振沖碎石樁復(fù)合地基[1].doc

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1、砂石樁處理液化地基一例摘要:振沖砂石樁復(fù)合地基處理液化地基的原理,應(yīng)用機(jī)理和應(yīng)用現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：振沖砂石樁液化地基0引言無粘性土和軟塑至流塑狀態(tài)的粘性土，包括近期堆（沖）填的素填土和雜填土，甚至含相當(dāng)部分生活垃圾的天然地基，由于土質(zhì)松散，力學(xué)強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度低，地基承載力不足，遠(yuǎn)不能承擔(dān)建筑物的荷載，容易失穩(wěn)；或沉降與不均勻沉降過大；或于地震震動(dòng)下產(chǎn)生嚴(yán)重的液化與震陷。因此，對(duì)這類松、軟土地基必須采取有效的工程措施進(jìn)行加固處理，處理方式一般采用深基礎(chǔ)或地基處理。深基礎(chǔ)是采用樁基、沉井等方法，穿透軟弱土層，使基礎(chǔ)直接置于堅(jiān)硬土層，但往往造價(jià)較高。地基處理

2、有開挖置換，采用復(fù)合地基等，復(fù)合地基是在松、軟土中構(gòu)筑剛性樁或散體材料樁，樁體與樁間軟土共同承擔(dān)上部建筑物的荷載，具有穩(wěn)定性好，沉降與不均勻沉降小，施工簡便、快速等特點(diǎn)，也比較經(jīng)濟(jì)，較適合我國國情。砂樁復(fù)合地基作為一種新興的地基處理方式，目前正在多類施工中得到廣泛應(yīng)用。砂樁于十九世紀(jì)三十年代起源于歐洲，隨著施工方法與施工機(jī)具的不斷改進(jìn)與完善，施工質(zhì)量和效率不斷提高，工程中應(yīng)用的范圍日益擴(kuò)大。常用于路堤、原料堆場、堤防碼頭、油罐及廠房等地基的加固。國外用振沖加密法處理砂基實(shí)例表1序號(hào)工程名稱年份國家土壤類型處理深度處理面積孔距相對(duì)密度說明處理前處理后

3、1柏林大樓地基1937德國砂757024380承載力由150Kpa增至300KPa2箱峽水電站1955美國細(xì)砂2.7—2.12570拉河閘閘基細(xì)砂層3西德奈控制閘1963巴基斯坦細(xì)砂3.0~7.0171502.0——承載力提高到160~330KPa振沖砂樁法于1977年引進(jìn)我國后即獲得迅速推廣，大量用于土建、水利、冶金和交通等工程的地基與土構(gòu)物的加固處理。經(jīng)過20多年的發(fā)展，幾乎對(duì)各種松軟土的處理都采用過這一技術(shù)，并于1992年將振沖法列入了我國首次編制的《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-91）中，以便推廣應(yīng)用、發(fā)展這一技術(shù)。國內(nèi)用振沖加密法處

4、理砂基實(shí)例表2序號(hào)工程名稱地基土情況處理效果1北京官廳水庫大壩下游壩粉細(xì)砂基e:0.615→0.5以下；DL：53%→80%，N：12→34~37：消除液化2　北京燕山石化總廠車間、倉庫回填土地基Pu：150kpa→450kpa3北京東方化工廠河漫灘粉細(xì)砂基N：〈10；Dτ:50%~55%,地震設(shè)防1：8，液化，處理后檢測，置信水平95%下，8不液化4徐州銅山水泥廠粉砂地基N:6.5→23.7，［R］：滿足　設(shè)計(jì)＞250kpa,消除7Ο液化1　復(fù)合地基加固機(jī)理1.1加固機(jī)理砂石樁法也稱砂樁法，是在軟弱地基中采用一定方式成孔,并往孔中填充砂石料，在地

5、基中形成一根砂石柱體，與樁間土共同承擔(dān)其上建筑物的荷載，提高地基強(qiáng)度，但對(duì)于砂土與粘性土其加固機(jī)理是不同的，分述如下：1.1.1.加固松散砂土地基砂土屬單粒結(jié)構(gòu)，有密實(shí)和疏松之分。密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)顆粒之間排列已接近最穩(wěn)定狀態(tài)，在動(dòng)（靜）載作用下，一般不再產(chǎn)生大的變形。而疏松結(jié)構(gòu)的砂土，顆粒之間孔隙較大，在動(dòng)（靜）載作用下體積可減少20%左右，故必需經(jīng)過人工處理才可作為建筑物的地基。砂樁在施工過程中對(duì)周圍土體有擠密作用和振沖作用，施工工藝不同，兩種作用有主次之別。沖擊法或振動(dòng)法成樁時(shí)，樁管下沉對(duì)其周圍土體產(chǎn)生的橫向擠壓力，將等于樁管體積的砂土擠到樁管周

6、圍土體中，使樁間土體密實(shí)度增大，孔隙比減少，其有效擠密范圍約為3~4倍樁體直徑。振動(dòng)法成樁時(shí)，樁管周圍土體同時(shí)受到擠密和振密作用，其有效振密范圍比擠密作用更明顯，可達(dá)6倍樁體直徑。砂樁在砂土地基中成樁后，當(dāng)砂土地基被擠實(shí)到臨界孔隙比以下時(shí)，還可防止砂土振動(dòng)液化。1.1.2.加固軟弱粘性土地基砂樁在軟弱粘土地基中主要通過置換作用和排水作用加速土體排水固結(jié)，并形成復(fù)合地基，提高地基的承載力和整體穩(wěn)定性。a.置換作用粘性土多為蜂窩結(jié)構(gòu)，在成樁過程中受擾動(dòng)后，力學(xué)性能會(huì)比原狀土低。不僅難以擠密樁周土體而且會(huì)使樁周土體強(qiáng)度短時(shí)降低。所以砂樁價(jià)格軟弱地基的效果

7、之一就是利用砂樁本身的強(qiáng)度，形成復(fù)合地基，在荷載作用下，減少周圍土體的附加應(yīng)力和沉降。經(jīng)驗(yàn)證明，砂樁復(fù)合地基沉降量可比原狀天然地基減少20%~30%。b.排水作用一般軟弱地基土的含水量很高，滲透系數(shù)多在10-7~10-4cm/s范圍內(nèi)。在軟弱地基中設(shè)置砂樁后，減少了軟弱地基土的排水距離，使土體的超孔隙水壓力很快消散，加速土體的固結(jié)和強(qiáng)度提高，起到了砂井的排水作用。1.2.理論計(jì)算1.2.1樁距確定如圖一所示，砂樁在平面上呈等邊三角形布置，設(shè)砂樁直徑為d，間距為s，在松散的砂土中打入砂樁后，能起到100%的擠密效果，即成樁過程中地面沒有隆起或下沉現(xiàn)象

8、，被加固的砂土沒有流失。圖一中Δa’b’c’為擠密前松砂面積，其值設(shè)為A＇，被砂樁擠密后該面積內(nèi)的松砂被擠壓到陰影所示的面