振动器将桩管振动下沉至

设计深度，从料口向桩管内投入石料，然后在振动条件下逐步拔1 28起桩管卸料，每次拔起高度1-1.5rn时停拔，并继续振动一段时间（约15-20s）后，再起拔1-1.5m，再停振，如此重复进行，直到桩管拔出地面成桩，再用桩管压振密实，直至发现桩架被上抬为止。复打桩则重复以上步骤或采用重复压拔管法。即向沉入土层中的桩管内灌满碎石后，将桩管拔起h高度，使碎石下落，然后再将桩管振动压下h1高度（h1

2.3技术要求

（1）所用碎石规格为20-40mm，最大粒径不宜大于50mm，天然级配，含泥量小于5%，碎石坚硬，无风化；（2）桩位允许偏差布桩20mm；对位30mm；成桩0.3d（d为桩管直径），单桩<70mm；（3）桩顶误差：+500mm，200mm；（4）桩的垂直度偏差<1%；（5）桩的密实电流大于100a；（6）桩体必须上下连续，碎石充填总量、单位深度

范围内碎石量、留振时间等应符合设计及规范要求；（7）不得有短桩、漏桩。

3 加固效果

干振碎石桩施工完工后，其加固后的复合地基承载力检验，通常采用复合地基静载荷试验：或采用单桩静载荷试验与桩间土静探、动探相结合的综合评价法。砂性土回填地基可在工程完工7d后进行试验，粘性土地基必须在工程完工28d后进行。

4 实例应用

（1）某厂主厂房浓缩车间，原地基软弱层厚度达7.5m以上，上部2.5m左右为杂填土，下部以粉土、淤泥层、粉质粘土为主，承载力特征值60-135kpa。该工程共设计干振碎石桩1 372根，其中复打桩1 1 77根，桩径中533mm；单打桩195根，桩径400mm；桩深均为8m。主厂房区桩位采用正三角形布置，桩距im；浓缩车间桩位采用正方形布置，桩距im。处理后的复合地基承载力要求浓缩车间部分不小于160kpa，主厂房区不小于180kpa。

该工程完工20d后，采用单桩静载试验和桩间土306标贯试验相结合的方法综合检验评价复合地基承载力。单桩静载试验选取四个点，桩间土标贯试验选取25个点，测试结果表明桩间土粉土层承载力提高较大，部分土层提高一倍以上。依据四个点的单桩静载试验结果，并结合桩间土标贯试验取得的地基承载力特征值，计算出复合地基承载力特征值为190kpa，超过了160kpa、180kpa的设计要求。

（2）某综合楼高五层，原地基为多年藕塘，下部依次为淤泥层、粉土层、亚粘土层，地基承载力仅为70-100kpa，不能满足该建筑的承载力要求。设计采用干振碎石桩进行处理，处理后的复合地基承载力特征值要求达到160kpa。该工程共设计碎石桩661根，桩位采用正方形布置，桩距im，桩径q400mm，桩长6.lm。该工程完工28d后进行测试，共选取3个点进行复合地基静载荷试验，测试结果复合地基承载力特征值大干160kpa，满足设计要求。

（3）某综合楼高四层，曾作养鱼塘多年，新近采用杂填土充填，原设计采用大开挖，片筏基础，开挖深度约3m。在开挖时因涌水、涌砂、坍塌严重而无法施工，设计修改为干振碎石桩处理。该地基地质条件为上部以杂填土为主，厚度约0.6-3m，中部为粉土层，厚约2.2-2.9m，地基承载力特征值为100kpa，下部为粉质粘土层。该基础共设计干振碎石桩458根，桩长7m，其中复打桩339根，桩径0.533mrn：单打桩119根，桩径中400mrn。桩位采用正方形布置，桩距im。处理后的复合地基承载力要求大于1 50kpa。该工程竣工后，采用复合地基静载荷试验，测试结果复合地基承载力特征值大于150 kpa，完全满足设计要求。

5 结语

干振碎石桩作为软地基处理的一种有效手段，目前在很多地区已被广泛应用。通过多项工程的施工实践，笔者认为，采用干振碎石桩进行地基处理，具有工艺简单、成本低、工期短，效果可靠的特点，其应用前景广泛。