碎石桩快速加固超软弱地基试验研究.doc

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1、振冲碎石桩作为复合地基的一种，在快速提高地基稳定性方面，有着很大的优势。该技术在80年代末被引进到珠江三角洲地区以来，先后成功加固了番禺莲花山码头、新会天马港、荷塘码头、珠江电厂等多个工程。并在国内首次成功地进行了现场直剪实验，初步取得了碎石桩及复合地基的抗剪指标。这些工程的地基强度大都在10KPa左右，最低的仅5~8KPa。虽然振冲碎石桩技术取得了大量成功加固经验，国内外也开展了不少科学研究。但是对振冲碎石桩法，仍然缺乏足够权威的理论、计算公式、参数指标、检验手段供设计、施工采用。通过西江下游航道整治横坑段工程，对振冲碎石桩的机理、适用范围、

2、参数指标、检验手段等多个方面的问题进行研究。　　2、工程简况　　实验前对西江下游航道整治工程横坑碎石桩实验区进行了补充勘察。在实验区内布置了钻探孔两个，静力触探及十字板剪切原位测试各四孔。　　根据钻探资料，场区岩土层自上而下分布为：　　①、素填土

3、比e均值为1.3，内聚力c均值为8.5kPa，内摩擦角φ均值为7.6o，该层土为碎石桩处理的主要对象。　　③、粘土

4、厚度2.30-11.80m。天然含水量W0均值为35.1%，孔隙比e均值为1.0，内聚力c均值为27.5kPa，内摩擦角φ均值为25.8o。　　根据室内土工实验及标贯、静力触探、十字板剪切原位测试资料统计，各主要岩土层物理力学指标如表1。　　表1岩土主要物理力学性质及承载力统计表　　　　3、碎石桩设计6/6　　近年来随着振冲加固技术的发展，也逐渐应用到抗剪强度小于20kPa的软粘土地基中，并取得了一定的成功经验。但其加固机理及设计、施工参数尚需进一步验证。表1所示本次实验区内的软土层平均十字板抗剪强度仅13.6kPa，属于软弱粘土。在这种地基上

5、施工碎石桩，桩体必须有一定的密实度，只有桩径扩充到一定程度后才能达到水平激振力与桩周土反力的平衡，满足密实度要求。根据以往处理这种软土的经验，确定本次实验的桩径为1.0m。设计采用桩间距为2.0m，正三角形布置，相应的置换率仅为22.7%，桩土之间的共同作用相对较小。因此本实验方案增加了一组间距为1.5m的桩，以进一步为设计提供参考指标。根据地质条件，碎石桩应穿过软土层并进入粘土层50cm。因此设计桩长13~15M，实际施工时可根据成孔电流值来判断。　　4、碎石桩施工质量控制　　4.1原料控制　　采用大粒径碎石，整体性强，可以更好地传递振动应力

6、和荷载应力。桩体粒径大小直接影响加固体的力学效应，根据以往经验，填料粒径质量评判指标可由下式计算：　　f=1.7√3/(D50>2+1/(D20>2+7/(D10>2　　式中D50、D20和D10分别为筛分通过的百分数50、20和10的骨料粒径，f为质量评判指标。当f=0~10时为优质，f=20~30时为一般，f>50时不宜采用。通过计算，本次实验所采用的碎石粒径的平均值

7、到实验区的地质特点，实验采用了最常用的ZQC-30型振冲器。　　4.3施工流程　　大粒径碎石桩的施工流程如下：　　振动器就位对成孔清孔加料振动振动上拔继续填料、振动上拔成桩移位至下一个桩位。　　4.4施工质量控制参数　　碎石桩的施工质量主要通过以下四个参数来控制：水压和水量、密实电流、留振时间和灌料量。通过碎石桩工艺试桩，对振冲器型号、碎石粒径与级配、水压及水量、工作电压、每次提升高度、密实电流、留振时间、填料量和充盈系数等施工参数作出评价，为后期实验桩和工程桩的施工提供指导性施工参数。为保证施工参数的准确可行，我们在施工之前进行了碎石桩施工工

8、艺实验，并经过实验确定碎石桩施工参数如下：a、碎石粒径以φ5~10cm为主，大于φ5cm占50%以上；b、水压:550-600Kpa，水量：20-30