振沖碎石樁在飽和軟土地基處理中的應(yīng)用研究

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1、振沖碎石樁在飽和軟土地基處理中的應(yīng)用研究　　碎石樁復(fù)合地基是處理軟土地基的一種迅速而有效的方法。但是，《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》第六章第一節(jié)第條“……振沖置換法適用于不排水抗剪強(qiáng)度不小于20KPa的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基?！保渌炭茣纫舱J(rèn)為振沖碎石樁不適應(yīng)于不排水抗剪強(qiáng)度低于20KPa的軟粘土中。　　本文詳細(xì)介紹了汕頭市某廠房內(nèi)地坪成功采用振沖碎石樁的設(shè)計(jì)及施工方法，并結(jié)合廣州地區(qū)近年來振沖碎石樁工程設(shè)計(jì)與施工實(shí)例進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)，說明在不排水抗剪強(qiáng)度低于20KPa的軟土地基完全可采用振沖碎石樁進(jìn)行處理，關(guān)鍵是施工中應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)設(shè)計(jì)施工操作規(guī)范，并進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，

2、以確定最優(yōu)處理方案。　　2、某廠房內(nèi)地坪振沖碎石樁設(shè)計(jì)實(shí)例　　工程概況　　汕頭市某廠房內(nèi)地坪用來承放高精密度機(jī)械設(shè)備，承載力要求僅為50KPa，但該機(jī)械設(shè)備對(duì)不均勻沉降非常敏感，初步設(shè)計(jì)采用架空地坪，即地坪與樁承臺(tái)連為一體?？墒羌芸盏仄涸靸r(jià)太高且對(duì)機(jī)械設(shè)備的后期改良不利。應(yīng)業(yè)主邀請(qǐng)，筆者建議采用振沖碎石樁復(fù)合地基進(jìn)行處理，并就振沖碎石樁復(fù)合地基有關(guān)計(jì)算和施工參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。共完成了振沖碎石樁3470根，39558米，填料量37185m3，碎石墊層約5000m3?！　龅赝翆忧闆r　　場地土層自上而下為①素填土、耕作土；②淤泥：底面埋深為-~-,γ=/m3,十字板抗剪強(qiáng)度多為10~13KPa

3、，fk=40KPa；③粗砂：平均厚，γ＝KN/m3,fk=220KPa；④淤泥：平均厚，γ=/m3,　　　　fk=50KPa；⑤粉質(zhì)粘土：平均厚，γ＝KN/m3,fk=110KPa?！　龅氐叵滤桓撸幚韺?duì)象為上部②淤泥。③粗砂具一定厚度，且承載能力高，可作一般樁基持力層，但下臥④淤泥厚度大且強(qiáng)度低應(yīng)對(duì)其作承載力和變形驗(yàn)算?！　≡O(shè)計(jì)計(jì)算　　確定加固范圍及復(fù)合地基承載力　　加固范圍取樁承臺(tái)內(nèi)8×8m范圍，設(shè)計(jì)布樁14根，樁徑，三角形布樁，樁距,，行距，素填土及耕作土視作淤泥看待，加固深度至③粗砂層頂面，樁頂鋪設(shè)30cm碎石墊層。由fspk=［1+m(n-1)］fsk，m=d2/de2=，

4、fsk＝40KPa，n取4，計(jì)算得：fspk=?！　∮?jì)算假設(shè)　　a)加固深度內(nèi)全部為淤泥，地基土為各向同性；b)承臺(tái)內(nèi)8×8m地坪范圍等效為矩形面積上均布荷載作用下的剛性基礎(chǔ)；c)樁長達(dá)硬層；d)無相鄰荷載影響?！　〉鼗軌簩佑?jì)算深度　　按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算，Zn=b(－)=8×(－)=。　　地基土自重應(yīng)力計(jì)算　　бcz1=(－10)×=　　бcz2=(－10)×(－)+бcz1=KPa　　附加應(yīng)力計(jì)算　　бz0=50KPa　　l/b=1,z/b=，查規(guī)范附表10－1得ac＝　　бz1=4acб0=4××50=　　下臥層承載力及變形驗(yàn)算　　бz1+бcz2=+=　　粗砂平均厚為

5、，fk=220KPa＞，且бz1=＜бcz2=。對(duì)于軟土，基礎(chǔ)底面中心O點(diǎn)下深度Z處的附加應(yīng)力бz等于同一深度Z處的自重應(yīng)力бcz的倍時(shí)，此深度即為地基受壓深度Zn，說明粗砂具足夠強(qiáng)度，Zn=也符合變形計(jì)算深度要求。　　基礎(chǔ)中點(diǎn)下天然地基沉降量S　　粗砂變形可忽略不計(jì)，假定計(jì)算深度范圍內(nèi)全部為淤泥。規(guī)范公式簡化為：　　S=ΨsPo(Z1a1)/Es1　　Ψs－沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由Es查表得；　　Po－基底面處的附加應(yīng)力，取50Kpa；　　Z1－為；　　a1－查范附錄十:附表10-2“矩形面積上均布荷載作用下角點(diǎn)的平均附加應(yīng)力系數(shù)a”,按應(yīng)力疊加原理l/b=4/4＝，z1/b=/4=，查表

6、得a=，a1=4a=。　　Es1＝；　　Es＝∑Ai/(∑Ai/Esi),A1=z1(a0+a1)/2,A2=(z2－z1)(a1+a2)/2，因?yàn)榧庸谭秶鷥?nèi)全部為淤泥，故Es＝Es1＝。查表內(nèi)插得Ψs＝,計(jì)算：s=　　復(fù)合地基總沉降量　　Ssp＝βS　　β為沉降折減系數(shù)，0＜β＜1，β＝1/［1+m(n-1)］,　　m為置換率，n為樁土應(yīng)力比；　　S為天然地基沉降總量；　　Ssp為復(fù)合地基總沉降量?！　∮?jì)算得：β＝?！　sp＝βS=×=　　復(fù)合地基沉降穩(wěn)定時(shí)間　　振沖碎石樁復(fù)合地基變形的組成包括樁體自身沉降和樁間土的變形兩部分。樁體自身沉降是以樁柱體在荷載作用下的壓脹變形為主，對(duì)于樁

7、間土的變形則是以壓縮變形為主。本工程設(shè)計(jì)復(fù)合地基置換率為，即壓脹變形忽略不計(jì)，因此，變形可近似由樁頂變形和樁間土表面變形構(gòu)成?！　∈┕て陂g車輛碾壓、樁頂碎石墊層施工的碾壓作用和后繼填土施工時(shí)的碾壓作用、以及依靠墊層的流動(dòng)補(bǔ)償性，樁頂變形和樁間土表面變形能在施工期間迅速均勻地進(jìn)行。經(jīng)測試結(jié)果表明，軟土在施工30天后排水固結(jié)完成，強(qiáng)度得到恢復(fù)，故振沖碎石樁復(fù)合地基一般在地基處理完后的30天即可完成80％沉降，剩下20％的沉降在加載后樁間