夯扩碎石桩在软基处理中的优势分析-封艳琴

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1、DOI:10.15996/j.cnki.bfjt.2008.08.056·128·北方交通2008夯扩碎石桩在软基处理中的优势分析封艳琴(河北交通勘察设计研究院,石家庄050011)摘要:夯扩碎石桩和振冲碎石桩都是近年高速公路特殊路基处理的常用方法,以沿海高速公路唐山秦皇岛段的特殊路基处理方案设计为例,从施工工艺、工程材料用量、工程造价等主要方面对两种方法作了对比分析,并提出夯扩碎石桩为最佳方案。关键词:特殊路基;夯扩碎石桩;振冲碎石桩;方案优选中图分类号:U443.15文献标识码:B文章编号:1673-6052(20

2、08)08-0128-021概述的加固土体,从而使土体产生根本性改变。根据《中国地震动参数区划图》(GB8306-据资料介绍,利用此工法可有效挤密加固桩周2001),沿海公路河北段高速公路路线所在区的丰及桩底土层,使松散的土体更加密实,对砂性土的挤南市为8度区,地震动峰值加速度为0.2g,地震动密效果尤为显著,可有效消除松散砂土的液化现象,反应谱特征周期为0.35s,设计地震第一组。乐亭、改善土的物理力学指标,提高地基土的承载能力和唐海、滦南县为7度区,地震动峰值加速度为0.15g,压缩模量,减少地基土的压缩变形。其成

3、桩剖面如地震动反应谱特征周期为0.4s,设计地震第一组。图1所示。项目区地下水位大多极浅,饱和亚砂土和砂土发育广泛,极易发生砂土液化。通过对该区段20m以上的饱和粉细砂、亚砂土进行的判定,结果为全区液化现象较为普遍。我院根据对饱和粉细砂、亚砂土液化的判定结果及专家研讨会的意见,确定了振冲碎石桩的处理方案。振冲碎石桩方案无疑在技术上是可行的。据了解,采用夯扩挤密碎石桩方案对液化土的处理更有效,而且在造价上更经济,但我省缺乏在相应类似工程中的使用经验。现主要考虑造价上更为经济等原因,建议对夯扩碎石桩进行试桩,与振冲碎石桩在

4、加固技术效果、工程造价等方面进行综合分析对比,以便验证采用夯扩碎石桩的可行性。图1夯扩挤密碎石桩剖面示意图2夯扩碎石桩简介2.1工艺原理比较夯扩碎石桩即等能量、等变形夯扩挤密碎石桩。振冲碎石桩是利用高压水流冲刷土体而形成桩利用重锤冲击成孔,在成孔的同时,使桩端及桩身周孔,桩孔土颗粒随水流排出,相当于取土成孔,以碎围土体得到第一次挤密;成孔至设计标高后在孔中石置换。3分层填入碎石(每次填入0.10～0.15m),提升重锤夯扩碎石桩是挤扩成孔,相当于挤土桩,这种挤到一定高度,令其自由落体,夯击碎石到松散的软土土桩比取土桩的

5、挤密效果更好。在成孔时已经对桩地基,使桩端及周围的土体得到第二次挤密。依次周土体进行了一次挤密;填料方式是夯击填料,填料填入碎石,夯击碎石,直至夯填至设计标高。在施工时又进行了一次挤密,而且夯击挤密能量远远大于过程中通过控制填料夯击后的贯入度,了解桩周土振冲的能量。由此可见,夯扩挤密桩的挤密效果更体的密实程度,在相同能量夯击下控制相同的贯入为显著,可消除松散砂土的液化可能性。变形,可将桩周土体改变为物理力学性能指标稳定2.2工程数量比较第8期封艳琴:夯扩碎石桩在软基处理中的优势分析·129·(1)夯扩碎石桩所需的碎石数

6、量明显减少桩水平间距:1.56m一方面,振冲碎石桩为取土置换原理,将原地基桩直径:0.6m土部分取走以碎石填充,要达到同样的挤密效果,必桩长:14～15m然要比不取土的挤扩成桩使用更多的石料;另一方承载力计算公式:fsy,x=mfy,x+(1-m)fs,x面,由于夯扩挤密的能量大于振冲法,挤密形成的碎桩体承载力特征值(单位面积):800kPa石桩体的强度明显大于振冲碎石桩,在相同的承载垫层厚度:30cm力要求下,所需的总的碎石方量大为减少。垫层超出桩外侧的距离:50cm(2)夯扩碎石桩节水、环保基础边缘外桩的排数(横向

7、):1振冲碎石桩施工过程中需要大量的清水,而施基础边缘外桩的排数(竖向):1工现场附近水资源缺乏;施工过程中还产生大量的桩基础构造物桥台两侧,采用夯扩挤密碎石桩泥浆需要处理,污染环境。夯扩碎石桩则无此缺点。加固设计。设计桩径为0.6m,桩距分别为1.6m、2.3工程造价比较1.8m、2.0m,按正三角形布置。夯扩挤密碎石桩处选取下列路段进行了夯扩桩与振冲桩工程造价理后的桩身承载力标准值不小于800kPa,复合地基对比分析,由表1可见,夯扩挤密碎石桩方案比振冲承载力对应三种间距时不应低于140kPa(间距碎石桩方案节省费

8、用约20%。2.0m)、150kPa(间距1.8m)、160kPa(间距1.6m)。表1夯扩桩与振冲桩工程造价对比表桩基础构造物桥台两侧,采用振冲碎石桩设计处理碎石处理每平每立方夯扩桩振冲桩方案:设计桩径为1.0m,桩距分别为1.8m、2.0m、桩长起止桩号长度3米单价单价报价预算价(m)(m)2.2m,按正三角形布置。振冲碎石桩