摘要:結(jié)合工程實(shí)際,介紹了振動(dòng)沉管碎石樁加固地基機(jī)理,并對(duì)采用振動(dòng)沉管碎石樁處理后的復(fù)合地基進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)、樁體重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)和樁間土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,說明該方法加固效果良好,有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值,可為類似工程提供借鑒。
關(guān)鍵詞:振動(dòng)沉管碎石樁;靜載荷試驗(yàn);重型動(dòng)力觸探試驗(yàn);標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)
1引言
振動(dòng)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(jiǎn)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(dòng)沉管碎石樁加固地基機(jī)理及施工原理,并用實(shí)測(cè)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(dòng)沉管碎石樁加固地基機(jī)理
在振動(dòng)樁機(jī)的振動(dòng)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(dòng)、反插,將碎石振動(dòng)擠密成樁,樁和樁間土形成復(fù)合地基。
振動(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)沉管碎石樁施工原理
振動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)振錘沉管下壓,并留振30s。樁底形成后,依次提管投料,振動(dòng)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(dòng)沉管碎石樁加固處理,樁徑600mm,樁距1.2米,有效樁長(zhǎng)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(chǎng)地內(nèi)河、塘、溝、渠縱橫交錯(cuò),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(jí)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(jí)中-重,很濕,稍密;粉質(zhì)黏土為灰色,褐灰色,等級(jí)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(jí)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(jí)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(dòng)沉管碎石樁施工竣工28天后,業(yè)主委托檢測(cè)公司對(duì)其工程進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)、樁體重型動(dòng)力觸探、樁間土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),檢測(cè)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(cè)結(jié)果見表1。
本次檢測(cè)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(chǎng)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(dòng)力觸探試驗(yàn)
重型動(dòng)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(hào)采用緊鄰碎石樁的編號(hào),標(biāo)貫孔共計(jì)44個(gè),取擾動(dòng)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(dòng)沉管碎石樁復(fù)合地基,經(jīng)檢測(cè)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(dòng)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.