振动沉管挤密碎石桩在淤泥质软土地基中的应用

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1、2012年9月第9期城市道桥与防洪管理施工217振动沉管挤密碎石桩在淤泥质软土地基中的应用王奇达(中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃兰州730000)摘要：该文就振动沉管挤密碎石桩的地基加固机理，通过工程实例，对振动沉管挤密碎石桩加固淤泥质软土地基的设计方法、施工要点、施工质量控制、加固后的复合地基强度检测进行了介绍，对今后同类工程的设计和施工提供了参考。关键词：碎石桩；淤泥质软土地基；下卧层；复合地基中图分类号：TU472文献标识码：B文章编号：1009—7716(2012)09—0217—031．1．4减震作用0引言经加固的地基，地震剪应力由桩间土和碎石在我国的很多

2、地区广泛分布着软弱土层。软桩共同承担的。由于碎石桩的剪切模量远比同截土地基的特点是含水量大、压缩性高、抗剪强度面大小的桩间土要高，当地震发生时，碎石桩桩体低、透水性差、承载力低，不能满足高速公路路基将出现剪应力集中的现象，桩间土剪应力减小，使对于沉降，以及稳定性的要求。振动沉管挤密碎石地震烈度相应得到降低。另由于在施工的成桩过桩(以下简称沉管碎石桩)是在过去解决软弱粘性程中，桩体对周边土层的径向挤压，使土层密度增土地基承载力的挤密砂桩、砂井等方法的基础上大，地基变得更加均匀，提高了地基的抗剪强度和发展起来的一种对可液化砂土、粉粘土地基的新水平抵抗力。处理方法，主要是利用振动、

3、冲击沉管方式在软弱1．2对于粘性土的加固机理地基中成孔后，再将碎石挤压入土孔，形成的大直1_2．1置换作用径密实桩体。同时，桩周也形成一个碎石胶结的挤通过以刚度相对较大的碎石桩桩体置换原桩密带，提高原有地基的承载力，碎石桩与桩间地基体部位的软土分担的上部荷载而实现。土形成复合地基，以共同承担上部荷载。近年来，1．2．2排水作用在各类建筑和公路软土地基处理方面，沉管碎石碎石桩桩体在粘土地基中能够形成良好的排桩正不断得到广泛应用。水通道，可加速软土的排水固结，使沉降稳定的地基得以加固。1振动沉管碎石桩的一般加固机理1-2．3加筋作用1．1对于砂土、填土的加固机理对于浅层软弱土层，

4、碎石桩桩体可以贯穿整1．1．1挤密作用个软弱土层，深入相对硬层，桩体起应力集中的作在成桩过程中桩管对周围砂土、粘土层产生用，从而使软土负担的土压力相对减少，以此来提横向挤压力，桩管体积的土挤向桩管周围的土层，高复合地基的承载力，减小压缩性。使桩管周围的土层孔隙比减小，密实度增大。1．2．4垫层作用1．1．2排水降压作用软弱土层较厚时，碎石桩桩体无法贯穿整个桩孔内充填反滤性好的粗颗粒料(碎石)，在软弱土层，此时形成的加固复核土层起垫层作用，地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水降压通将荷载扩散使应力分布趋于均匀，从而提高地基道，可有效地消散和防止超孑L隙水压力的增高，防整体承载力

5、和减小沉降量。止砂土、粉土产生液化，加快地基的排水固结。通过上述对沉管碎石桩加固机理的分析之1．1．3预震效应后，利用上述沉管碎石桩的置换、排水、加筋作用，在成孑L或成桩时，振动锤的强烈振动，使填人结合国内其它相关试验研究，以及工程实例，笔者料和地基土在挤密的同时可获得强烈的预震效在关于采用沉管碎石桩对饱和软土地基进行加固应，对砂土地基增强抗液化能力是极为有利的。处理方面的应用，进行了初步的实践与探索。2工程应用实例收稿日期：2012—07—02作者简介：王奇达(1981一)，男，甘肃兰州人，工程师，从事道2．1工程概况路工程设计工作。泉州市洛江区某道路西侧紧临洛阳江，结合2

6、18管理施工城市道桥与防洪2012年9月第9期堤防要求，道路临江侧全路段设置防洪堤，江堤全结合该工程具体内容，场地经清表整平后，挡长1473m，设计防洪标准20a一遇；地基处理采墙基础埋深lm，基底位于粉质粘土层。基底下部用振动沉管碎石桩加固处理，碎石桩梅花形布置，的淤泥质粘土夹砂层(下文简称淤泥质层)呈流塑纵横桩距120em，桩径55cm，打设深度5～7m；状，表现为淤泥，饱和，属高压缩性土，抗剪指标堤身为重力式挡墙，临江面外坡设一级亲水平台，低，工程性能差，承载力无法满足要求，是为软弱堤外坡脚处采用抛石护脚(外露面采用M10水泥下卧层。砂浆勾缝)；采取堤路结合的形式，堤顶

7、与人行道以K0+010位置为例：路面顺接。堤身基底宽：b=2．256nl；2．2地形地质概况堤身墙高：H=3．346m。工程地处洛阳江东岸，场地地貌主要为河漫各层岩土分布厚度分别为：滩和剥蚀残丘地貌，未经整平，地势较平坦。根据素填土hi=0．7m，粉质粘土h=2．7m，淤泥质地勘资料，工程范围内岩土层自上而下分布为：粘土hl=2．0m，粗砂h=0．9m，含卵石粗砂h=3．3①素填土、耕土：黄灰色、灰黄色、棕褐色等，m，残积砂质粘性土h≥3．257m。呈稍湿湿、松散状态，主要由粘性土、中粗砂等地下水埋深1