振动沉管碎石桩在处理软土地基中的应用.docx

振动沉管碎石桩在处理软土地基中的应用摘要：结合工程实际介绍了振动沉管碎石桩加固地基机理并对采用振动沉管碎石桩处理后的复合地基进行静载荷试验、桩体重型动力触探试验和桩间土标准贯入试验通过对试验结果进行分析说明该方法加固效果良好有一定的实用和推广价值可为类似工程提供借鉴。关键词：振动沉管碎石桩；静载荷试验；重型动力触探试验；标准贯入试验1引言振动沉管碎石桩是一种新的软土地基的处理方法该施工方法具有施工简单便于操作、费用低、施工速度快等优点近年来在国内得到了广泛应用。本文结合工程实际介绍了振动沉管碎石桩加固地基机理及施工原理并用实测数据分析了其地基处理效果说明该方法具有一定的实用价值值得研究推广。2振动沉管碎石桩加固地基机理在振动桩机的振动作用下把沉管打入设计深度然后向桩管投入碎石边提升沉管边振动、反插将碎石振动挤密成桩桩和桩间土形成复合地基。振动沉管碎石桩加固机理主要表现在以下三个方面[1]：（1）挤密作用：在成桩过程中桩管对周围土体产生很大的横向挤压力桩管体积的的土挤向桩管周围的土层使桩管周围的土层孔隙减小密实度增大。（2）排水固结作用：桩孔内所填充的透水性良好的粗粒料（碎石）在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水通道可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高加快地基的排水固结。（3）置换及复合作用：成桩后碎石桩与桩间土体组成复合地基对于穿过软土层的碎石桩桩端直接作用于下部坚硬土层将部分上层荷载直接向下传递。3振动沉管碎石桩施工原理振动沉管碎石桩的施工机械主要是由机架、振锤及桩管组成桩管的下部为平底活门活瓣桩尖桩管的上部设有进料口及进料斗。由于振锤的振动作用使桩管沉入地基土中设计深度位置然后稍向上提桩管使桩管下端的活瓣桩尖打开停止振动从进料口向管内装入碎粒径为5-50mm的碎石直至灌满为止然后启动振锤沉管下压并留振30s。桩底形成后依次提管投料振动成桩最后形成直径为600mm左右的碎石桩体由碎石桩体和桩间土形成复合地基。4工程概况及工程地质条件4.1工程概况某电厂循钢管排水沟地基处理采用振动沉管碎石桩加固处理桩径600mm桩距1.2米有效桩长13米设计要求地基加固处理后的复合地基承载力特征值不小于115KPa。4.2工程地质条件工程场地内河、塘、沟、渠纵横交错水系发育地貌单元主要属河漫滩地表广泛分布鱼塘和藕地浅表层地基土软弱工程性质较差。根据勘察报告工程范围内土层自上而下分为：（1）层①素填土（Q4s）：主要由褐色、黄褐色粉质粘土组成结构松散～稍密。（2）层②粉质粘土（Q4al）：黄褐色、灰黄色很湿可塑～软塑下部一般呈过渡状态而为软塑。（3）层③淤泥质粉质黏土（Q4al+l）：灰褐色、褐灰色等级中饱和流塑局部软塑。（4）层④粉土夹粉质黏土（Q4al）：粉土为灰色褐灰色等级中-重很湿稍密；粉质黏土为灰色褐灰色等级中饱和软塑～流塑。（5）层⑦粉砂夹粉土（Q4al）：粉砂为褐灰色、灰色饱和稍密；粉土为褐灰色等级中很湿稍密。（6）层⑧粉、细砂（Q4al）：褐灰色灰色饱和中密。（7）层⑨粉、细砂夹粉质黏土（Q4al）：粉、细砂为灰色饱和稍密；粉质黏土为褐灰色等级中很湿软塑。（8）层⑩粉、细砂（Q4al）：褐灰色青灰色饱和中密。5地基加固处理效果在振动沉管碎石桩施工竣工28天后业主委托检测公司对其工程进行复合地基静载荷试验、桩体重型动力触探、桩间土标准贯入试验检测试验结果分析如下：5.1静载试验按《电力工程地基处理技术规程》[2]（DL/T5204-2005）附录有关规定本工程采用单桩复合地基静载试验选用1200×1000mm的方形刚性承压板采用慢速维持荷载法。检测结果见表1。本次检测共布设10个单桩复合地基静载试验点10根桩的单桩复合地基承载力特征值的平均值为117.0kPa极差为7.3kPa小于平均值的30%（35.1kPa）取其平均值为复合地基承载力特征值。即该场地单桩复合地基承载力特征值为117kPa满足结构设计地基加固处理后复合地基承载力特征值115kPa的要求。5.2重型动力触探试验重型动力触探试验共进行24个点连续贯入并详细记录碎石桩的密实度如下：0～1.1m锤击数一般为5-10击平均值小于10击密实度为稍密。1.2～3.2m锤击数一般为10-15击密实度为中密。3.3m以下锤击数大于15击密实度为密实。从检验的结果可得桩体的密实度达到中密～密实状态符合设计要求。5.3标准贯入试