浅析碎石桩加固松软地基处理的作用

《浅析碎石桩加固松软地基处理的作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、浅析碎石桩加固处理松软地基的作用泉州南惠高速公路NHA5驻地监理办　王庆新一、前言在我国沿海及内陆地区广泛分布着软弱粘性土层及夹砂层。由这些土形成的地基在构筑物及外部荷载作用（列车、地震等）下会产生较大的沉降，而且沉降持续时间较长，这对工后沉降要求高的地基（如建筑物、涵洞基底等）很难满足。另外，对于松散的砂层，在地震等外部荷载作用下可能会发生震动液化，造成地基下沉量聚增，这对构筑物的使用来说是不安全的。泉州南惠工程要求，涵洞部位工后沉降量S≤20cm，因此，在涵洞前后范围内进行地基加固，碎石桩就是其中一种。碎石桩，是处理软弱地基的一种经济、简单、有效的方法。对于松砂地基，可通过挤压、振

2、动等作用，使松砂达到密实，从而增加地基承载力，降低孔隙比，减少建筑物沉降，并提高砂基抗震动液化的能力；用于处理软粘土地基，可起到置换和排水的作用，加速土的固结，形成置换桩与固结后软粘土的复合地基，显著地提高地基抗剪强度。这种桩施工机具常规，操作工艺简单，场地干净，可就地使用廉价地材，加速进度、降低工程成本，应用较为广泛。泉州南惠工程NHA5合同段K32+017～050、K32+548～619，设计碎石桩桩径0.6m、桩长5m、间距1.6m，共14965延米。该地地处缓丘地带，地势平缓，浅部为灰黄色中粗砂，灰黄色松散、厚约2～6m，下为残破积砂质粘性土、硬塑、厚约3.～7m，下伏花岗岩，

3、我驻地办根椐碎石桩施工原理，通过试桩，针对施工中出现问题给以解决，不断完善工艺，总结出碎桩加固松软地基处理的一些方法和作用，现浅析如下：二、施工方法特点和作用1、本工法直接利用ZJK-100型高效能振动打桩机为成孔设备，并利用其振动下压的作用使碎石桩桩体被挤密振密，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水通道，使桩间土产生的振动超过孔隙水压力，使水迅速地由碎石桩底排除，桩体起到置换与排水的作用。2、本工法针对松软砂粘土中砂夹层较厚的情况，试桩过程中曾试着用预制钢筋砼桩尖代替活瓣桩尖，但效果不甚明显，后仍采用施工方便的活瓣桩尖。3、本工法对地质条件尤其敏感，针对不同的地质条件，施工时不同桩

4、段采用不同的施工参数来控制，且施工参数由现场试桩来确定。三、适用范围本工法适用于地下水位较低的松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土。对灵敏度高的软弱粘性土，当其天然结构受扰动破坏后，土的强度下降，压缩系数增大，压缩模量降低，短期内难以恢复，效果较差，不宜使用。四、工艺原理不同的地质条件，其加固机理不相同。对松散砂土地基，疏松的单粒结构间孔隙较大，颗粒位置不稳定，在动载或静载作用下很容易发生位移，因而会产生较大的变形。特别是在振动荷载作用下（如地震、列车振动）更为显著，其体积可减小20％。所以，疏松的砂性土在未经处理的情况下不能作为建筑地基。碎石桩加固砂性土地基的主要目的是提高地基土的

5、承载力和变形模量，并增强抗液化性。其抗液化的加固机理有下列三个方面：1、挤密效应砂土在强烈的高频强迫振动下产生液化，并重新排列致密，且在桩孔中填入大量的粗骨料后，被强大的水平力挤入周围土层中，使砂土的相对密度增加，孔隙率降低，干密度和内摩擦角增大，土的物理力学性能得以改善，使地基承载力大幅度提高，因此抗液化的性能得到改善。2、排水减压效应碎石桩桩内充填反滤性好的粗颗粒料，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水减压通道，可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高和砂土产生液化，并加快地基的排水固结。3、预震效应经试验，在一定的循环次数下，当两试样的相对密度相同时，要造成经过预震的试样发生液化，

6、所需施加的应力要比施加未经预震的试样引起液化所需应力值提高46％。从而得出了砂土液化的特性，除了与土的相对密度有关外，还与其振动应变史有关的结论。在振动法施工中，振动器以每分钟1150次的振动频率，12.1m/s2的垂直加速度和400KN激振力沉入土中时，使填料和地基土在挤密的同时获得强烈的预震，这对砂土增强抗液化能力是极为有利的。对粘性土地基(特别是饱和粘土)，由于土的粘粒含量多，粒间结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力作用下，土中水不易排走，所以碎石桩不是使地基挤密，而是置换。由于碎石桩较桩周土的刚度大，而地基中应力按材料的变形模量进行重新分配，因此，大部分荷载将由碎石桩承担。这样

7、，经碎石桩处理后，地基的沉降量自然比天然土的沉降量要小很多。成桩过程中，由于振动、挤压等扰动的原因，桩间土会出现较大的附加孔隙水压力，从而导致原地基土的强度降低。若土的灵敏度较高，则需在较长时间后才能恢复强度。如果在选用碎石材料时考虑级配，则所形成的碎石桩是粘性土地基中的一个良好排水通道，它能起到排水砂井的作用，且大大缩短了超孔隙水的水平向渗透途径，加速软土固结，使沉降稳定加快。由于碎石桩属于散体材料桩，承受荷载后会产生径向变形，并引起桩周土产