振動沉管碎石樁在處理軟土地基中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：振動沉管碎石樁；靜載荷試驗(yàn)；重型動力觸探試驗(yàn)；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 

　　1引言 

　　振動沉管碎石樁是一種新的軟土地基的處理方法，該施工方法具有施工簡單，便于操作、費(fèi)用低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。 

　　本文結(jié)合工程實(shí)際，介紹了振動沉管碎石樁加固地基機(jī)理及施工原理，并用實(shí)測數(shù)據(jù)分析了其地基處理效果，說明該方法具有一定的實(shí)用價(jià)值，值得研究推廣。 

　　2振動沉管碎石樁加固地基機(jī)理 

　　在振動樁機(jī)的振動作用下，把沉管打入設(shè)計(jì)深度，然后向樁管投入碎石，邊提升沉管邊振動、反插，將碎石振動擠密成樁，樁和樁間土形成復(fù)合地基。 

　　振動沉管碎石樁加固機(jī)理主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面[1]： 

　�。�1）擠密作用：在成樁過程中，樁管對周圍土體產(chǎn)生很大的橫向擠壓力，樁管體積的的土擠向樁管周圍的土層，使樁管周圍的土層孔隙減小，密實(shí)度增大。 

　�。�2）排水固結(jié)作用：樁孔內(nèi)所填充的透水性良好的粗粒料（碎石）在地基中形成滲透性能良好的人工豎向排水通道，可有效地消散和防止超孔隙水壓力的增高，加快地基的排水固結(jié)。 

　　（3）置換及復(fù)合作用：成樁后，碎石樁與樁間土體組成復(fù)合地基，對于穿過軟土層的碎石樁，樁端直接作用于下部堅(jiān)硬土層，將部分上層荷載直接向下傳遞。 

　　3振動沉管碎石樁施工原理 

　　振動沉管碎石樁的施工機(jī)械主要是由機(jī)架、振錘及樁管組成，樁管的下部為平底活門活瓣樁尖，樁管的上部設(shè)有進(jìn)料口及進(jìn)料斗。由于振錘的振動作用，使樁管沉入地基土中設(shè)計(jì)深度位置，然后稍向上提樁管，使樁管下端的活瓣樁尖打開，停止振動從進(jìn)料口向管內(nèi)裝入碎粒徑為5-50mm的碎石，直至灌滿為止，然后啟動振錘沉管下壓，并留振30s。樁底形成后，依次提管投料，振動成樁，最后形成直徑為600mm左右的碎石樁體，由碎石樁體和樁間土形成復(fù)合地基。 

　　4工程概況及工程地質(zhì)條件 

　　4.1工程概況 

　　某電廠循鋼管排水溝地基處理采用振動沉管碎石樁加固處理，樁徑600mm，樁距1.2米，有效樁長13米，設(shè)計(jì)要求地基加固處理后的復(fù)合地基承載力特征值不小于115KPa。 

　　4.2工程地質(zhì)條件 

　　工程場地內(nèi)河、塘、溝、渠縱橫交錯，水系發(fā)育，地貌單元主要屬河漫灘，地表廣泛分布魚塘和藕地，淺表層地基土軟弱，工程性質(zhì)較差。根據(jù)勘察報(bào)告，工程范圍內(nèi)土層自上而下分為： 

　�。�1）層①素填土（Q4s）：主要由褐色、黃褐色粉質(zhì)粘土組成，結(jié)構(gòu)松散～稍密。 

　�。�2）層②粉質(zhì)粘土（Q4al）：黃褐色、灰黃色，很濕，可塑～軟塑，下部一般呈過渡狀態(tài)而為軟塑。 

　�。�3）層③淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（Q4al+l）：灰褐色、褐灰色，等級中，飽和，流塑，局部軟塑。 

　�。�4）層④粉土夾粉質(zhì)黏土（Q4al）：粉土為灰色，褐灰色，等級中-重，很濕，稍密；粉質(zhì)黏土為灰色，褐灰色，等級中，飽和，軟塑～流塑。 

　�。�5）層⑦粉砂夾粉土（Q4al）：粉砂為褐灰色、灰色，飽和，稍密；粉土為褐灰色，等級中，很濕，稍密。 

　�。�6）層⑧粉、細(xì)砂（Q4al）：褐灰色，灰色，飽和，中密。 

　�。�7）層⑨粉、細(xì)砂夾粉質(zhì)黏土（Q4al）：粉、細(xì)砂為灰色，飽和，稍密；粉質(zhì)黏土為褐灰色，等級中，很濕，軟塑。 

　�。�8）層⑩粉、細(xì)砂（Q4al）：褐灰色，青灰色，飽和，中密。 

　　5地基加固處理效果 

　　在振動沉管碎石樁施工竣工28天后，業(yè)主委托檢測公司對其工程進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)、樁體重型動力觸探、樁間土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，檢測試驗(yàn)結(jié)果分析如下： 

　　5.1靜載試驗(yàn) 

　　按《電力工程地基處理技術(shù)規(guī)程》[2]（DL/T5204-2005）附錄有關(guān)規(guī)定，本工程采用單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)，選用1200×1000mm的方形剛性承壓板，采用慢速維持荷載法。檢測結(jié)果見表1。 

　　本次檢測共布設(shè)10個(gè)單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)點(diǎn)，10根樁的單樁復(fù)合地基承載力特征值的平均值為117.0kPa，極差為7.3kPa，小于平均值的30%（35.1kPa），取其平均值為復(fù)合地基承載力特征值。即該場地單樁復(fù)合地基承載力特征值為117kPa，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地基加固處理后復(fù)合地基承載力特征值115kPa的要求。 

　　5.2重型動力觸探試驗(yàn) 

　　重型動力觸探試驗(yàn)共進(jìn)行24個(gè)點(diǎn)，連續(xù)貫入并詳細(xì)記錄，碎石樁的密實(shí)度如下：0～1.1m，錘擊數(shù)一般為5-10擊，平均值小于10擊，密實(shí)度為稍密。1.2～3.2m，錘擊數(shù)一般為10-15擊，密實(shí)度為中密。3.3m以下錘擊數(shù)大于15擊密實(shí)度為密實(shí)。從檢驗(yàn)的結(jié)果可得，樁體的密實(shí)度達(dá)到中密～密實(shí)狀態(tài)，符合設(shè)計(jì)要求。 

　　5.3標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 

　　標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)在碎石樁的樁間土中進(jìn)行，標(biāo)貫孔號采用緊鄰碎石樁的編號，標(biāo)貫孔共計(jì)44個(gè)，取擾動土樣396件進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)。 

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]（GB50011-2010）進(jìn)行液化判別。 

　　通過44個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔的液化判別，經(jīng)碎石樁地基處理過的地基均不存在地基液化效應(yīng)。 

　　6結(jié)論 

　　本工程采用的振動沉管碎石樁復(fù)合地基，經(jīng)檢測滿足設(shè)計(jì)要求，說明此方法在同類地基土中具有一定的推廣價(jià)值。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1] 于洪亭.振動沉管碎石樁在公路軟土路基中的應(yīng)用[J]. 商品與質(zhì)量學(xué)術(shù)觀察，2011（11），48. 

　　[2] 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).DL/T5204-2005《電力工程地基處理技術(shù)規(guī)程》[S].北京：中國電力出版社，2005. 

　　[3] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)。GB50011-20100《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.