对振动沉管碎石桩的几点认识

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1、对振动沉管碎石桩的几点认识摘要：本文结合工程实践对低置换率的振动沉管碎石桩复合地基的试桩效果、荷载板对静荷载试验成果的影响、桩顶垫层的作用、桩间土性状、重型动力触探检验成果等进行了分析总结。关键词：试桩　效果　桩顶　荷载试验　检验　一般认为，振动沉管碎石桩对松散砂土和粉土的作用机理主要为挤密作用、振密作用及排水作用（抗液化），对粘性土主要为置换作用及排水作用。设计时置换率通常取10％~30％，砂土粉土中取低值，粘性土中取高值，从节约工程造价的角度出发，一般应尽量选用较低值。本文将结合工程测试对低置换率振动沉管碎石桩复合地基谈几点看法。1　试桩效果试

2、桩的目的是为了检验设计参数、施工工艺及施工控制要求能否满足设计指标，《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）（以下简称地基处理规范）等相关文献指出试桩数量不应少于7~9根。既然是试桩，数量通常较少，较少的桩数可以确定施工工艺，但能否据此全面准确地评价地基处理的效果，笔者认为一定要谨慎，尤其在淤泥类软弱土层中。以深圳市宝安区某市政道路工程为例。碎石桩复合地基设计参数分别为：桩径Φ400，桩距1.3m，正三角形布置，m=8.6%，填料为1~5cm碎石，设计复合地基承载力特征值为140kPa。试桩13根，试桩处地质状况自上而下分别为：①素填土，层

3、厚2.8-3.1m，结构疏松，由砂质亚粘土组成；②淤泥，层厚1.7~1.9m，流塑，具腐臭味；③含砂亚粘土，层厚1.3~1.7m，可塑，砂质含量约35％；④中砂：层厚1.4~1.8m，饱和，稍密；⑤砂质亚粘土。试桩长度7~8m，大面积施工时桩长7~10m。试桩前后、大面积施工后桩间土的土工参数如表1所示，取土位置于正三角形中心。碎石桩重型圆锥动力触探（N63.5）成果如表2所示。另外某路基处理工程碎石桩重型圆锥动力触探（N63.5）成果如表3所示（碎石桩设计参数与前例相同）。上述两工程均进行了复合地基承载力静载荷试验，由于试验最大荷载为2倍设计承载

4、力特征值（280kPa），故不能判断大面积施工后与试桩时相比复合地基承载力提高的幅度。试压荷载为280kPa时总沉降量如表4所示。表1　试桩前后、大面积施工后桩间土的土工参数土层施工状况含水量w(%)湿重度ρ0干重度ρd孔隙比e0塑性指数Ip液性指数IL压缩模量Es7(kN/m3)(kN/m3)(MPa)素填土试桩前19.017.514.60.83011.8<03.67试桩后22.718.715.30.75010.9<03.64大面积施工后21.418.715.40.73713.3<05.50淤泥试桩前89.515.18.12.22720.52.4

5、72.24试桩后47.316.911.51.34211.71.413.09试桩后变化率-47.2%11.9%42.0%-39.7%-42.9%-42.9%37.5%大面积施工后39.118.013.21.12713.60.665.33与试桩前相比-56.3%19.2%63.0%-49.4%-33.7%-73.3%137.9%与试桩后相比-17.3%6.5%14.8%-16.0%16.2%-53.2%72.5%含砂亚粘土试桩前17.020.217.40.54311.2<04.54试桩后28.118.614.60.85612.40.544.56大面积施

6、工后19.520.317.00.58512.20.107.31表2　碎石桩重型圆锥动力触探（N63.5）成果土层状况素填土段淤泥段含砂亚粘土段桩端土试桩击数2~7击4~5击7~12击8~10击大面积施工后击数7~13击11~18击13~40击22~27击表3　工程2碎石桩重型圆锥动力触探（N63.5）成果土层状况素填土（含砂粉质粘土）段粉土（砂）段深度0~3m3~10m试桩击数2~6击5~9击大面积施工后击数7~16击11~44击表4试压荷载为280kPa时总沉降量不同工况下沉降量工程1工程2试桩时荷载为280kPa时总沉降量(mm)90~1049

7、4~137大面积施工后荷载为280kPa时总沉降量(mm)11~2116~37从表1~3可以看出，大面积施工后桩间淤泥的物理性状较试桩后仍有较大改善，素填土及含砂亚粘土的物理性能指标变化不大，但压缩模量及重型动力触探击数有较大提高，从表4可以推断复合地基的承载力特征值肯定也有提高。笔者认为以下几个因素可能导致了这种改善：①地下水位的降低。前述工程1、2试桩时桩孔内水位很高，基本上距孔口均不足1m，大面积施工后，由于碎石桩的排水及蒸发作用，地下水位均下降了1~2m。地下水位下降相当于对土层进行了预压，改善了土的性状。随着土体强度的增加，土体对碎石桩的

8、约束增强了，所以碎石桩的强度也增加了。此外，表层土失水干燥后可以碾压得更密实，能够有效地提高承载力特征值。②固结作用与触变